• 2020年第37卷第5期文章目次
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    • >特约文章
    • 磁流变制动器结构设计研究现状分析

      2020, 37(5):1-8. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.001 CSTR:

      摘要 (704) HTML (0) PDF 1.37 M (3245) 评论 (0) 收藏

      摘要:磁流变制动器作为一种新型的半主动制动器,目前已被广泛应用于各种制动场合。 文章中阐述了磁流变制动器的基本工作原理,且针对磁流变制动器的单位体积可传递制动转矩较小和工作时散热问题,围绕国内外现有的典型磁流变制动器结构, 对其结构改进进行了适当的分析。同时在结构改进的基础上,探讨了一些不同的结构优化方法。最后介绍了磁流变制动器部分领域的应用情况,以及未来发展所需解决的关键技术问题。

    • >交通基础设施
    • 大地分层环境下隧道牵引网阻抗研究

      2020, 37(5):9-14. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.002 CSTR:

      摘要 (202) HTML (0) PDF 1.19 M (1195) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证隧道内牵引网阻抗值计算的准确性和精确度,有必要对隧道中牵引网的阻抗特性计算理论和计算方法予以足够的重视。 提出隧道中大地水平分层模型,推导了大地水平分层情况下隧道架空导线自阻抗和互阻抗计算表达式,考虑隧道内两根导线系统,计算导线阻抗,分析变化规律。 算例分析表明:该方法计算隧道架空导线阻抗的电阻部分受第 1 层土壤电阻率影响较大,电抗部分几乎不受影响;第 1 层土壤在一定厚度内变化时,对隧道架空导线阻抗的电阻部分影响较大,而电抗部分与第 1 层土壤的厚度几乎无关,为大地水平分层情况下隧道架空导线阻抗计算提供理论依据。

    • 牵引网高频阻抗特性研究

      2020, 37(5):15-22. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.003 CSTR:

      摘要 (118) HTML (0) PDF 1.35 M (1921) 评论 (0) 收藏

      摘要:经典牵引网阻抗计算公式采用实心圆导线模型及 Carson 级数法,其在推导过程中皆以工频(50 Hz)为条件,并不适合高频计算。 为了准确描述牵引网高频阻抗特性,运用双曲余切近似和 Sunde 地阻抗计算法总结出针对牵引网高频阻抗计算公式。 结合 Python 科学计算及仿真,以沪宁无锡东变电所东段供电臂的牵引网架设为实例给出阻抗特性曲线,分析了牵引网高频阻抗与架设高度、大地电导率之间的关系。 结果表明低频电流时大地导电率和高度对阻抗数值影响不大,但高频尤其频率高于 104 Hz 后大地导电率和架设高度对牵引网阻抗的影响不容忽视,在模拟高频或快速瞬变的情况下需精确大地电导率和架设高度的数值。

    • 大温差作用下寒区路面温度应力行为研究

      2020, 37(5):23-30. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.004 CSTR:

      摘要 (208) HTML (0) PDF 1.49 M (1993) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了了解在内蒙古寒区路面内部温度应力的变化,研究不同基层类型在寒区温度应力行为及结构性能,借助 Abaqus 软件,利用顺序耦合法获得路面在日温差为 20 ℃,30 ℃,40 ℃的大温差环境下的温度应力,并分析不同基层路面在温度和动载耦合作用下的力学响应。 结果表明:组合式基层路面在寒区大温差环境下路面力学性能最好,且在温度和动载耦合作用下仍然具有优势,各层温度应力均最小,且在低温和动载耦合作用下所有力学指标均较小,在高温和动载耦合作用下沥青层剪应力表现较好。

    • 细观尺度下橡胶混凝土钢筋非均匀锈胀反力研究

      2020, 37(5):31-37. CSTR:

      摘要 (297) HTML (0) PDF 1.03 M (1106) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢筋锈蚀会导致橡胶集料混凝土开裂,降低橡胶集料混凝土结构耐久性。钢筋锈蚀膨胀引起的锈胀反力变化可大致反映橡胶集料混凝土的开裂过程。对橡胶集料混凝土内单根钢筋均匀锈蚀膨胀产生的反力进行细观数值模拟研究。结果表明:随着钢筋锈蚀程度的增加,钢筋锈胀反力先增加后减小,锈胀反力拐点出现时机对应混凝土开裂时机;钢筋锈蚀时总是钢筋上半区砂浆最先破坏,且混凝土保护层厚度越小,橡胶集料混凝土开裂越容易;保护层厚度不变,钢筋直径越大,橡胶集料混凝土开裂越容易;在本计算模型中,在拐点产生后,钢筋平均锈胀反力的大小关系对应橡胶集料含量为10%>5%>8%。 研究结果对橡胶集料混凝土锈蚀反力研究具有指导意义。

    • 不同墩截面形式的高墩连续梁桥地震响应分析

      2020, 37(5):38-46. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.006 CSTR:

      摘要 (159) HTML (0) PDF 1.60 M (2235) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究高墩连续梁桥中桥墩结构对其抗震性能的影响,以石坪二桥为背景,利用 Ansys 有限元软件建立实心矩形薄壁墩、双柱式墩、空心矩形薄壁墩 3 种不同墩截面形式的桥梁模型,并对三者的动力特性和抗震性能进行对比分析。 结果表明:反应谱分析时,E1 和 E2 地震作用下的桥墩响应结果规律相同:双柱式墩的墩顶位移大于矩形薄壁式墩,其墩底弯矩小于矩形薄壁式墩。 一致激励作用下,空心矩形薄壁墩的墩底内力小于实心矩形薄壁墩,但墩顶位移较大;相比于矩形薄壁式墩,双柱式墩的墩底处有较小的内力,而在墩顶处的位移较大。 通过反应谱分析和一致激励分析比较 3 种桥墩结构的地震响应结果发现,双柱式墩可以减小全桥结构在地震作用下的内力响应,且符合位移验算,具有较好的抗震性能。

    • 某深厚软土地层基坑支护方案优化研究

      2020, 37(5):47-52. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.007 CSTR:

      摘要 (178) HTML (0) PDF 1.79 M (1618) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托珠三角地区某深厚软土地层基坑工程案例,在采用排桩入岩方式基础上进行优化,探究排桩不入岩+裙边加固支护方式对基坑变形的影响。 选取基坑中部具有代表性的一段,利用 MIDAS/GTS NX 有限元软件建立三维计算模型,对比排桩水平位移、坑底隆起、周边地表沉降、工程造价与施工难度,得出结论:排桩不入岩+适当深度的裙边加固能有效减少排桩水平位移、 坑底隆起、周边地表沉降;加固深度超过一定范围后,对减小基坑变形效果不明显;优化方案工程造价和施工难度与原方案相仿,可为类似工程设计提供参考。

    • >交通管理控制
    • 考虑尾气污染的公交跳站策略研究

      2020, 37(5):53-59. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.008 CSTR:

      摘要 (193) HTML (0) PDF 1.37 M (1282) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在提高公交运行效率的同时考虑到公交尾气对环境的影响,文章提出一种新的跳站调度策略。 新策略通过减少停靠站点数量来提高公交系统的运行效率。 以单条公交线路的运行为研究对象,对需要停靠的具体站点进行决策,以乘客旅行时间,公交运行时间以及站点的排放量与原始方案的占比加权和最小为优化目标的模型。 在已知公交 OD 到达率数据条件下,利用遗传算法对优化模型进行求解,得出最优跳站方案。 最终结果显示,新的跳站方案可以减少乘客旅行时间 3.09%,车辆的运行时间 0.92%,站点处的尾气排放 4.4%。

    • 基于改进BPNN的高速公路交通事故持续时间预测

      2020, 37(5):60-65. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.009 CSTR:

      摘要 (266) HTML (0) PDF 1.41 M (1170) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速公路交通事故持续时间难以预测的问题,构建了因子分析和 BP 神经网络(BPNN)相结合的交通事故持续时间预测模型。 以包茂高速西延段近两年交通事故数据为基础,采用因子分析法提取影响事故持续时间的公共因子,将提取的公共因子作为输入,利用 BP 神经网络实现交通事故持续时间的预测。结果表明:与经典回归算法和支持向量机相比,采用因子分析和 BP 神经网络相结合的方法将预测准确率提高了 7.8%,同时解决了传统 BP 神经网络迭代速度慢与数据处理效率低的问题。

    • 国航中转航班时空间分布特性及影响研究

      2020, 37(5):66-73. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.010 CSTR:

      摘要 (152) HTML (0) PDF 1.63 M (1418) 评论 (0) 收藏

      摘要:以中国国际航空公司(简称国航)在北京首都机场(PEK)的国内转国际中转航班为研究对象,从时空间维度研究其中转时间分布特性,提出可变最大中转时间、喂给能力和喂给利用指数 3 个表征指标,并构建回归模型分析其影响。 结果表明国内经 PEK 中转西欧、东北亚、北美和东南亚的最大中转时间参考阈值均不同,同时,国航在 PEK 对喂给能力强的始发机场的直达航班利用程度不高。 模型估计结果验证了表征中转时间时空间分布特性的指标对国航首都机场的中转航班量产生显著影响。 结果将为全服务航空公司在其枢纽机场构建航班波系统结构提供理论参考。

    • 机场航空器碳排放演变的驱动因素分解研究

      2020, 37(5):74-79. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.011 CSTR:

      摘要 (285) HTML (0) PDF 1.59 M (2086) 评论 (0) 收藏

      摘要:驱动因素的有效识别与科学分解是制定机场航空器碳减排政策的重要基础。 以江苏省九个民用机场为研究对象,采用 ICAO 推荐的着陆起飞(LTO)循环计算方法,核算了 2007-2016 年机场航空器碳排放总量;运用 LMDI 方法从机场运行规模、排放强度、单位收入吞吐量、单位能耗收入以及单位 LTO 能耗五个驱动因素开展机场航空器碳排放演变的驱动因素分解分析; 最后,基于因素分解结果提出了减排建议。

    • 基于多目标算法的航站楼值机系统动态配置研究

      2020, 37(5):80-88. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.012 CSTR:

      摘要 (169) HTML (0) PDF 1.81 M (1580) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前航站楼值机系统动态配置以求解设施使用成本与旅客时间成本两者之和最小化存在的低置信度问题,提出了一种配置方案多目标优化方法。 将多目标算法应用到值机系统动态配置过程中,对航空公司和旅客分别设置柜台运营成本和值机排队等待时间的优化目标,构建航站楼值机系统动态配置模型,对南京禄口国际机场 T2 航站楼 D 岛值机柜台开放数量进行动态配置。 通过 NSGA-Ⅱ算法获得 Pareto 最优解,同时基于 TOPSIS 方法的后验评价,对不同的配置方案进行了对比分析,最终得出全天 D 岛值机系统动态配置结果。 该研究有效的消除了成本和时间量纲间的差异,有利于实现航空公司和机场各自独特的优化配置策略,为航站楼值机资源动态配置提供了新方法。

    • 基于BLPP算法下的城际轨道交通票价优化策略

      2020, 37(5):89-94. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.013 CSTR:

      摘要 (151) HTML (0) PDF 1.62 M (1236) 评论 (0) 收藏

      摘要:票价作为影响交通运输市场效益的关键性指标,直接关系到企业的经济收益。 为给出城际轨道交通合理票价水平,论文提供了基于 BLPP 算法的票价定价模型,在考虑政府限价、企业成本的约束条件下,构造上层客运量与票价的函数,同时得到票价调整与旅客客流的变化关系。 将算法应用于杭州至绍兴城际轨道交通中,结合旅客出行及 OD 调查数据,将城际轨道交通票价设为变量,在保证企业效益最大化的前提下,运算得到最优票价解,结果表明,此种定价策略能够明显提升运营管理企业的票款收入,为城际轨道交通的定价提供了科学依据。

    • >载运工具装备
    • GA复合相变储能体系的设计制备与性能研究

      2020, 37(5):95-101. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.014 CSTR:

      摘要 (120) HTML (0) PDF 2.23 M (1677) 评论 (0) 收藏

      摘要:论文采用一锅法简单高效的制备了石墨烯气凝胶复合相变材料。 石墨烯气凝胶这种三维网络结构不仅能作为支撑载体解决相变材料的易渗漏性等问题,还能作为导热体为相变材料传热提供通道。 与纯固-液相变材料相比,石墨烯气凝胶复合相变材料相变焓值略微降低,但是导热效率和光-热转换效率提高很多,且材料在 90 ℃恒温 60 min 后,没有发生液体的渗漏现象。 这一结果为高导热率、抗渗漏及高光-热转换效率一体化的复合相变材料的实现提供了新的思路和理论依据。

    • 基于LS-DYNA的重型车辆撞击方形桥墩数值模拟分析

      2020, 37(5):102-106. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.015 CSTR:

      摘要 (269) HTML (0) PDF 1.88 M (1762) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同时速下的重型卡车与桥墩发生碰撞时的动力响应规律,使用有限元软件 ANSYS/LS-DYNA 进行非线性动力分析。 考虑上部结构对碰撞过程的影响,用质量块模拟上部结构。 以东风天龙重卡车为原型,建立有限元模型。 选择质量为 30,40,50 t 车辆分别以时速 50,80,110 km/h 模拟碰撞过程,得出撞击速度、撞击质量对桥墩位移和碰撞力的影响规律。 分析能量随时间的变化规律,验证碰撞模型的合理性。 将碰撞力峰值与相关文献,与现行规范做对比,结果表明现行防撞设计规范难以满足实际工程中桥梁防撞的要求。

    • 高速列车轴箱轴承滚动体打滑特性研究

      2020, 37(5):107-114. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.016 CSTR:

      摘要 (113) HTML (0) PDF 2.28 M (2144) 评论 (0) 收藏

      摘要:滚动体打滑会加剧轴承的磨损和振动,对高速列车轴箱轴承的寿命和稳定性造成重要影响。 文章以高速列车轴箱双列圆柱滚子轴承为研究对象,考虑兜孔间隙与径向游隙等因素,建立轴承二维有限元模型,利用中心差分法对模型进行显式动力学求解,分析平稳工况、减速工况、和轨道激励工况下滚动体的打滑特性。 结果表明:在稳定工况和轨道激励工况时,滚动体与外圈滑移速度 RMS 值更大;在减速度工况时,滚动体与内圈滑移速度 RMS 值更大,且随着减速度的增大,增加更明显。

    • >交叉学科前沿
    • 电压约束的台区分布式光伏最大接入容量研究

      2020, 37(5):115-120. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.017 CSTR:

      摘要 (259) HTML (0) PDF 1.67 M (2572) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种以电压为约束条件的台区配电线路可消纳光伏容量快速评估方法。 解决了台区配电线路的电压重过载问题。 该方法通过分析光伏发电接入时线路电压的变化并建立其最大容量的评估模型,该模型的主要参数为灵敏度系数,通过求出各个线路的灵敏度系数,再利用多元线性回归法得出最大容量对各个线路参数的影响,通过对线路是否重过载的判定一定程度上实现了对台区可接入最大光伏的预测。 最后对湖溪塔元公变台区、湖溪中格田台区进行实验验证了该模型的有效性。

    • 基于区块链的医疗记录安全共享方案

      2020, 37(5):121-126. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.018 CSTR:

      摘要 (472) HTML (0) PDF 1.73 M (3092) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前电子医疗记录存放在不同的医院中,这阻碍了患者医疗数据的共享并使患者的隐私面临严重威胁。 提出了一种基于区块链的医疗记录安全共享方案 SMRSBC。 在 SMRSBC 中,原始的 EMR 被安全地存放在云存储服务器中,索引被保留在防篡改联盟区块链中。这样可以大大降低医疗数据泄露的风险,同时,区块链中的索引确保了 EMR 不能被任意修改。通过患者的预定义访问权限,可以通过区块链的智能合约自动完成电子医疗记录的安全共享。 此外,在患者的电子医疗记录存储和提取阶段采用非对称加密技术,能够很好的保护患者的隐私。 SMRSBC 能够实现 EMR 安全有效的共享,并且能保证病人的隐私不被泄露。

    • 基于差分进化算法的电力市场策略性竞价模型求解

      2020, 37(5):127-133. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.019 CSTR:

      摘要 (166) HTML (0) PDF 1.75 M (1526) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电力市场中的策略性竞价问题,使用差分进化算法(differential evolution algorithm,DE)进行模型求解。 将该方法应用于美国 PJM 电力市场的报价问题,结果表明,相较于边际成本法、序列最小二乘规划法、粒子群优化算法等方法,DE 算法具有稳定性好,运行时间短,报价利润高等优势,能够满足 PJM 电力市场策略性竞价问题的求解要求。

    • 基于配网重构和量子微分进化的风电消纳策略

      2020, 37(5):134-142. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.05.020 CSTR:

      摘要 (149) HTML (0) PDF 1.93 M (1207) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对分布式风力发电能源并入配电网之后,系统消纳能力不足、风电利用率不高的问题,本文提出将风电消纳与配电网重构相结合的新型消纳方式。 考虑负荷的不确定性,风电出力的波动性与随机性以及开关操作次数等因素,以风电待消纳占比最小化和开关操作次数最小化为目标建模,并针对常规微分算法的易早熟,陷入局部最优的情况,提出新的多目标量子微分进化算法,有效加强了个体多样性和寻优速度。 并以接入分布式电源的 IEEE33 节点系统为算例进行分析。

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