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2011年  第11卷  第4期

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道路与铁道工程
Design method of warm mix asphalt based on Marshall test under variable temperatures and compaction times
PEI Jian-zhong, XU Li, ZHANG Jiu-peng, XING Xiang-yang
摘要: In order to establish the mixture design method for warm mix asphalt (WMA), Marshall test was conducted under variable temperatures and compaction times to prepare AC-13C WMA specimens, and the volume characteristics of WMA specimens were researched. Analysis result indicates that the air void volume (VV) and the percent voids in mineral aggregate (VMA) increase with the decrease of compaction temperatures and compaction times, but the percent voids in mineral aggregate that are filled with asphalt (VFA) decrease. Compared with hot mix asphalt (HMA), the asphalt content absorbed by aggregates, the effective asphalt content (mass fraction) and the thickness of asphalt film in WMA differ a little, and the optimum asphalt content of AC-13C WMA is 4.7%. According to the volume characteristics, the compaction temperatures of WMAs are determined, and the compaction temperatures of WMAs with matrix asphalt and SBS modified asphalt decrease by about 10 ℃-20 ℃ and 10 ℃ respectively. WMA compactibility is better, and the compaction times of WMAs with matrix asphalt and SBS modified asphalt decrease by about 20% and 10% respectively.更多>
2011, 11(4): 1-9. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.001
摘要(919) HTML (105) PDF (957KB) (647)
Flexural performance of RC beam strengthened with highstrength steel wire mesh and polymer mortar overlay
LIU Ming, LIU Bo-quan, XING Guo-hua
摘要: The load-deflection curves of RC beam strengthened with high-strength steel wire mesh and polymer mortar overlay were analyzed, and the bond mechanism between concrete surface and polymer mortar was studied. The overall flexural behaviour of strengthened beam could be divided into precracking stage, cracking stage and failing stage, and an analysis model of section moment and mid-span deflection for RC beam was developed based on plane assumption. The overall flexural behaviour of strengthened beam subjected to concentrated load was analyzed by using transformed section method, and the model was verified by using the test data of 10 strengthened beams. Analysis result shows that the average ratios between the test values and computation values of yielding moment and ultimate moment of beam section are 1.027 and 1.094 respectively, the average ratios between the test values and computation values of yielding mid-span deflection and ultimate mid-span deflection are 1.286 and 0.918 respectively, so the model is feasible.更多>
2011, 11(4): 10-16. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.002
摘要(773) HTML (165) PDF (1058KB) (509)
粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响
袁峻, 钱野
摘要: 采用60℃单轴贯入试验, 确定沥青混合料高温抗剪强度。使用数字图像处理技术, 从形状、棱角性和表面纹理对粗集料二维形态特征进行具体描述, 运用等效椭圆法和筛孔尺寸修正系数识别粗集料级配。结合MATLAB软件编写程序提取粗集料形态参数, 确定与沥青混合料高温抗剪强度相关的粗集料二维形态特征指标, 利用图像拓扑性质欧拉数定量评价粗集料骨架稳定性。研究结果表明: 随着粗集料的长宽比和偏心率的降低, 等效椭圆周长比和纹理指数的提高, 沥青混合料高温抗剪强度增加; 随着欧拉数的减小, 骨架密实型沥青混合料中粗集料骨架结构的稳定性增大, 高温抗剪强度增强。更多>
2011, 11(4): 17-22. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003
摘要(924) HTML (144) PDF (595KB) (569)
半刚性基层材料路用性能综合评价方法
丛卓红, 郑南翔, 闫红光
摘要: 为减少半刚性基层材料路用性能评价指标, 合理评价材料性能, 提出基于灰色关联聚类、主成分分析和熵权法的半刚性基层材料路用性能综合评价方法。对多指标进行灰色聚类分析, 对同类指标进行主成分分析, 得到每类指标的主成分集合, 采用熵权法确定每类指标的权重, 综合形成既反映全体指标信息又体现指标差异性的综合指标。选择四川广巴高速公路沿线A、B、C、D、E共5种砂岩成型半刚性基层材料, 并选择11个路用性能指标评价5种材料的路用性能。评价结果表明: 5种材料的性能从优到劣排序为A、B、D、C、E, 与灰色关联度评价结果一致, 因此, 采用综合评价方法易判断材料性能优劣及材料性能间的差异。更多>
2011, 11(4): 23-28. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.004
摘要(912) HTML (124) PDF (283KB) (655)
三塔悬索桥静动力特性与中塔选型
梁鹏, 吴向男, 李万恒, 徐岳
摘要: 为探讨三塔悬索桥与两塔悬索桥静动力特性差异与中塔选型, 以泰州长江大桥为原型, 基于有限位移理论建立相应的两塔、三塔(混凝土中塔与钢中塔) 悬索桥的空间有限元模型, 分析了各种结构参数下的静力和地震效应。研究结果表明: 与两塔悬索桥相比, 由于中塔顶缺乏边缆的有效纵向约束, 三塔悬索桥整体刚度较小, 变形较大, 自振频率低; 汽车作用下主缆抗滑、桥塔受力、主梁挠跨比等在常规两塔悬索桥中很容易满足要求的指标, 但对三塔悬索桥却成为控制指标。三塔悬索桥的3个指标都与中塔抗推刚度密切相关, 但其对中塔抗推刚度的需求是矛盾的。“人”字形钢中塔三塔悬索桥的主缆抗滑安全系数为2.17, 汽车作用下桥塔最大应力为182 MPa, 最大挠跨比为1/210, 全部满足要求。可见, “人”字形钢中塔较好地兼顾了3个控制指标的需要, 做到了构件刚度和缆索体系刚度的优化, 是合理的中塔形式。更多>
2011, 11(4): 29-35. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.005
摘要(831) HTML (153) PDF (607KB) (548)
测力钢轨轮轨力连续输出算法
李奕璠, 刘建新, 王开云, 林建辉, 王超峰
摘要: 根据轮轨相互作用特点, 利用地面测试数据的信息, 采用阈值判断法提取有效的轮轨力数据。设计基于径向基函数神经网络的算法, 用以处理不同测试单元处的轮轨力的非线性关系, 用不同车轮不同作用点位置作用下的横、垂向力训练神经网络, 实现了测力钢轨轮轨力的连续测试, 并对3种工况进行了仿真试验。分析结果表明: 既存在干扰又存在应变片损坏时的连续轮轨力精度较只存在干扰及部分应变片损坏的低; 算法能对采样频率低于8 720.9 Hz的轮轨力信号进行实时处理, 算法具有很好的适用性。更多>
2011, 11(4): 36-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.006
摘要(768) HTML (222) PDF (765KB) (486)
载运工具运用工程
高速列车弹性车体与转向架耦合振动分析
宫岛, 周劲松, 孙文静, 谢维达
摘要: 建立了某高速列车车体有限元模型, 采用Guyan缩减进行模态求解, 结合SIMPACK多体动力学软件建立包含弹性车体的系统动力学模型。运用模型分析了车体弹性模态对运行平稳性的影响, 研究了弹性车体与转向架构架垂向耦合振动。分析结果表明: 当车体垂向一阶弯曲频率与车体点头振动空响应点频率接近时, 会发生车体的垂向弹性共振; 当车体菱形变形弯曲频率高于9 Hz, 垂向一阶弯曲频率高于10 Hz时, 车体弹性对运行平稳性影响不大; 该高速列车转向架一系悬挂垂向刚度与车体垂向一阶弯曲频率匹配合适, 即使构架浮沉及点头频率与车体垂向一阶弯曲频率接近, 也不会发生弹性车体与构架的共振现象。更多>
2011, 11(4): 41-47. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.007
摘要(1009) HTML (182) PDF (1067KB) (655)
侧风下高速列车车体与轮对的运行姿态
于梦阁, 张继业, 张卫华
摘要: 应用流体动力学理论, 建立了高速列车空气动力学模型, 计算了作用于高速列车车体上的气动力和气动力矩; 应用多体动力学理论, 建立了车辆系统动力学模型, 分析了在不同风向角、侧偏角与合成风速下高速列车头车车体和轮对的运行姿态。计算结果表明: 在不同侧风环境下, 头车车体始终向背风侧横摆和侧滚; 当风向角为90°时, 车体的横向位移和侧滚角最大; 当列车车速为350 km.h-1, 侧风风速分别为13.8、32.6 m.s-1时, 列车头车车体最大横向位移分别为74.2、171.7 mm, 最大侧滚角分别为3.1°和8.4°; 当列车车速为200 km.h-1, 风速不小于32.6 m.s-1, 且风向角为90°时, 列车头车一、二位轮对均向背风侧横移, 背风侧车轮易发生爬轨现象, 三、四位轮对均向迎风侧横移, 三位轮对迎风侧车轮易发生爬轨现象; 四位轮对的横移量和摇头角均小于前三位轮对, 相对安全。更多>
2011, 11(4): 48-55. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.008
摘要(945) HTML (155) PDF (1540KB) (449)
重载货车车轮磨耗仿真
丁军君, 孙树磊, 李芾, 黄运华
摘要: 以装用转K6型转向架的C80型货车为例, 在SIMPACK软件中建立车辆动力学模型, 采用LM型车轮型面和75 kgºm-1级钢轨型面匹配, 并根据大秦线实际情况建立线路模型。基于FASTSIM算法和Zobory踏面磨耗模型, 对重载货车车轮磨耗进行仿真分析, 并与现场实测结果进行对比。研究结果表明: 磨耗主要发生在踏面上-50~45 mm范围内, 轮缘处磨耗最大, 在轮缘根部磨耗最小; 随着运营里程的增加, 轮缘和滚动圆处的磨耗速度变慢; 踏面垂直磨耗量的仿真结果小于现场实测结果; 车轮磨耗后, 车辆临界速度下降, 空车临界速度下降13~18 kmºh-1, 重车临界速度下降2~8 kmºh-1。更多>
2011, 11(4): 56-60. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.009
摘要(1112) HTML (188) PDF (528KB) (547)
基于高速开关阀的气压电控辅助制动装置
王建强, 杨波, 李升波, 李克强
摘要: 为了满足商用车辆纵向驾驶辅助系统对于自动制动的要求, 设计了一种基于高速开关阀的气压电控辅助制动装置。建立了装置的数学模型, 设计了抗积分饱和的PI控制器, 采用脉宽调制方法动态调节高速开关阀, 实现对车辆制动压力的主动控制。搭建了电控辅助制动装置的硬件在环仿真试验平台, 对其控制效果进行试验验证。分析结果表明: 该装置不仅能够快速准确地响应制动指令, 其稳态误差小于0.01 MPa, 响应时间小于0.3 s, 同时具有安装方便, 与商用车制动系统兼容性好的优点。更多>
2011, 11(4): 61-67. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.010
摘要(480) HTML (57) PDF (821KB) (523)
交通运输规划与管理
集装箱船舶支线运输航线优化算法
计明军, 陈哲, 王清斌
摘要: 以枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量为基础, 分析了轴-辐式网络运输模式。以船舶最小总航行时间为目标函数, 建立了混合整数规划支线集装箱运输模型。通过设计巡回路线方法实现杂交和变异, 更新了解的构成, 运用遗传算法求解模型。计算结果表明: 当船舶容量为150 TEU时, 在160次迭代后, 总航行时间为708.6 h, 航线数量为8条; 当船舶容量分别为100、150 TEU时, 在150次迭代后, 总航行时间为714.6 h, 航线数量为9条; 对枢纽港船舶限制时间和支线船舶容量进行方差分析, F检验统计量的概率值均明显小于0.05;对支线船舶容量和运营成本进行敏感性分析, 增大船舶容量能够减小航线数量和运行时间, 但增大了运营成本, 增大枢纽港船舶限制时间能够减小航线数量; 考虑航行时间和运营成本, 当船舶容量为150 TEU时最合理。更多>
2011, 11(4): 68-75. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.011
摘要(753) HTML (76) PDF (592KB) (616)
中国港口功能的聚类和判别
黄顺泉, 曲林迟, 余思勤
摘要: 根据中国港口的样本特征, 选取了11个主要功能指标, 建立了因子分析模型, 并进行了适用性检验。根据主成分分析法, 提取了3个待定因子, 经过因子旋转和归一化处理, 采用系统凝聚法对中国沿海24个港口的主要功能进行聚类分析。以MATLAB为技术基础, 对烟台港功能类型进行判别。分析结果表明: 根据经济功能因子、城市功能因子和物流功能因子的分类, 中国沿海24个港口可以聚成7类, 第1类为上海港, 第2类为深圳港, 第3类为广州港, 第4类为宁波舟山港, 第5类为青岛港、天津港、大连港, 第6类为厦门港、丹东港、威海港、汕头港、北海港、防城港、海口港、连云港港、营口港、秦皇岛港、日照港, 第7类为唐山港、温州港、台州港、福州港、泉州港、湛江港; 运用人工神经网络方法, 烟台港被判别为第7类。可见, 方法有效。更多>
2011, 11(4): 76-83. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.012
摘要(762) HTML (141) PDF (672KB) (570)
班轮船舶调度多目标优化模型与蚁群算法
寿涌毅, 赖昌涛, 吕如福
摘要: 针对班轮船舶调度问题, 在将班轮合理配置到各往返航班上和不存在时间冲突的基础上, 以最小班轮变动成本、最小航线运载量缺口和最小班轮航次总绝对偏差为目标函数, 构造了基于港口时段与往返航班的时空网络, 建立了班轮调度的0-1整数规划数学模型。基于某船务公司实际运载数据, 利用蚁群算法求解模型, 并用邻域搜索技术提高求解效率。计算结果表明: 在运载量满足运营要求的前提下, 班轮运营的日均总变动成本从198 086.3元降低到170 472.2元, 下降了约13.9%;班轮航次数总绝对偏差从4.4次降低到2.4次, 下降了约45.5%, 班轮利用率更加均衡; 运载量缺口仍旧为0。可见, 模型可行, 算法有效。更多>
2011, 11(4): 84-88. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.013
摘要(696) HTML (155) PDF (325KB) (572)
CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统
张英贵, 雷定猷, 王娟
摘要: 结合车站自律机、联锁系统、客运站股道运用技术作业及其要求, 设计了基于分散自律控制原则的系统模型、功能与体系结构。运用现代排序理论, 构建了股道运用实时调整可控排序模型和耦合模型, 提出了基于合成分派规则的三步算法与股道运用通用启发式算法, 求解股道运用系列决策问题, 解决铁路行车及调车作业之间的干扰问题, 并开发了CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统。分析结果表明: 合成分派规则的平均优化解明显优于基本分派规则的平均优化解, 合成分派规则EDD+FIFO获得的解最优; 实时调整时宜直接采用合成分派规则, 尤其是规则EDD+FIFO, 求解耦合问题时应综合考虑各种分派规则。可见, 系统的功能、性能和技术指标均能满足股道运用智能编制和实时调整的现实需求。更多>
2011, 11(4): 89-96. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.014
摘要(765) HTML (124) PDF (690KB) (483)
基于GIS的道路热区鉴别方法
卢佩莹, 姚申君, 吴健平, 余柏蒗, 钟海东
摘要: 基于地理信息系统以及热区基本模型, 研究了道路热区的鉴别方法。该方法对道路网依据一定优先权进行合并以获取道路基本单元, 模拟了交通事故的空间分布, 并采用Monte Carlo法定义各道路基本单元交通事故数阈值, 通过检验道路基本单元的空间邻近性得到热区, 并对上海世博园周边道路热区进行了鉴别。分析结果表明: 道路网经合并后, 不规则道路基本单元的百分比由41.5%下降到14.8%;世博园周边共有84个仅涉及车辆、33个涉及行人的热区, 与实际相符。可见, 该方法能有效鉴别道路危险区域。更多>
2011, 11(4): 97-102. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.015
摘要(765) HTML (85) PDF (968KB) (912)
交通信息工程及控制
城市交通线控系统相位差优化方法
吕斌, 牛惠民
摘要: 根据路段行程车速的随机分布特征, 分析了已有线控系统相位差优化方法的局限性。以路段行程时间、车辆延误和排队长度为评价指标, 利用信息熵理论和多属性综合决策方法设计了线控系统相位差优化算法, 并进行了仿真计算。仿真结果表明: 当路段行程车速的方差从5 km.h-1增大到10 km.h-1后, 由西向东车流的行程时间、车辆延误和排队长度分别从98.4 s、13.5 s.pcu-1和9.1 pcu增大到115.5 s、15.9 s.pcu-1和12.3 pcu, 由东向西车流的行程时间、车辆延误和排队长度分别从99.4 s、13.5 s.pcu-1和9.2 pcu增大到108.7 s、14.3 s.pcu-1和10.8 pcu。可见, 路段行程车速的随机分布特性对相位差的设置有显著影响, 利用本文建立的模型可得到最优相位差。更多>
2011, 11(4): 103-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.016
摘要(845) HTML (81) PDF (421KB) (573)
公路隧道突发事件CBR-RBR交通控制方法
林杉, 许宏科, 刘占文, 李曙光
摘要: 在传统经验式公路隧道交通控制方法基础上, 利用人工智能中的知识表示方法和基于规则的专家系统, 提出一种范例推理与规则推理相结合的公路隧道突发事件交通控制方法, 建立了突发事件下公路隧道车辆诱导预案生成及管理系统。针对某平行分离式隧道, 使用面向对象的范例表示方法, 将已有范例表示为包含范例属性信息、控制方案信息和结果信息的三元组形式, 并给出了计算范例相似度的方法。使用IF-THEN的产生式规则表示方法, 结合公路隧道突发事件的类别属性和阻塞车道数属性, 给出了产生单点交通事故车辆分流控制策略的推理规则。仿真结果表明: 与传统范例推理方法相比, 在范例数量不足条件下, 该交通控制方法可缩短预案生成时间22%, 方法有效。更多>
2011, 11(4): 108-113. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.017
摘要(804) HTML (74) PDF (819KB) (608)
无线闭塞中心测试案例生成方法
苟晨曦, 蔡伯根, 唐涛, 上官伟
摘要: 应用基于功能特征的测试案例生成方法, 研究了无线闭塞中心的功能结构, 提取了无线闭塞中心的功能特征, 得到了无线闭塞中心的功能特征列表。针对无线闭塞中心的每个功能特征, 编制了测试案例, 将测试案例串联成电子化的测试序列。根据中国高速铁路列车运行控制系统的规范和要求, 构建了无线闭塞中心的仿真测试平台, 编写了试验步骤和XML程序文件。在无线闭塞中心测试平台上, 测试了包含注册与启动、行车许可、停车与注销、通信网络故障、RBC切换5个运行功能的3个测试序列。测试结果表明: 在常温常压下, 列车速度低于350 km.h-1且仅有一趟列车运行的条件下, 无线闭塞中心可不间断工作至少90 min, 功能正常。可见, 方法有效。更多>
2011, 11(4): 114-122. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.018
摘要(917) HTML (150) PDF (921KB) (600)
重大灾害条件下基于GIS的最短路径改进算法
于德新, 杨薇, 杨兆升
摘要: 利用经典的Dijkstra算法, 对重大灾害条件下Dijkstra算法进行了改进, 构建了惩罚因子函数, 结合GIS软件二次开发模块, 通过Visual C++6.0实现了复杂网络的分析功能。分析了重大灾害条件下节点数量对于道路可靠性以及最优路径选取的影响, 综合考虑距离、行程时间以及节点数量因素, 证明了改进Dijkstra算法对于最优路径选择的优越性。分析结果表明: 利用改进Dijkstra算法、经典Dijkstra算法计算出的路径节点数分别为31、59, 行程时间基本相同。可见, 改进算法能有效减少疏散路径中的节点数量, 降低车辆在节点处的延误损失和风险。更多>
2011, 11(4): 123-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.019
摘要(558) HTML (63) PDF (558KB) (778)

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