• 2026年第1期文章目次
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    • >交通基础设施
    • 加锚层状岩石三轴压缩力学性能研究

      2026, 43(1):1-11.

      摘要 (61) HTML (0) PDF 15.48 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:层状岩石是地下工程中一种常见的沉积岩类型,普遍采用锚杆支护技术来对层状围岩进行加固。为了研究其在复杂工程应力环境下的力学响应,选用云南省红砂岩、云石胶、螺杆及环氧树脂为原材料并通过切割粘接制作试验试样,进行了三轴压缩试验,探究不同界面层倾角的角度和不同围压对加锚与无锚层状岩石的力学性能影响。研究结果表明:试样的破坏经历了孔隙压密、线弹性、裂纹稳定扩展、裂纹非稳定扩展及峰后破坏等阶段,其强度、变形参数及裂纹扩展形态均受到围压显著影响;围压增大可延长弹性变形阶段,提高残余强度和延性。不同倾角试件在围压作用下的破坏形态呈现出劈裂破坏、拉剪破坏及纯剪切破坏3种破坏模式;围压对加锚层状岩石及层状岩石的力学性能具有全面的提升作用,不仅增强了岩石的抗压强度和抗剪切能力,还改善了岩石的峰后延性。研究结果为深入理解岩石力学特性及工程应用提供了有力支撑。

    • 基于零空间法的超材料板的带隙特性分析

      2026, 43(1):12-19.

      摘要 (46) HTML (0) PDF 5.39 M (55) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于轨道交通结构振动对安全与环境具有重要影响,为有效控制板状结构的振动,文章利用振幅增强装置能够等效增加吸振器的刚度和质量的特性,在板上周期布设振幅增强型吸振器。基于零空间法和能量法,文章提出了一种改进带隙计算方法,克服了在周期边界条件下形函数构造困难的问题,显著提高了计算效率;利用该方法,研究了周期布设振幅增强型的带隙特性,分析了带隙起止点的振型规律,并探讨了振幅增强装置的放大系数和质量比对带隙的影响。此外,对比分析了铺设振幅增强型吸振器与普通吸振器的周期性板状结构振动传递率。结果表明:选择合适的放大系数和质量比能够有效增强装置的低频减振效果;振幅增强型吸振器具有提高衰减量和拓宽衰减范围的作用,对周期性布设板状结构特定频率的振动控制效果显著。研究结果可为轨道交通领域的减振降噪提供理论依据。

    • 基于非线性Mohr-Coulomb准则的边坡稳定性上限变分解析

      2026, 43(1):20-29.

      摘要 (41) HTML (0) PDF 6.47 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了在边坡稳定性分析中考虑岩土体材料的强度非线性特征,提出了一种基于坡趾以下滑动机制的边坡稳定性严格上限变分解析方法。基于上限定理,构建均质边坡旋转破坏机制,根据变分原理的欧拉方程和变分横截条件、边界条件等获得了极限状态下滑动面及其应力,通过能耗平衡建立边坡高度的隐式方程,并采用粒子群优化算法得到了边坡的临界高度,在此基础上引入强度折减技术,获得边坡的安全系数。对比发现所提出方法得到的边坡潜在滑动面及其上主应力分布与OPTUM G2和FLAC 3D计算结果均吻合良好,且安全系数误差较小。结果表明文章的变分解析方法能有效评估发生坡趾以下滑动的均质边坡稳定性。

    • 平行换乘式地铁站车致振动特性研究

      2026, 43(1):30-38.

      摘要 (44) HTML (0) PDF 3.93 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究平行换乘式地铁站在不同线路列车相互影响下的结构振动特性,文章结合车辆轨道耦合动力学分析、有限元仿真及地铁车站现场测试,深入探讨振动在建筑内的传递特性,并分析列车组合运行对建筑物的影响,进而提出减振建议。研究结果表明:站台垂向振动主要集中在30~80 Hz频段,且在36,47,67 Hz 处出现明显峰值;由于入射波与反射波在顶层叠加, 振动在顶层放大,平均放大量为4.50 dB,振动横向传递衰减率约为0.51 dB/m;当两线路同时运行列车时,线路上方楼层的中间采样点Z振级高于同层两侧采样点,建议在线路上方设置生活、办公区域时,应避免将其布置在线路上方中间位置;为满足站内振动限值要求,建议将进站速度限制小于22 km/h;减振扣件的减振效果可达3.80 dB,钢弹簧浮置板除自身固有频率11~ 14 Hz外,在其他频段减振效果显著,尤其在80 Hz频段处减振效果可达28.00 dB。

    • 模型盾构隧道管片环设计试验分析

      2026, 43(1):39-46.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 38.04 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:模型盾构隧道横向刚度相似性直接关系到模型试验过程中模型盾构隧道横断面变形的精准度。为研究模型盾构隧道管片环的设计方法,分析了模型盾构隧道管片环的相似性要求和加工材料性能,设计了不同类型的模型隧道管片环,并进行试验,得到了不同类型模型隧道管片环竖向位移和水平位移与竖向加载量的关系。结果表明:部分高分子材料具有一定的蠕变性,不宜用于制作模型盾构隧道管片环;尼龙材料的蠕变小,可作为加工模型隧道管片环的材料;因拼装接头的抗弯刚度影响因素复杂,当需要模拟管片纵缝接头时,建议采用开槽的方式,接头的抗弯刚度可通过开槽宽度与深度进行控制;修正均质圆环设计与加工简单,若采用缩尺试验研究盾构隧道,且需将模型盾构隧道设计为修正均质管片环时,建议使用钢板作为加工模型盾构隧道的材料。试验结果对设计模型盾构隧道具有一定的参考价值。

    • 基于超声波声场效应的钢轨轨头缺陷检测研究

      2026, 43(1):47-56.

      摘要 (33) HTML (0) PDF 4.05 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对近场干涉导致轨头近表面的缺陷回波难以识别的问题,文章基于惠更斯积分建立钢轨内超声声场模型,结合数值计算与试验研究探头频率与晶片尺寸对声场分布及缺陷回波特征的影响。结果表明:晶片尺寸由10×10 mm增至20×20 mm 时近场区长度由11.9 mm增至51.4 mm;频率由1 MHz增至4 MHz时近场区长度近似线性增加,而最大声压整体随频率与晶片尺寸增大而降低。近场区内缺陷回波与始波重叠显著,钢轨近表面的缺陷辨识困难;远场区内回波分离度提高,检测精度明显提升。

    • >交通管理控制
    • 基于改进YOLOv8n的接触网绝缘子检测算法研究

      2026, 43(1):57-63.

      摘要 (49) HTML (0) PDF 7.44 M (56) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速铁路接触网绝缘子检测易受气候环境因素干扰,且存在精度与效率欠佳的问题,文章提出一种改进算法ABFP-YOLOv8。该方法首先构建C2f-AFE模块,旨在强化全局上下文特征提取能力,抑制复杂背景干扰;继而将颈部网络替换为BC-Neck结构,以提升目标细节捕捉能力;进一步采用Powerful-IoU损失函数优化定位性能,降低误检率;同时增设160× 160分辨率的小目标检测头,增强对小尺寸绝缘子的识别能力。实验结果显示,相较于原YOLOv8n模型,ABFP-YOLOv8模型在参数量减少的情况下,mAP@50和mAP@50-95,以及推理速度均有所提升。该算法适用于移动检测端部署以及检测环境复杂多变的场景。

    • 直供方式下高速铁路牵引回流系统金具熔烧故障研究

      2026, 43(1):64-70.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 997.36 K (41) 评论 (0) 收藏

      摘要:回流系统是牵引供电系统的重要组成部分,直供方式下该系统由多个回路组成,结构复杂,回流不畅可能导致支撑金具出现熔烧,严重威胁铁路行车安全。文章旨在分析直供方式下牵引回流系统故障导致支撑金具熔烧的机理,明确其关键影响因素,并为牵引回流系统的故障诊断和排查提供理论依据。首先,对牵引回流系统中电流分布特性进行了深入分析,建立了基于CDEGS的牵引供电回流系统仿真模型;然后,分别模拟了正常工况、接触网支柱未接地和回流线未接地等典型故障工况下的电流与电位分布特性;进一步对比分析了不同土壤电阻率和接地电阻对系统电流分布的影响规律,总结了引起支撑金具熔烧的原因。仿真结果表明,在正常工况下,回流线和贯通地线的最大回流比例分别为37.00%和19.00%;当回流线未接地时,回流线和贯通地线回流占比分别为 47.34%和 10.10%,此时部分电流通过支柱流入贯通地线,支柱最大通过电流可达 74.73 A,回流线和支柱间存在最大40 V的电压差。当回流线未接地时,回流线、支柱和贯通地线存在电压差,同时有较大电流流过支柱上的支撑金具,两者共同作用导致支撑金具发热熔烧。在实际运行中需加强对回流线未接地情况的排查,以避免此类故障的发生。

    • 考虑运输成本的多车型车辆配载研究

      2026, 43(1):71-81.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.66 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决多车型车辆配载过程中运输成本过高的问题,研究了同时考虑运输成本和运输安全的多车型车辆配载问题。 首先,在车辆装载能力有限的前提下,针对多车型多品种货物的车辆配载问题,构建了一个以最小化用车成本为目标、同时考虑负载平衡的车辆配载数学模型;其次,提出了求解该问题的变邻域搜索算法;最后,基于“拟人化”的思路,设计了甩尾箱算子、大车换小车算子、一大车换两小车算子、两小车换一大车等邻域算子和重装部分车辆的抖动算子,并将其运用于变邻域搜索算法中。实例数据结果证明:相比于传统的智能优化算法,文章构建变邻域搜索算法具有较强的全局搜索能力,并且模型与算法可以在保证负载平衡的基础上;用车数量由4辆减少到3辆,用车成本降低了17.44%,装载率均值由0.69提高到0.89, 车辆配载率比例均值提高达28.99%,优化效果明显。构建的模型与算法在保证运输安全的基础上,可极大节省物流企业的用车成本,提高运输利润,有助于物流企业提质降本增效。

    • 基于深度强化学习的智能车辆风险评估决策模型

      2026, 43(1):82-92.

      摘要 (42) HTML (0) PDF 4.03 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高速公路环境下车辆的安全驾驶决策问题,提出了一种基于深度强化学习与风险评估的智能车辆决策模型。首先,提出一种基于贝叶斯理论的位置不确定性量化方法,用于驾驶风险的建模与量化;然后,在决策模型中引入自注意力机制,帮助车辆感知复杂场景下的潜在危险,避免执行危险决策;最后,在Highway-env仿真平台构建仿真环境,通过仿真实验对模型进行训练和测试,并设计多种实验对比。结果表明,提出的RA-PPO-Mul模型实现了98%的无碰撞安全率和更高的行车效率,优于传统强化学习模型和仅引入单一模块的模型。

    • 基于改进YOLOv7的公路路面病害检测算法

      2026, 43(1):93-100.

      摘要 (40) HTML (0) PDF 4.28 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对公路路面病害类别多样、尺度差异显著及背景复杂度高等问题,提出一种基于改进YOLOv7的公路路面病害检测算法。首先,在颈部网络中引入显式视觉中心模块,以充分获取输入特征的全局与局部信息,提升对小目标的特征提取能力;其次,设计特征融合模块RFECSP,通过增强对多类、多尺度病害的特征融合效果,以解决因细节信息丢失及背景无关区域干扰导致的检测精度低下问题;最后,采用MPDIoU损失函数,进一步提升网络的收敛速度和检测精度。实验结果表明,该算法对路面病害检测效果显著,能够有效满足公路路面裂缝或坑槽类病害的检测需求。

    • >载运装备运维
    • 基于WPD-GA-BP的电动汽车动力电池健康状态预测方法

      2026, 43(1):101-113.

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.49 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:动力电池健康状态(SOH)的精准预测对于延长电动汽车使用寿命和保障行车安全至关重要。针对BP神经网络存在的特征提取能力有限、对初始参数敏感以及易陷入局部最优等问题,基于某车企监控平台数据,提出了一种基于WPD-GA-BP 的电动汽车动力电池SOH预测方法。首先,基于容量增量分析法提取平台数据特征参数,通过皮尔逊相关系数筛选出与 SOH显著相关的特征作为模型输入;其次,为丰富特征参数维度,采用小波包分解对标签值进行多尺度重构;最后,采用遗传算法优化BP神经网络的初始权重和阈值,利用更广泛的搜索空间进行全局优化,有效避免局部最优,从而实现对动力电池 SOH的精准预测。结果表明:WPD-GA-BP模型与WPD-BP和BP模型相比,最大估计误差低于1.5%,预测性能显著提升。相较于SVR和LSTM模型,WPD-GA-BP模型拟合优度(R2 )最高,且MAE和RMSE均为最小,表现出更强的预测精度与稳定性, 进一步验证了该方法在动力电池SOH预测中的有效性。

    • 振动能量采集型磁流变阻尼器充电性能研究

      2026, 43(1):114-119.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 9.81 M (45) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了回收车辆悬架振动过程中的机械能,基于所设计的振动能量采集型磁流变阻尼器和充电电路模块,开展振动机械能的回收试验研究。采用COMSOL软件对振动能量采集型磁流变阻尼器发电性能进行建模,并结合Simulink进行联合仿真,分析振动能量采集型磁流变阻尼器对1.2 V锂电池的充电能力。设计和制作了全桥整流电路,同时搭建了实验测试系统。在振动频率为4 Hz、振动幅值为8 mm的正弦位移激励下,测试分析了感应线圈串联时的发电能力。测试结果表明,感应线圈串联发电功率约为0.13 W,由于机械振动的能量较为微弱且存在明显的电路损耗,实际充电功率低于仿真得到的0.22 W;此外,在40 s时间内,该阻尼器对1.2 V锂电池充电电量约为1.44 mAh,完全充满时间为1 667 s。所设计的振动能量采集型磁流变阻尼器具有较好的充电性能。

    • 车体纵向动态载荷识别新方法及工程应用

      2026, 43(1):120-126.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 54.00 M (52) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统通过车钩标定车体纵向载荷的测试方法步骤繁琐。为了能够实现重载敞车纵向载荷的快速、准确测试,引入了网格不敏感的结构应力法理论,提出了多通道动态激励下动态结构应力计算方法,形成了基于模态解耦的车体纵向载荷应变测点寻找方案。对线路运动动态进行响应测试,以测试的动态应变测点数据为模拟目标,采用时域迭代的载荷反求方法识别车体纵向动态载荷。结果表明:C70E 敞车纵向载荷的模态解耦测点位于车体心盘后方,与地板小横梁水平距离为 115 mm,与中梁上盖板垂向距离为135 mm处;动态激励系统下反求的纵向载荷与采用传统车钩测试的纵向载荷波形一致,由于没有车钩缓冲器的影响,动态激励系统下反求获得的车钩力载荷比传统车钩测试方法更为准确。研究发现,基于车体应变的纵向载荷反求方法能够在保证精度的前提下进行快速纵向载荷识别,该发现为今后铁路货车车体纵向载荷测试提供重要手段。

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