• 喜报——《华东交通大学学报》入选“RCCSE中国核心学术期刊”
  • 《华东交通大学学报》40周年刊庆专刊征稿通知
  • 《华东交通大学学报》被英国EuroPub数据库收录
  • 雷晓燕教授出版高速铁路轨道工程领域重要专著——《高速铁路轨道动力学程序设计》
  • 我刊编辑部获评2023年度中国高校科技期刊建设示范案例库多项荣誉
  • 《华东交通大学学报》2022年度优秀审稿专家
  • 2024年新论文模板关于摘要和引言部分的说明
  • 学报参加第二届机车车辆智能运维学术论坛
  • 我刊继续被“中国科技核心期刊”收录
  • 《华东交通大学学报》入选铁路运输领域高质量科技期刊T2级别期刊目录
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      桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 魏井申, 柴天建, 郭文杰, 张海娜, 罗文俊

      DOI:

      Abstract:

      【目的】为研究地表堆载对邻近地铁隧道沉降的影响,【方法】采用两阶段分析法,首先利用Boussinesq解计算出邻近地铁隧道在地面堆载作用下所受到的竖向附加力;再将地铁隧道简化为置于Pasternak地基上的Euler梁,基于Rayleigh-Ritz法写出系统各部分的功能表达式,建立系统总能量方程,利用变分原理求解控制方程,【结果】将计算结果与实测数据进行对比,验证本文方法的有效性。研究偏移距离d、隧道埋深z、荷载p、堆载范围B和L对沉降的影响,【结论】研究结果表明:在堆载正下方及两侧(0.5~1)L范围内,沉降量影响较大;随d增大,隧道最大沉降量逐渐减小;p与wmax呈线性关系,堆载越大,最大沉降量越大;堆载随着L和B的增加,其最大沉降量逐渐增大然后趋于稳定,L相比于B对wmax影响更大。

    • 40周年刊庆专刊
    • 胡赵磊, 宋鑫, 徐蕴航, 张鹏飞, 张洪, 余路

      DOI:

      Abstract:

      【目的】为推动轨道工务运维信息化、智慧化,提高检修效率。【方法】基于Revit二次开发和Unity3D平台,研发了铁路轨道工务运维智慧信息平台。平台采用数据层、应用层和界面层三层构架,集成了人机交互、运维信息管理和技术信息查阅三大模块,可实现AR扫描、BIM模型漫游展示、复杂设施拆装作业动画模拟、轨道几何形位波形图绘制、TQI值计算、检修记录查阅、技术规章和CAD图纸查询等功能,具有实用性高、便携性好、可操作性强的特点。【结果】经工务现场应用测试,平台性能良好,各功能均能稳定运行,达到了研发预期目的。【结论】平台的构建和研发为推动铁路轨道工务运维信息化、智慧化提供了一种新思路。

    • 程路, 刘家伟, 周庆忠, 郑宇超, 刘伟

      DOI:

      Abstract:

      【目的】遥感图像目标检测在智慧交通方面有广泛的应用,如路网运行状态动态监测、道路智慧执法、公路灾害智能监测等。由于遥感图像具有目标小而密集、尺度变化大且以任意方向分布等特点,通用目标检测器直接应用于遥感图像时检测效果不佳。【方法】针对以上挑战,提出了一种基于改进RetinaNet的遥感图像目标检测算法。本文算法结合了下采样块和卷积核动态选择的优势。首先,该模型在基础特征提取网络ResNet50上引入一个改进的下采样模块,对特征进行多种下采样处理,然后采用卷积核选择机制动态选择空间感受野,以此对多尺度的语义信息进行建模,最后得到目标物体的分类和回归结果。【结果】实验结果表明,该方法在大规模遥感图像目标检测数据集DOTA上的平均精度均值比原Retinanet网络提升了3.2%。【结论】通过引入下采样模块和动态选择卷积核大小的机制,本文算法在一定程度上改进了对多尺度遥感目标的识别能力。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 刘莹, 王广富, 高新宇

      DOI:

      Abstract:

      【目的】分子图的Clar覆盖多项式是表征共轭体系电子结构的一种方法。通过研究平面二部图的Clar覆盖多项式,可以很好地研究相关分子图的共振理论及其相关性质。【方法】基于平面二部图Clar覆盖多项式的相关定理,利用生成函数的方法计算平面二部图的Clar覆盖多项式。【结果】推导出一类特殊图的Clar覆盖多项式的递推关系。进而利用生成函数的方法计算两类Cata型平面二部图Clar覆盖多项式的显式表达式。【结论】根据平面二部图的Clar覆盖多项式,可以了解化学分子的电子结构,预测其化学性质和反应行为,并设计新的分子结构。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 张阳, 李露玢, 陈燕玲

      DOI:

      Abstract:

      【目的】充分挖掘地铁网络相关站点间客流的空间关联性对地铁客流预测精度的提升有积极作用。由于地铁各站点之间的空间相关性难以学习并传递,捕捉并量化客流数据的空间规律十分困难。【方法】提出一种改进的图卷积门控循环神经网络地铁客流预测模型,通过整合多元时空数据提升模型处理不同数据类型的能力。采用基于Tent混沌映射和莱维飞行扰动策略的蜘蛛黄蜂优化算法动态调整模型结构参数,以优化门控循环神经网络的隐层结构。【结果】在工作日和周末的预测结果表明,迭代20次可以达到最佳效果,在训练样本较多的情况下,预测精确度更高。【结论】动态优化门控循环神经网络的隐层结构可以获得更好的收敛效果,预测精确度更高。

    • 岩土工程(路基、基坑、边坡)
    • 刘明星, 徐伊健, 芦苇红, 刘恩龙

      DOI:

      Abstract:

      【目的】为掌握江西红黏土在直剪加卸载作用下的变形特性以及能量耗散规律。【方法】对江西红黏土进行了剪切加卸载条件下的直剪试验研究,并对其强度变形特性和能量耗散规律进行了分析。【结果】结果表明:1)整体上,剪切弹性位移随着法向应力的增加而增加。相同卸载工况下不同卸载位置的剪切弹性位移随着卸载次数的增多而增加。在法向应力较低情况下,红黏土滞回曲线的斜率随着卸载次数的增加呈现出非线性衰减变化,低法向应力工况下的衰减速率由慢到快;2)红黏土在加卸载直剪试验过程中整体呈现为剪缩变形,剪切卸载阶段法向位移增大,再加载阶段法向位移先增加后减少,产生剪胀变形,当剪切位移达到卸载前的值时剪胀结束。剪切加卸载会增加红黏土的法向位移,增大剪缩量,卸载作用对法向位移的影响随着法向应力的增加逐渐减少;3)相同加卸载工况下红黏土抗剪强度随着法向应力增加而增大。加卸载作用对于红黏土抗剪强度影响较大,且高法向应力下剪切卸载的影响相较于低法向应力时产生的影响要明显;4)同一卸载工况下不同卸载次数的耗散能随着法向应力和加卸载次数的增加均增大,法向应力在100kPa到300kPa时,卸载两次工况耗散能相比于卸载一次工况耗散能大,卸载三次以及卸载四次工况的耗散能均小于卸载两次工况下的耗散能。400kPa法向应力下卸载次数越多的工况耗散能越大。【结论】红黏土在不同加卸载工况下的耗散能以及变形具有一定的规律性。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 董华军, 王宇栖

      DOI:

      Abstract:

      【目的】针对无人机航拍图像中目标尺度多样、背景复杂、小目标密集的特点,提出了基于YOLOv5s的小目标检测算法LM-YOLO。【方法】首先,增加小目标检测头并采用K-DBSCAN聚类算法优化锚框,生成更适合小目标检测的锚框,提高算法对小目标的检测精度。然后,设计更高效的MobileNetV3-CBAM作为特征提取网络,减小网络模型大小。最后,在特征融合网络引入大核选择性注意力机制LSK,增加模型对相似目标的分辨率。【结果】在公开数据集VisDrone2019上的实验结果表明,与基准模型YOLOv5s相比,LM-YOLO对所有目标的平均检测精度提升了7.6%,模型大小压缩了45%。【结论】实验验证了本文算法可以在降低模型大小的同时保持良好的检测精度,适用于航拍图像的目标检测任务。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 周欢, 陈剑云

      DOI:

      Abstract:

      为了解决全并联AT牵引网故障点入射波、反射波以及AT所反射波等不同成分的行波难以识别,使得故障定位十分困难的问题。本文提出了一种基于自适应投影多元经验模态分解(APIT-MEMD)的波形相似度行波故障定位方法。采用APIT-MEMD算法对上下行多导线故障信号进行自适应投影多元模态分解,以提取表征不同成分故障行波的暂态高频特征。通过构建不同成分行波模态分量的互相关函数矩阵,以识别不同路径的行波,并计算相应的互相关函数最大时延,从而实现牵引网行波故障定位。实验结果表明,基于时频模态特征提取的方法故障定位的误差在102 m以内,且平均绝对误差为49 m,并与多元经验模态分解算法不同投影参数的结果进行对比,有效优化了故障定位精度。优化后的行波故障定位算法满足高精度的故障定位需求。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 肖乾, 徐中旭

      DOI:

      Abstract:

      【目的】针对当前缺乏高速列车轮轨等效锥度优化方案综合评价体系的问题,本研究旨在开发一种基于改进模糊层次分析法的评价方法,以确定最适宜的等效锥度方案,确保列车平稳运行。【方法】研究首先结合影响等效锥度选取的主要动力学因素,选取了14个评价指标构建指标分解模型,并应用改进的三标度层次分析法来确定各指标的权重。随后,在动力学软件Simpack中建立三种不同等效锥度的工况,计算出各底层指标值并进行无量纲化处理,确定模糊评价隶属度矩阵,并构建模糊理论系统评价模型,以得出三种方案的综合评价结果。【结果】综合评价结果表明,三种等效锥度方案的得分分别为:方案M1:26.2%,方案M2:17.9%,方案M3:16.2%,由此确定方案M1为最优选择。通过对两组具有显著差异的等效锥度方案进行动力学仿真计算,并观察后处理模块的直观仿真结果,发现结果与综合评价体系的结论相一致,验证了评价方法的可靠性。【结论】本研究所提出的基于改进模糊层次分析法的高速列车轮轨等效锥度评价方法是有效的,能够为高速列车的等效锥度方案优选提供科学依据,确保列车的稳定性和安全性。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 王 森, 陈 翔, 詹小秦, 徐 璐, 吴启正

      DOI:

      Abstract:

      密度峰值聚类(DPC)作为一种高效且不需要迭代的聚类算法得到广泛应用。研究发现,该算法使用在非球形簇和密度不均匀的聚类时,DPC很难选择正确的簇中心,且该算法受截断距离参数的影响较大。【目的】为了解决DPC算法在密度分布不均匀的数据集上效果不佳的问题,【方法】提出了一种基于自然和加权共享最近邻的密度峰值聚类算法。该算法首先引入自然最近邻计算加权值,再根据一阶和二阶共享最近邻的定义重新计算数据对象之间的相似度,然后通过融合共享最近邻相似度的定义和自然最近邻权重值计算相对密度和相对距离,最后还设计了新的分类型簇中心扩散分配策略。【结果】在8个不同类型的数据集上的实验结果表明,本文所提出算法的聚类性能要明显优于其余4个对比算法。【结论】该方法在密度不均匀的数据集上对簇中心也有较好的识别效果,很好地解决了上述问题。

    • 岩土工程(路基、基坑、边坡)
    • 唐柏赞, 余广汕, 龚凯, 庄海洋, 刘旭晨, 张季

      DOI:

      Abstract:

      为解决建筑高耗能和高污染等问题,国家正在积极推动绿色、节能、环保墙体结构的发展。其中,格构式混凝土墙结构体系作为一种新型墙体结构,具备保温节能、隔声耐火、轻质承重、施工便捷和环保等多重功能,近年来成为应用和研究的热点。本文简要介绍了格构式混凝土墙体形式,归纳总结了格构式混凝土墙体的轴压、抗酸侵蚀、热工、隔声、耐候、抗震等性能,提出现阶段格构式混凝土墙体研究中的问题和不足。研究表明:格构式混凝土墙体结构发展,是建筑材料循环利用和建筑垃圾资源化的重大需求,可用于建筑结构抗震设计;未来可从新型材料、整体结构防火试验、复杂环境下冻融试验等方面提升其物理性能,以及结合减震技术开展可恢复功能性、高层应用方面的研究,进一步提高其抗震性能,为格构式混凝土墙体及其结构的广泛应用提供重要的科学依据和技术保障。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 杨静, 张玉清, 郭榕洁

      DOI:

      Abstract:

      为探究分时票价诱导策略能否引入I型大城市地铁运营中用以缓解节假日带来的车站客流严重拥挤,以南昌地铁受访者调查数据为代表分析I型大城市地铁乘客出行时间选择行为。采用SP调查法,设计场景对受访者在出行时间改变长度、票价与拥挤水平三种方案变量影响下的出行时间选择偏好进行数据收集,分别用条件logit模型和混合logit模型对效用函数的变量系数进行估计。结果表明,出行时间改变长度对出行时间选择行为的影响显著且存在负效用,票价水平对出行时间选择行为的影响显著且存在正效用。调查样本无法体现拥挤水平对出行时间选择行为的显著影响。票价较于出行时间改变长度、拥挤水平对出行时间选择行为的影响程度更大,受访者整体更愿意选择高峰前时段出发。年龄<35岁的群体相对于其它年龄组更愿意选择推迟出发,月收入<5000元的群体相对于月收入较高的群体更愿意改变出行时间,乘坐时间在16-30分钟的受访者相对于其他群体更愿意改变出行时间。因此根据结论科学合理地设计时段票价用于缓解I型大城市城市节假日地铁车站严重拥挤是可行的。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 应仕诚, 胡国良, 喻理梵

      DOI:

      Abstract:

      针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,设计了一种具有内外流道的筒式磁流变制动器。通过将隔磁环和隔磁盘集成在导磁材料旋转套筒和定子磁缸内,使得磁力线蜿蜒穿过内外液流通道的6段有效阻尼间隙,从而在制动器外形尺寸不变的前提下提高了转矩性能。阐述了内外液流通道筒式磁流变制动器的结构和工作原理,同时建立了制动转矩的数学模型。在电磁场和转矩分析的基础上,通过理论计算和DOE实验正交法预测模型精度,并利用NSGA-Ⅱ算法对内外液流通道筒式磁流变制动器进行多目标优化。结果表明,当加载电流为2.0 A时,制动器的转矩最大值为由36.38 N.m提高到47.35N.m,相比优化前提升了30.15%;转矩动态可调范围由18.28提高到21.31,相比优化前提升了16.58%。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 熊婉悦, 黄宇廷, 韩星宇, 范自柱

      DOI:

      Abstract:

      【目的】超图神经网络(Hypergraph neural networks , HGNN)具有学习类间唯一性和类内共性的能力,可以显著提高学习性能。但是,传统HGNN方法缺乏决定低维数据节点间如何进行连接交互的强关系归纳。针对此问题,提出一种基于模糊理论的模糊HGNN (Fuzzy HGNN, FHGNN)节点分类算法,根据数据节点的特征信息构建超图结构,加强了图的节点信息对节点连接的影响。【方法】FHGNN首先采用了一个边聚焦的GNN,通过边标签的迭代更新进行边预测。并根据边预测的输出设计模糊隶属度函数,以实现更精确的节点间连接关系表示。最后通过得到的关系表示构造超图,并再次对节点进行分类训练得到结果。在FHGNN中使用了边标签损失函数和节点标签损失函数并分别对其参数进行训练学习。【结果】实验结果表明,所提的FHGNN方法更能够适应小规模低维数据,并在节点分类任务上取得好的效果。【结论】对于不同数据集的分类任务,FHGNN可以更有效学习节点的相关特征信息,提高学习的效果。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 周宇, 王蒙一, 梁旭, 姚凯洲

      DOI:

      Abstract:

      基于断裂力学理论结合轨底伤损实测,建立钢轨轨底裂纹扩展模型,对轨底伤损扩展失效时的临界裂纹尺寸、平均裂纹扩展速率、剩余寿命等指标进行量化分析,研究钢轨材质、残余应力、温度应力在钢轨使用中的内外因对轨底裂纹扩展的影响。结果表明:钢轨材料断裂韧性与轨底初始伤损扩展的剩余寿命存在正相关关系,U95Cr H材质钢轨的轨底裂纹扩展剩余寿命小于U78CrV H材质小于U75V H材质;以某线路实际使用的钢轨材质U78CrV H为例,轨底残余应力由0增加至300MPa,轨底裂纹扩展的临界尺寸增长约2.5%,剩余寿命下降约6%;残余应力为200MPa时,温度应力由0增加至200MPa,轨底裂纹扩展的临界尺寸变化不大,在1%内。

    • 秦武, 李春归, 潘兵兵, 李骏, 刘霏霏

      DOI:

      Abstract:

      【目的】橡胶衬套作为新能源汽车、特种车辆、动车组等载运工具的重要连接件,对整车操纵稳定性起着至关重要的作用。为了避免工程实践中反复调试的繁琐工作,【方法】本文提出了一种考虑材料硬度与缩径量的橡胶衬套各向刚度(径向刚度、轴向刚度、偏摆刚度和扭转刚度)优化设计方法。首先,采用Ogden模型作为橡胶衬套的本构模型,通过试验设计与有限元分析相结合的方法,计算不同内芯外径、橡胶高度、缩径量和材料硬度下衬套各向刚度;然后,建立各向刚度的二阶响应面模型,利用拉丁超立方抽样和方差分析,检验响应面模型精度;最后,根据遗传算法,建立含各向刚度为设计变量的多目标优化模型,并对优化结果进行试验验证。【结果】研究表明:径向刚度、轴向刚度、偏摆刚度和扭转刚度的试验结果与目标值的相对误差分别为7.72%、9.06%、-6.33%和9.16%,均在±10%以内,满足工程应用的要求。【结论】试验结果验证了所建立的各向刚度二阶响应面模型的有效性,以及所提出优化设计方法的可行性,为橡胶衬套产品设计提供指导,可极大地缩短橡胶衬套的研发周期。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 梁国卿, 赵俊宇, 毛国辉, 朱碧堂

      DOI:

      Abstract:

      为研究波纹钢板内衬加固隧道衬砌的局部荷载传递机理和力学性能,将隧道衬砌单元视作为梁单元,开展了波纹钢板加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,建立相应的三维精细化有限元模型,通过试验结果验证模型并对荷载传递机理进行分析。研究结果表明,与未加固的梁相比,波纹钢板加固梁的极限荷载提高了30%~41%,极限荷载随锚栓数量的增加而提高,波纹钢板与混凝土结构的相对滑移随锚栓数量的增加而降低。在加载初期波纹钢板均处于中性层位置,应变基本为零;达到开裂荷载后,波纹钢板波峰整体处于受压状态,而波谷一直处于受拉状态。

    • 亓兴军, 佀贞贞, 李淑堃, 郭冬梅

      DOI:

      Abstract:

      为探究车桥耦合振动下连续梁桥承载力评定方法的准确性与可行性,以实际工程中一座两跨连续梁桥为研究背景,建立车桥耦合振动模型,提取桥梁结构控制截面的挠度、应变动态时程响应,利用经验模态分解(EMD)和变分模态分解(VMD)去除动力成分并识别准静态响应曲线,分析桥面粗糙度和车速对准静态响应识别精度的影响;通过车辆行驶中控制截面产生的不同响应计算不同加载位置时的加载效率,利用“常丁模型”计算轻荷载效率下损伤桥梁控制截面准静态响应的标准校验系数,对损伤连续梁桥的承载力进行评估。结果表明:相较于EMD,VMD分解的准静态响应曲线与静态响应曲线吻合程度更好;随着桥面粗糙度、加载车辆移动速度的增大,识别的准静态响应与静态响应的误差也逐步增大;移动车辆加载过程中识别的准静态响应较为精确,可作为静载实测值进行计算;计算的标准校验系数均大于1,准确评估了桥梁的损伤状态;基于车桥耦合振动评估桥梁承载力具有较强的适用性和可行性。

    • 欧阳滔, 刘庆杰, 罗信伟, 冯青松

      DOI:

      Abstract:

      本论文的研究目的是研究最高时速160 km快速地下线振动源强特性。论文采用现场实测的方法对某沿海城市市域快线进行多个断面的振动特性进行了调查,通过数据分析研究了车速、隧道埋深、曲线等因素对振动源强的影响。分析结果表明:直(曲)线区段车速在90 km/h到160 km/h振动源强在71 dB至80 dB之间,随着车速的增大振动源强也增大,速度每增加20 km/h振动源强增加3.72 dB;振动源强随着隧道埋深的增加而减小,隧道埋深每增加10 m,振动源强会减小4.9 dB;相同情况下,曲线区段(曲线半径1850 m)的振动源强大于直线区段的振动源强,值为约7 dB。列车投入运营1年后,由于轮轨状态的恶化,振动源强出现增大,且不同列车之间的差异较大,选取某一断面七个月份的监测数据分析得到,运营期稳定后振动源强较为稳定。

    • 聂彪, 徐善华, 陈华鹏, 胡伟成, 肖林发

      DOI:

      Abstract:

      【目的】本文研究了锈蚀冷弯薄壁型钢柱弹性整体屈曲性能。【方法】采用有限元特征值屈曲分析的方法,研究了锈蚀部位、锈蚀区域长度和宽度对冷弯薄壁型钢柱弹性整体屈曲性能的影响,提出了锈蚀冷弯薄壁型钢柱弹性整体屈曲应力计算方法,并对比分析了理论计算结果与有限元特征值屈曲分析值。【结果】 结果表明:随着锈蚀程度增大,弹性弯曲屈曲应力和弹性弯扭屈曲应力均逐渐下降;腹板锈蚀对弹性弯曲屈曲应力的影响大于翼缘锈蚀,而腹板锈蚀与翼缘锈蚀对弹性弯扭屈曲应力的影响接近;弹性弯曲屈曲应力随锈蚀区域长度增大逐渐下降,且下降速率呈减小趋势,而弹性弯扭屈曲应力随锈蚀区域长度增大近似线性下降;随着锈蚀区域宽度增大,弹性弯扭屈曲应力下降速率增大趋势大于弹性弯曲屈曲应力。【结论】理论计算值与有限元模拟结果吻合较好,本文提出的计算方法可以用于计算锈蚀冷弯薄壁型钢柱弹性整体屈曲应力。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 黄德昌, 蔡芳龙, 黄招娣, 吴章

      DOI:

      Abstract:

      为了有效增强无线异构传感器网络(WHSN)的覆盖能力,本文提出了一种改进型的蜜獾优化算法(Improved Honey Badger optimization Algorithm, IHBA)。首先,结合自适应果蝇优化算法,增强算法的随机搜索性,便于算法得到全局最优解;然后引入替换最差个体策略,避免适应度过低的个体占据种群位置,同时引入新个体提高种群多样性,避免算法个体早熟。实验结果表明,将该算法应用于无线异构传感器网络的覆盖优化,可以改善无线异构传感器的网络覆盖,相比标准蜜獾算法,其网络覆盖率提升18.1%,整个网络的节点分布也更加均匀。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 王晓明, 陈智宇, 董文涛, 姚道金, 黄贻凤

      DOI:

      Abstract:

      针对铁路运行时由于接触网吊弦缺陷造成的安全隐患问题,提出一种基于改进YOLOv7x的接触网吊弦缺陷识别方法。首先在主干特征提取层的末端引入Swin Transformer网络替换原有的扩展高效层聚合网络模块,提高网络掌握全局信息的能力;再引用SIoU(SCYLLA-IoU)损失函数替换原网络的损失函数,为预测框收敛过程添加方向惩罚机制;最后使用Coordinate Attention注意力机制融合颈部层中的扩展高效层聚合网络模块,增强颈部网络模块的全局感受野。实验仿真结果表明此改进算法训练出的模型精度达到95.9%,相较于原YOLOv7x算法检测精度提高了4.7%,检测速度也达到了52帧每秒;本改进算法解决了在吊弦缺陷识别领域检测效率低下的问题,在实际作业中能够提高接触网吊弦缺陷排查工作的效率。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 孙欣, 胡文辉, 徐鑫洋, 康文翰, 罗文俊, 张海娜, 余玲

      DOI:

      Abstract:

      以南昌地铁四号线某深基坑的实测资料为基础,运用FLAC3D软件模拟深基坑开挖的全过程,分别从不同管材、管径、埋深、埋距及有无内支撑条件下分析基坑开挖对临近管线的位移变化规律。研究结果表明:内支撑在基坑施工过程中对临近管线的位移起到良好的限制作用;管线因素的影响作用主要集中在基坑开挖深度的前6m,6m后管线的变形逐步趋于稳定;管材材料刚度在基坑开挖过程中对管线位移的影响明显,刚度越大,管线的沉降位移量越小;改变管径对管线沉降位移的影响作用较水平位移更为显著,且管径因素对管线沉降位移的影响要大于管材因素对管线沉降位移的影响;管线在埋深为10m时沉降位移为零且管线水平位移最大,推测在埋深10m处的地下连续墙处于形变的至高点,需要加强相关的监测与保护;管线在距离基坑20m处依然存在近1mm的水平位移,得出基坑开挖对临近管线的水平位移影响范围大于其沉降位移影响范围。

    • 许开成, 黄凌娟, 李鹏清, 张立卿, 邱日旭, 陈梦成

      DOI:

      Abstract:

      为更好的评估在役预应力混凝土桥梁结构预应力损失状况,本文选用国内高铁中应用最广的32m预应力混凝土箱梁作为研究对象,按照1:16的缩尺比例将箱梁转化为T形截面制作了26根C50混凝土试验模型梁。通过对试验梁预应力钢绞线应变、伸长量的瞬时和长期监测得到预应力损失的实际值,并将此实际值与目前国内外常用预应力损失计算规范计算所得值进行对比分析。结果表明:预应力损失主要发生在前期即瞬时损失,约占总损失70%;84.6%的试验梁锚固损失占瞬时损失总和的70%以上,最高达80.57%;试验梁的长期损失在锚固后的前10d内变化较快,后期逐渐趋于稳定;将5种规范的计算结果与试验实测值进行对比,对于长期损失,数据显示(TB 10002-2017)的计算结果与本次试验实测数据最为吻合。研究结果可为实际工程中预应力梁的预应力损失计算提供参考。

    • 张鹏飞, 江浩宇, 胡达贵

      DOI:

      Abstract:

      为研究地铁连续刚构桥上无砟轨道无缝线路纵向受力与变形规律,根据梁-板-轨相互作用原理,建立100m路基+4×40m连续刚构桥+4×40m连续刚构桥+100m路基的地铁连续刚构桥上整体道床式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移,并对轨道结构静力特性进行对比分析,为地铁连续刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。结果表明:双线列车荷载中点与中部梁端处重合时为列车垂向荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,均出现在中部梁端附近,数值分别为70.3kN与0.6mm、0.8mm;双线制动荷载列车尾部位于两侧梁端时为列车制动荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,数值分别为107.8kN、1.6mm、1.7mm;伸缩力作用下各个端部桥缝处为薄弱部位,在平时养护中应特别注意梁端部桥缝处轨道结构,防止因伸缩力过大而产生断轨;钢轨发生断轨时,在断缝处纵向力、纵向位移均发生突变,严重影响线路行车安全。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 付雨, 石俊刚, 杨静, 邸振

      DOI:

      Abstract:

      本文的主要研究内容为由燃油公交和电动公交共同组成的混编公交发车间隔与车辆运用计划协同优化,以发车间隔平滑化程度和综合运营成本最小为优化目标,考虑发车间隔范围、车辆数目、车辆接续、电动公交续航里程等多个约束,建立优化模型。设计遗传算法对两阶段模型进行求解,提升了求解的效率与准确性。案例表明:和既有运营方案相比,此优化模型可以在较为均匀的发车间隔下,合理配置公交车辆使用数目,实现电动公交错峰充电,提升车辆利用率,节约车辆总运营成本可达到13.04%。

    • 包丹文, 姚馨宇, 刘建荣, 陈卓, 周佳怡

      DOI:

      Abstract:

      本文针对机坪车机混行环境,提出了一种考虑动态优先级的避冲突运行规划方法。首先,从作业效率和运行风险两个层面,提出动态优先级计算方法,完善了多类型保障车辆时变冲突风险划分的规则。其次,建立了考虑行驶和等待时间最小化的混合整数规划模型,实现了车辆和航空器混合运行环境下避冲突路径规划的功能。最后,设计全局路径优化的两阶段算法进行求解,并通过低时间复杂度的改进冲突探测方法,弥补了传统方法求解大规模复杂问题在时效性方面的不足。实验表明,所提的动态优先级结果满足保障车辆差异化运行要求。设计的算法在大、小规模场景均有较好的适用性,相比对照算法,冲突优化幅度提升7.6%,车辆与航空器冲突占比降低7.5%。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 曹义亲, 刘文才, 徐露

      DOI:

      Abstract:

      针对YOLOX算法在钢材表面缺陷检测中特征提取不充分、多目标缺陷检测能力较弱等问题,提出改进损失函数的多维度特征融合带钢材料表面缺陷检测算法。首先,在Backbone部分应用SPP_SF保留多尺度特征信息,提高分类精度。其次,在Neck部分加入多维度特征融合模块MDFFM,将通道、空间、位置信息融入特征向量中,加强算法的特征提取能力。最后,引入Varifocal Loss和α-CIoU加权正负样本,提高预测框的回归精度。实验结果表明,YOLOX- αSMV在NEU-DET数据集中的mAP@0.5:0.95达到了47.54%,较YOLOX算法提高了3.43%。在保持检测速度基本不变的情况下,对模糊缺陷和小目标缺陷的识别、定位能力明显提升。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 周宇航, 罗如平, 朱碧堂, 余 金

      DOI:

      Abstract:

      轻质泡沫混凝土在岩土工程领域中得到了推广应用,但在泡沫剂及其溶液的优选、最优配比方面研究相对较少。通过对几种典型泡沫剂的表面张力、发泡倍率、半衰期以及所产生泡沫的稳定性开展系统性试验研究,提出了优选泡沫剂的性能指标及其浓度值。在此基础上,以C40水泥土配合比为参照,将制备好的泡沫与C40水泥浆液按照不同的注入体积比进行混合,测定其干、湿重度,确定不同设计重度条件下轻质泡沫混凝土配比方案。进一步,分别进行无侧限抗压强度试验测定不同重度条件下轻质泡沫混凝土试块抗压强度值和电镜扫描试验了解其微观结构组成。试验结果表明:不同类型泡沫剂最优浓度约为3%、发泡倍率为25、表面张力32mN/m、半衰期为15min;轻质泡沫混凝土的密度和强度随泡沫注入率的增加显著降低,相应气泡群量含量和气孔大小离散性明显增大;轻质泡沫混凝土干密度与注入率呈衰减型指数关系,无侧限单轴抗压强度与轻质泡沫混凝土干密度近似呈非平缓递增型指数关系,并给出了对应经验计算公式。

    • 周双喜, 杨丹, 潘远, 丁建新, 丁杨

      DOI:

      Abstract:

      针对传统路面裂缝检测实时性差、准确率低的问题,利用深度学习网络在目标检测方面的优势,提出了一种改进的YOLOv5算法,本文称为YOLOv5s-attention,以实现路面裂缝自动化检测与识别。首先,对采集到的裂缝图片用LabelImg标注软件进行手工标记,然后通过改进YOLOv5网络训练得到网络模型参数。最后,利用所建立的模型对裂缝进行验证和预测。除此之外,采用综合评价指标(F1-measure,F1)和平均精度均值(mean Average Precision, mAP)这两个指标来比较原YOLOv5s、YOLOv5s-attention模型在路面裂缝上检测与识别的性能。经YOLOv5s与YOLOv5s-attention比较发现,YOLOv5s-attention检测准确率(Precision)提高1.0%,F1提高0.9%,平均精度均值(mean Average Precision, mAP)提高了1.8%。由此可知,该网络在实现道路裂缝自动化识别上具有一定的现实意义。

    • 道路与铁道(路面工程、轨道工程)
    • 周思凡, 冯青松, 成功, 张凌, 万宇婷, 罗信伟

      DOI:

      Abstract:

      为研究地铁进出站引起的地铁车站振动特性,以国内某城市三线平行换乘地铁车站为研究对象,基于现场实测数据分析该车站振动特性及传播规律。分析结果表明:受线路建成及运营影响,该车站内各站台振动响应差异较大,进站工况下,站台1、站台2和C线站台平均Z振级为:81.9、91.4、61.7 dB,站台1和站台2振动主要频段为75~125 Hz;出站工况下,三个站台的平均Z振级为:82.7、93.8和63.7 dB,站台1和站台2的振动主要频段为50~100 Hz,而C线站台振动响应在两种工况下均集中在50~60 Hz内。在车站内多数测点均可发现出站工况下振动大于进站工况,最大差值约2.5 dB。车致振动传递至地面一层后会先产生一定衰减,继续向上传递至地面二层则会产生放大效应,振动放大约3.6~5 dB。车致振动在该车站建筑内的传递所产生的衰减较小,振动衰减主要依靠的是土层,振动衰减量约为0.53 dB/m。研究成果可为类似结构的地铁车站及车站上盖建筑的振动预测、振动舒适度评价及减振设计提供参考依据。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 魏克铭, 韩星宇, 王辉, 范自柱

      DOI:

      Abstract:

      近些年可见光-红外行人重识别受到众多学者的关注,其目标是从不同模态的图像中匹配出相同身份的行人图像,但由于可见光图像和红外图像之间的巨大差异,导致可见光-红外行人重识别是一项非常具有挑战性的图像检索问题。现有的研究主要集中在通过设计网络结构提取共享特征或生成中间模态来缓解模态差异,容易受到行人之外的区域影响。为了解决此类问题,重点关注行人信息,进一步减小两种模态之间的差异,提出一种双注意力机制的网络结构用于可见光-红外行人重识别,一方面通过双注意力机制挖掘不同尺度的行人空间信息和增强局部特征的通道交互能力,另一方面利用全局分支和局部分支,学习多粒度的特征信息,使不同粒度信息可以相互补充,形成一个更具辨别性的特征。在两个公共数据集上的实验结果表明,该方法相较于基线有明显的提升,在RegDB数据集和SYSU-MM01数据集上均表现出理想的性能。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 罗 锟, 王凯新, 甄慧杰, 陈 鹏

      DOI:

      Abstract:

      为探究采用不同轨道类型的高速铁路轨道箱梁结构振动与噪声特性,论文通过有限元法与多体动力学,建立高速列车-无砟轨道-高架箱梁耦合动力学模型,研究列车高速通过时,列车、轨道、箱梁的结构动力响应。并建立边界元模型,探究高架箱梁铺设不同类型无砟轨道时,结构的噪声特性。结果表明,列车通过铺设III型板与双块式的高架箱梁时,列车的最大轮重减载率分别为0.0 536与0.1 657,桥梁挠度分别为1/9 673与1/8 457。III型板的轨道板及底座振动位移更小,并且轨道箱梁结构的竖向振动传递率更小,减振性能更好。采用两种轨道结构的高架箱梁的噪声特性在桥下远点差异很小,峰值频率均为31.5Hz;而在桥下差异较大,III型板的峰值频率为63Hz而双块式则为20Hz,但峰值差异很小。且采用III型板的箱梁噪声总声压级更小。

    • 李宝地, 李锦良, 冯 超

      DOI:

      Abstract:

      为建立桩板结构路基确定性安全设计和可靠度设计间的联系,本文首先推导了桩板结构路基沉降计算解析解,建立了桩板结构路基可靠度分析模型,研究了地基土弹性模量变异系数、上部荷载和桩间距对路基沉降失效概率的影响,然后提出了基于广义可靠度指标相对安全率的桩板结构路基沉降安全判据框架,分析了广义可靠度指标相对安全率和安全系数相对安全率的关系,并探讨了上覆荷载对临界桩间距的影响。结果表明,本文沉降计算方法能较好反映桩板结构路基沉降变形特征;桩板结构路基沉降由上部荷载和桩板组合刚度共同决定,其失效概率与荷载水平的关系曲线随地基土弹性模量变异系数的增大由陡增型转变为线性增长;广义可靠度指标相对安全率和安全系数相对安全率近似呈线性关系,通过允许失效概率标定结构允许安全系数,保证了桩板结构路基确定性设计和可靠度设计的设计可行域基本一致;此外,上覆荷载的增加将导致临界桩间距呈对数非线性减少。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 程宏波, 何洪, 李云枭, 程耀昆, 朱伟铭

      DOI:

      Abstract:

      电动汽车负荷具有移动性、随机性等特点,数量庞大的电动汽车无序接入将给电网运行带来巨大的压力,合理的电动汽车充放电控制策略对电网尤为重要。为分析车网互动过程中电动汽车群体充放电决策的影响因素及规律,建立了电动汽车群体内部不同个体之间的决策演化博弈模型,引入用户偏好影响因子对复制动态方程进行改进,分析了电动汽车群体策略演化形成的过程,分析了各因素变化对电动汽车群体互动策略的影响规律。仿真表明,考虑用户偏好影响时,选择充电策略的电动汽车用户比例由65%提高到75%,当用户经济效益敏感程度由0增加到2时,充电和不充不放用户的比例分别减少50%和10%,放电用户的比例则增加了60%。用户偏好及经济效益敏感程度会提高电动汽车用户参与车网互动的比例,而外部环境的扰动不会对电动汽车用户最终的选择结果产生影响。建立的随机演化博弈模型可以分析电动汽车群体内部的策略演化过程,为车网互动时电动汽车群体行为特性的分析提供了一种新的方法。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 刘利国, 罗家文, 朱碧堂

      DOI:

      Abstract:

      【目的】针对地铁车站狭长型基坑施工过程中第一道支撑轴力过大的情况,【方法】通过土体小应变刚度硬化模型(HSS)有限元分析,对车站基坑土方的开挖方式、钢支撑安装质量差、钢支撑未及时受力等情况进行精细化模拟,分析其对第一道支撑轴力的影响。【结果】结果表明:采用盆式开挖对第一道支撑的轴力影响显著,相较分层开挖的情况增大45%,应及时安装对应位置的钢支撑;安装钢支撑的预应力未达到设计值时,会导致开挖到底时的顶层支撑轴力增大,增大幅度在10%以内,底层支撑轴力减小。【结论】在地铁车站狭长基坑开挖过程中应限制盆式超挖;温度变化对支撑轴力的影响不能忽视;安装下层钢支撑预应力达不到设计值时,会导致开挖到底时的顶部支撑轴力偏大。

    • 陈广巧

      DOI:

      Abstract:

      为探究周期性桥上无砟轨道结构中的弹性波传播规律,将无砟轨道-桥梁耦合结构考虑为:包括钢轨、轨道板、底座板、桥梁在内的四层Timoshenko梁耦合模型,利用平面波级数展开法-能量法求解其频散特性。通过与有限元仿真结果对比验证了本文方法的准确性,而后基于该方法探究了结构刚度变化对弹性波传播的影响、阐明了频散特性中禁带的形成机理。结果表明:0-50Hz内,该结构共存在两条禁带,且在纵向刚度较大时,其起始频率与截止频率主要受各连接层的纵向刚度影响,第一、二阶截止频率分别随滑动层刚度、扣件层刚度的增加而增大。本研究为桥上无砟轨道结构的减振工作提供了一定的理论参考。

    • 岩土工程(路基、基坑、边坡)
    • 贾军, 许玉德, 吴琰超, 余佳磊

      DOI:

      Abstract:

      【目的】为解决目前重载钢轨大机打磨作业过程中存在的依靠经验选择打磨模式和打磨结果无法预测的问题,【方法】以GMC-96X大型钢轨打磨列车作为研究对象,通过MATLAB数值模拟,研究不同打磨模式的作用效果;并且结合打磨列车砂轮分布形式,建立钢轨打磨基本模式库,提出了一种基于打磨量曲线的重载铁路钢轨打磨模式设计方法。【结果】现场试验结果表明:采用该方法设计的打磨模式包含了打磨列车各个砂轮的摆布角度,可直接输入到打磨列车控制系统,更为贴合实际应用;并且通过打磨前钢轨实测廓形、理论打磨后钢轨廓形和实际打磨后钢轨廓形三者的对比,验证了该方法的可靠性。【结论】该打磨模式设计方法实现了重载铁路钢轨打磨模式的自动生成和轨头廓形的精确修理,并可结合涡流检测设备对钢轨表面裂纹进行针对性削除。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 黄志刚, 林 俊, 黄卫国, 王海涛, 吴 琼

      DOI:

      Abstract:

      【目的】为了研究端部锚固方法和预加载对碳纤维复材(CFRP)加固钢筋混凝土(RC)梁抗剪性能的影响,【方法】进行了4根矩形RC梁的剪切试验,分析了失效模式、荷载-挠度曲线、特征荷载、箍筋和CFRP应变的发展。【结果】试验结果表明,在可靠的端部锚固下,采用U形CFRP条带加固可以显著提升RC梁的抗剪性能。抗剪加固效果受CFRP条带的端部锚固方法影响很大,机械锚固显著优于CFRP布压条锚固,相比于未加固梁,采用机械锚固的加固梁抗剪承载力提高了约60%,而CFRP布压条锚固的抗剪承载力仅提高了9.8%。预加载虽然明显降低了加固梁的开裂荷载,但对抗剪承载力几乎没有影响。最后,采用既有的CFRP加固RC梁抗剪承载力计算方法对本文试件的抗剪承载力进行了预测,【结论】预测结果与试验结果符合较好。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 李刚, 陈典锋, 徐涵, 胡国良, 干宇, 邓建明

      DOI:

      Abstract:

      车辆悬架是车辆行驶系统的重要组成之一,主要功能是承受车身的重量和减少来自路面的激励,其性能的好坏直接影响到车辆行驶的安全性和操纵稳定性,对于车上人员的乘坐舒适性也有着极大的影响。传统的被动悬架结构参数固定,减振效果受到限制,半主动悬架可以通过控制算法改变悬架的阻尼和刚度,可以达到和主动悬架一样的控制效果,结构相比于主动悬架更为简单且成本更低。空气弹簧和磁流变阻尼器(MRD)可以分别改变半主动悬架的刚度和阻尼,是半主动悬架减振的重要研究对象。本文在介绍磁流变半主动空气悬架的工作原理及单一控制策略的基础上,结合国内外最新的研究成果,重点综述磁流变半主动空气悬架的复合控制策略,最后探讨磁流变半主动空气悬架的发展趋势以及面临的问题,为磁流变半主动空气悬架的技术发展作进一步参考。

    • 张仁辉, 刘宇航

      DOI:

      Abstract:

      为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能,重点探究了转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。利用四球摩擦磨损试验机测定了甲醇、异丙醇在98 N、400 r/min、 500 r/min和600 r/min工况下的摩擦学性能,结合光学显微镜、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征方法,探究甲醇、异丙醇的润滑机理。实验结果表明:对于甲醇润滑体系,随着转速的增加,磨合期明显缩短,在500 r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径,摩擦体系的低摩擦磨损性能归因于氧化钨 (WO2和WO3)、甲醇、摩擦诱导的无定形碳、摩擦对偶四者形成的“微轴承”的作用;对于异丙醇润滑体系,随着转速的增加,摩擦系数基本保持恒定,磨斑直径随着转速的增加先减小后增加,在500 r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径,摩擦体系优异摩擦学性能主要归因于摩擦诱导形成的具有润滑作用的无定形碳。研究结果可为醇基物质在精密设备领域的应用提供参考。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 周天清,

      DOI:

      Abstract:

      随着各类移动应用与服务的迅猛增加,移动终端电池容量同能量消耗之间的矛盾日益突出。此外,超密集网络 (Ultra-Dense Network, UDN)中小基站(Small Base Station, SBS) 的超密集部署使得网络干扰变得更为复杂,且部署在网络边缘的服务器也容易遭受恶意攻击。鉴于此,针对多任务UDN场景,通过联合优化用户设备(User Equipment, UE)关联、密码服务分派、UE功率控制、UE 与SBS 计算资源分配以最小化加权的标准化总能耗与标准化总安全成本之和。首先,在UDN场景下,构建MEC和本地计算的系统模型;然后,提出了一个最小化加权的标准化总能耗与标准化总安全成本之和的混合整数、非线性优化问题,并针对该问题设计了一种联合优化策略。该策略先利用改进的自适应保护多样性的遗传算法(Adaptive Diversity-Guided Genetic Algorithm, ADGGA)进行粗粒度搜索,再利用自适应粒子群优化(Adaptive Particle Swarm Optimization, APSO)算法进行细粒度搜索,并由此构建了进一步改进的分层自适应搜索(Further Improved Hierarchical Adaptive Search, FIHAS)算法。仿真结果表明,所提出的算法总体上能够获得较其它现有算法更优的系统性能。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 冷浩, 刘士洋, 李宗意, 张一安, 张佳瑞

      DOI:

      Abstract:

      为探索隧道排水系统在地下水渗流作用下排水管道内结晶堵塞分布规律,依托峨汉高速廖山隧道工程,建立1:5隧道排水系统室内模拟试验,同时结合现场取样地下水分析结果配置相同离子成分的试验溶液开展室内试验。研究表明:(1)结晶堆垛方式主要是大量堆垛,晶体结构类型为不规则形和正方形,属于同分异构晶体类型,主要成分为方解石型碳酸钙;(2)随着水流量的增加,结晶量提高,结晶速率越快,其中横向排水出口的266.8mL/s水流量工况下的累积结晶总量最高,达到了106.4g;(3)缓和的排水管坡度有利于隧道排水管道内结晶物的生成;(4)排水管接头处结晶总量(30%)>横向排水出口处结晶总量(27%)>横向排水管结晶总量(19%)>纵向排水管结晶总量(15.2%)>环向排水管结晶总量(8.3%),隧道排水系统中结晶堵塞的关键位置是排水系统接口处和横向排水管出口处。研究成果有助于隧道排水系统的优化设计和施工质量控制,对保障隧道排水系统通畅有效运行具有重要意义。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 肖乾, 李楷文, 周生通, 汪寒俊, 宾浩翔, 常运清

      DOI:

      Abstract:

      针对滚动轴承微弱故障难以识别的问题,提出了一种基于MR-DCA的滚动轴承故障诊断方法。利用最大相关峭度解卷积以及共振稀疏分解的方法对输入样本进行预处理,可以有效地滤除原信号中的噪声,突出故障冲击成分。将所获得的故障分量的二维时频图以及原始信号作为网络的训练样本,经两个特征学习模块后,使用注意力机制对输入特征进行筛选,通过权值重分配可以有效地提高模型计算效率和识别精度。为了验证模型性能,使用某大学的滚动轴承微弱故障数据进行故障诊断分析,同时开展消融实验,对诊断模型的各个模块的有效性进行验证。结果表明,所提模型在进行滚动轴承微弱故障诊断时可以实现的良好的诊断性能。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 张兵, 廖清华, 屈永强, 汪明杰, 陶文康

      DOI:

      Abstract:

      为研究疫情影响下老年人公交出行满意度,改善老年人公交出行条件,在传统乘客满意度指数模型基础上,结合新冠肺炎疫情影响增加了潜在变量“疫情影响下的安全感知”,以反映老年人在乘坐公交时因疫情引起的心理变化,构建了疫情影响下老年人公交出行满意度偏最小二乘法结构方程测评模型。以南昌市老年人为例,评价其在疫情影响下的公交满意度,验证了构建模型的合理性,并得出老年乘客公交出行满意度主要受感知质量、疫情影响下的安全感知影响,路径系数分别为0.464、0.261。同时,运用重要性绩效分析方法,重点分析了感知质量、疫情影响下的安全感知下属题项改善优先级,结果显示南昌市老年人公交出行中公交服务质量整体偏低,亟待改善。需要重点改善的方面有:司机对防疫措施的履行程度、车内乘客密集程度、车内通风状况、其他乘客有敏感行为等,为进一步提升老年人公交出行满意度提供了依据。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 徐伟

      DOI:

      Abstract:

      轨道结构的周期性特征对于其内振动波的传播具有滤波特性,对其开展频散分析对于了解轨道结构的振动传递特性具有重要意义。鉴于此,以有砟轨道结构为研究对象,基于虚拟弹簧模型和能量泛函变分原理提出了能够考虑阻尼因素与材料频变效应的轨道周期结构复频散计算新方法。通过与既有文献结果对比验证了本文方法的准确性,并利用该方法分析了扣件刚度频变效应、扣件阻尼和道砟阻尼对轨道结构振动波复频散特性的影响规律。研究结果表明,刚度频变效应及扣件、道砟阻尼对于振动的衰减域及衰减速率有着较大的影响,轨道结构振动传递分析中必须予以考虑。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 史开志, 肖乾

      DOI:

      Abstract:

      随着轨道交通快速发展,高速动车组运维环境愈加复杂,导致新旧故障频发,一种高效、智能、精准的维护方法显得十分重要。针对动车组车钩检修工作中存在的故障复杂化、维修方式老旧、检修手册内容滞后等问题,提出了一种基于混合现实技术的动车组车钩辅助检修方法,该方法借助混合现实和数据交互技术,构建了动车组车钩故障MR辅助检修总体模型和技术框架,研究了虚实注册融合、故障智能诊断、数据信息交互和检修辅助指导等关键技术,实现了基于Unity3D-HoloLens的手势识别,视线追踪等多样人机交互辅助检修方式。最后,动车组密接式车钩气路及控制系统故障MR辅助检修实例验证了该方法的有效性。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 徐玉萍, 吴志刚, 王宗宇

      DOI:

      Abstract:

      二十大报告明确提出推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、交通强国。国务院指出推动制造业与物流供应链相关服务业的联动协同,有助于构建服务型制造业。福建省在“十四五”期间积极推进先进制造业与相关重点领域产业的融合发展,着力推进产业供应链优化升级。近年来,泉州市制造业持续高质量发展,整合各类制造产业、物流园区,积极构建高效现代物流供应链体系。基于灰色关联度模型和VAR模型分析福建省泉州市2002年至2021年制造业与物流供应链发展指标间的关联程度和联动发展情况。研究表明:泉州市制造业与物流供应链发展间关联度较强,各物流运输方式间的多式联运协同发展有待提升,综合货运枢纽建设有待完善。据此为相关部门提出政策建议。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 黄大维, 彩国庆, 徐长节, 罗文俊, 胡光静, 詹涛

      DOI:

      Abstract:

      针对土压力盒易发生应力集中的问题,研制了水囊土压力计,即通过透明的PU空压软管将感压水囊与电子压力表进行连接,其中感压水囊的厚度可控制在5-10mm,在使用时电子压力表的高度位置进行固定。将水囊土压力计与振弦式土压力盒埋设在不同压缩模量的土体中进行了对比试验,结果分析表明,由于感压水囊比土压力盒薄,虽然实测土压力偏大问题不可避免,但相对土压力盒测试结果而言,采用水囊土压力计测试地层中的土压力时应力集中问题显著改善;从测试结果可知,由测试元件厚度所导致的土压力偏大幅值为非线性,这与测试元件周围的土体颗粒变形调整有关。将水囊土压力计用于盾构隧道响应模型试验研究中,从测试结果可知,水囊土压力计与土压力盒的测试结果具有明显的不同;从测试结果的变化趋势分析来看,水囊土压力计的测试结果可信,且有必要采用水囊土压力计直接贴在模型盾构隧道外壁测试其周围土压力。水囊土压力计的测试原理简单,且成本低、精度高,因其为柔性构造,可根据测试需求选用感压水囊用于结构物表面为非平面的土压力测试。

    • 田亮, 邢守航, 樊立龙, 赵健, 程斌, 赵雪敏

      DOI:

      Abstract:

      钢桥面板中的U肋-盖板节点(Rib-Deck,RD节点)在车辆荷载作用下容易产生疲劳开裂,采用合适的理论对该节点疲劳寿命进行评估具有重要的工程实用价值。为深入研究RD节点的疲劳性能,本文通过模拟车轮荷载对RD节点实施中心加载,得到了相应热点应力幅下的节点疲劳寿命。采用ABAQUS建立了钢桥面板RD节点的三维实体有限元模型,进一步分析得到节点在模拟轮载作用下的应力分布情况,试验值与模拟值基本一致。在有效数值模型的基础上,分别采用热点应力法和临界距离理论对RD节点的疲劳寿命进行了对比分析。研究结果表明:中心加载时RD节点盖板下表面焊趾附近的疲劳应力最大,易发生疲劳开裂;同一精度网格下采用两点外推法和三点外推法得到的热点应力结果比较接近,而采用临界距离理论的点法得到的特征应力则小于线法得到的特征应力。采用IIW推荐的三条热点应力曲线评估RD节点的疲劳寿命,结果显示FAT 90曲线得到的评估结果过于保守,而FAT 125曲线的预测结果相对接近试验值。临界距离理论相比热点应力法能得到更准确的预测结果,其中点法和线法得到的预测值与试验值分别相差17%、32%。总体而言,热点应力法和临界距离理论均能得到相对保守的疲劳寿命预测结果,两种方法用于钢桥面板典型焊接节点的疲劳性能评估是可行且偏于安全的,但点法的预测精度更高,且实际应用中也较为便捷。

    • 李新献

      DOI:

      Abstract:

      某滨海城市地铁车站所处地层为软土,围护结构采用地下连续墙,在施工过程中发生槽壁失稳。本文对槽壁失稳原因进行分析,并采取一系列措施,结果表明:1)护壁泥浆配比及成槽时间是影响地连墙槽壁稳定性的主要因素;2)针对超深地连墙,需从成槽时间、钢筋笼重量等角度进行综合分析,确定合理地连墙分幅设计;3)针对L形及Z形等异型幅地连墙,采用三轴搅拌桩对地连墙槽壁进行加固,可极大的提高槽壁稳定性,确保工程施工安全。

    • 谢清清, 邓年春

      DOI:

      Abstract:

      拱桥吊索在长时间服役下会产生轴偏转现象,为了研究这一现象对吊索产生的受力影响,本文针对吊索的基本单元钢丝设计一套轴偏转静力张拉试验方案。首先利用铜盐加速腐蚀法制备腐蚀钢丝试件,对试件进行4个不同轴偏转角(0、10、20和30mrad)的静力张拉试验。并利用Ansys对试验和蚀坑进行数值模拟。研究结果表明:钢丝的质量失重率和平均腐蚀深度随腐蚀时间呈线性增大,而腐蚀速率却随腐蚀时间呈二次曲线减小;钢丝极限抗拉性能随偏转角的增大而减小;偏转角-腐蚀耦合情况下会加速削弱钢丝的抗拉强度;数值模拟与试验相符合,有效验证了试验得到的规律;钢丝存在蚀坑会产生集中应力现象,应力最大值随偏转角增大而增大。

    • 龚凯, 王成, 杨强强, 刘林芽, 卞文君

      DOI:

      Abstract:

      为研究嵌入式轨道在重载铁路中的适用性,采用有限元法,建立嵌入式轨道有限元模型,从钢轨应力、钢轨位移、轨道板位移的角度分析货车轴载对嵌入式轨道结构受力及变形的影响,并针对现有嵌入式轨道结构进行优化研究。研究结果表明:货车轴载对嵌入式轨道轨头应力、轨底应力、钢轨横向及竖向位移影响显著,其中,轨头应力、钢轨横向位移均超过限值要求,但其对轨道板位移影响较小;采用75kg/m钢轨替换60kg/m钢轨后,轨头应力显著减小,但钢轨横向位移仍然超过限值要求;在此基础上,随着填充材料弹性模量的增大,钢轨应力及位移均显著减小,且均在规范限值内,填充材料弹性模量建议取为400MPa。上述研究成果可为适用于重载铁路运输要求的嵌入式轨道结构设计提供参考。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 徐松, 童立红, 徐长节, 丁海滨, 吴智龙

      DOI:

      Abstract:

      基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目,基于考虑土体小应变特性的硬化模型,采用三维有限元软件(PLAXIS 3D)进行了数值模拟,详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明:同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著,分析时不能简单将土层视为水平均布土层,需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载,尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧。同时,地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大。此外,地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著,从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小,仅为18.35mm,相较于原工况减少约25%,对工程产生最有利的影响。研究结果能够给地铁基坑设计和施工作业带来理论参考,同时对实际工程也有较好的指导意义。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 杜雨恒

      DOI:

      Abstract:

      零件轻量化是机械制造领域的重要研究方向。本文以中国大学生方程式汽车大赛(Formula Student Combustion China,FSCC)BTR-X的悬架立柱作为例,在分析其实际受力情况的基础上,利用Altair Inspire Form软件以最大化刚度为目标对其进行了减重设计和拓扑结构优化。得到了带刹入弯工况条件下两种不同设计方案的应力、应变值及安全系数,并对比了其优缺点。结果表明,在最佳优化方案中,BTR-X悬架立柱最大有效应力为557 MPa,减重18.5%,提升了车辆的操稳性,实现了其轻量化的目标,对进一步提升FSCC赛车的性能有一定的参考价值。最后,通过选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成功实现了优化悬架立柱结构的3D打印成型,为FSCC赛车的轻量化设计及加工提供了新思路。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 许紫刚, 李淳宇, 夏宗尧

      DOI:

      Abstract:

      无柱大跨地铁车站抗震设计是否考虑地下连续墙的影响尚未有统一定论。基于ABAQUS有限元数值分析软件,建立了土-结构静动力耦合有限元模型,分析了水平竖向双向地震作用下,地下连续墙对无柱大跨地铁车站结构动力反应的影响。数值分析表明:地下连续墙会增大无柱大跨地铁车站体系的水平抗侧刚度,考虑地下连续墙时车站侧墙的总体水平相对变形降低;但地下连续墙的存在会放大无柱大跨地铁车站上覆土体的竖向惯性效应,同时也会使得无柱大跨地铁车站内力重分布。考虑地下连续墙时车站底板端部是抗震薄弱环节,抗震设计中应对其进行适当加强。

    • 刘银芳, 胡椿华, 秦金龙, 童立红, 朱碧堂, 郭易盟, 李志平

      DOI:

      Abstract:

      为提高粉质粘土-水泥搅拌土强度,使其与钢筋或型钢共同作用形成水泥土搅拌墙。本文以南昌地区粉质粘土为例,在现有水泥土改良剂性能研究基础上,通过选择合适的固化剂,采用正交试验,对16组粉质粘土改良方案形成的搅拌土开展室内无侧限抗压强度试验和渗透试验,研究水泥、水玻璃、生石膏和生石灰不同配比对粉质粘土改良后强度性能的影响,并对试验结果进行了极差和方差分析。结果表明:对搅拌土的抗压强度影响程度从大到小依次为水泥掺量、水玻璃掺量、生石膏和生石灰掺量,确定粉质粘土固化改良的最优配比为水泥掺入比24%、水玻璃6%、生石膏2%、生石灰0%、萘系减水剂1.5%,并推荐在水灰比为1.5、粉质粘土含水率为12%时使用。经过筛选固化剂和优化配比后,粉质粘土在标准龄期28 d时强度可以达到8.6 MPa。最后通过扫描电镜试验,对高强粉质粘土-水泥搅拌土的微观结构进行了分析,阐述了高强水泥搅拌土的产生机理。

    • 雷晓燕, 翁凌霄, 余亮亮, 王鹏生, 罗锟

      DOI:

      Abstract:

      为研究高架铁路桥梁结构振动噪声规律及其影响因素,以沪昆高铁某高架铁路桥梁为研究对象,建立混合FE-SEA模型进行数值仿真分析,并进行现场试验验证。在此基础上,探讨了桥梁板的厚度对结构噪声的影响规律,并分析了桥梁各子系统对于远场声压的声贡献量。研究结果表明:混合FE-SEA法适用于高架铁路桥梁结构噪声研究;箱梁结构振动的峰值频为31.5~60 Hz,结构噪声主要频率范围为50~160Hz;箱梁顶板和翼板对远场声压级的贡献量较大:增加各板厚度能降低结构噪声,其中增加顶板厚度效果较为明显。因此在高架铁路桥梁减振降噪的过程中,顶板和翼板应更加着重关注。

    • 万琪伟, 丁海滨, 万强, 徐长节, 童立红

      DOI:

      Abstract:

      随着城市化发展,基坑面临的环境越加复杂,对基坑工程的变形控制也愈发严苛。目前,基坑支护结构的设计仍是以强度控制,由于保守设计实际工程往往发生较大变形而未达到设计强度。基于矩阵理论改进基于的里兹法,采用最小势能原理,考虑了支护桩与水平支撑的变形协调条件,获得了支护桩变形的总势能方程,求解了支护桩变形,提出了基于变形控制的基坑支护桩设计方法。最后通过三例典型工程的现场实测数据对理论进行验证,结果表明预测绝对误差随着支护桩的最大变形增大而增大,平均相对误差均在10%最大变形以内。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 杨洛郡, 张诚, 郭军华

      DOI:

      Abstract:

      多式联运运输的时效性和成本在现代物流的发展中是不可忽视的因素。本文针对公铁水多式联运的运输目标,主要研究了当运输时间、中转时间双重不确定因素服从随机分布时的绿色多式联运路径优化问题。构建以运输时间、运输线路距离、运输成本为目标函数,碳排放量为约束,建立运输时间、中转时间双重不确定条件下绿色多式联运路径多目标优化模型。并据此采用模糊自适应遗传算法(FAGA)和快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)设计多式联运路径优化策略;最后采用从南昌到柏林的路径数据仿真验证所提方法的有效性并对结果进行对比分析。本文研究发现基于NSGA-II算法的多目标优化结果较优,可以引导多式联运经营人调整运输方案,减少二氧化碳的排放量,为物流企业开展多式联运运输提供了可供参考的依据。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 王子航, 刘建华, 薛醒思, 朱剑, 陈宇翔

      DOI:

      Abstract:

      粒子群算法广泛应用于工程、科学与管理等领域实际问题中的复杂优化问题求解,设计新的策略以应对算法的性能和效率瓶颈是该领域的研究热点。传统粒子群算法速度约束策略比较单一,容易导致算法收敛速度慢,性能低等问题,提出一种融合算法迭代和问题维度的速度约束策略,通过分析一种算法种群进化状态评估值与迭代次数及问题维度的关系,设计一个计算进化状态评估值的公式,使其受算法迭代次数和问题维度影响,最后根据进化状态评估值计算算法的速度约束范围,得到一种融合迭代和问题维度的速度约束粒子群算法。最终,新的速度约束策略使粒子群算法的种群状态受到迭代次数和问题维度的影响,具有自适应性,并对不同维度问题求解具有扩展性。结果表明,本文提出的速度约束策略提高了粒子群算法的收敛速度和求解精度。仿真实验证明了算法的有效性。

    • 综合(经济、文学、艺术,及其他未列学科)
    • 钟巧澄, 王莉, 王军

      DOI:

      Abstract:

      本文研究了一类分数阶Schr?dinger-Poisson方程组非平凡解的存在性和多重性。在不同非线性项的假设条件下,作者通过变分法和对称山路定理得到了解的存在性和多重性。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 冯玉林, 侯宇, 何彬彬, 周旺保, 麻宏强

      DOI:

      Abstract:

      基于前期开发的高速铁路基础变形诱发轨道结构变形与层间接触性状演变的通用表征模型,植入余弦型路基沉降描述函数,引入用以刻画轨道-路基间接触非线性的Heaviside函数,推导余弦型路基沉降下纵连板式无砟轨道各层结构的变形方程,利用渐进性接近法求解含接触非线性的超静定方程,进而分析余弦型路基沉降对轨道各层结构变形和层间接触性状演变的影响规律。结果表明:在余弦型路基沉降区域内,轨道随路基沉降发生“跟随性”变形,当路基沉降波长一定时,轨道下沉和上拱均随路基沉降幅值的增加而增大,当沉降幅值一定时,轨道下沉随路基沉降波长的增加而增大,但上拱却减小;轨道-路基间的脱空区域及轨道的受力曲线呈左右对称,轨道整体刚度影响脱空长度和高度;当路基沉降波长为10m时,随路基沉降幅值的增加,脱空高度和长度增长的同时,还会整体向远离沉降区方向“平移”;当路基沉降幅值为10mm时,需要重点关注沉降波长小于20m的不均匀沉降。

    • 汪翠, 王鹏生, 雷晓燕

      DOI:

      Abstract:

      为研究高速列车过桥引起的环境振动问题,以沪昆客运专线某铁路桥梁为工程背景,采用现场实测和有限元法获取地面振动特性。将计算值与实测值对比分析,结果表明:高速列车过桥引起的地面横向振动加速度稍大于垂向振动加速度,频谱曲线的主峰频率点可视为周期载荷诱发的共振频率;横垂向卓越频率分布区间为10~80 Hz,频带内各单频加速度幅值随距离增加呈波动衰减趋势;当不同频率的振动波波峰相遇时,相遇点的振动叠加出现放大现象;横垂向加速度最大振级对应的频带为25~63 Hz,大部分出现在31.5 Hz;实测值和计算值在幅值大小及变化趋势吻合较好,加速度Z振级最大误差为1.4 dB。可见,有限元模型满足精度要求,证明该方法能够有效预测环境振动响应。

    • 龚宏华, 周旭明, 詹刚毅, 石钰锋, 胡俊浩, 蒋亚龙

      DOI:

      Abstract:

      紧邻铁路偏压基坑施工对铁路运营影响大,需严格控制其变形,以减小对铁路的影响,因此对基坑围护结构的设计通常“偏保守”,存在优化的可能。为探究偏压基坑中围护结构优化的可能,本文以某工程为依托,分别对铁路两侧的等长桩围护结构与长短桩围护结构的变形与内力进行了测试,比较分析了两侧围护结构的实测结果。结果表明:在本工程中,左右两侧基坑变形较小,均在可控范围内,等长桩围护结构与长短桩围护结构均可保证基坑与铁路安全。与等长桩围护结构相比,长短桩围护结构的桩身最大水平位移与弯矩出现了增长,水平位移最大增长了0.25mm,桩身弯矩最大增长了10.14kN·m ,两者增长量均较小,长短桩围护结构具有良好的支护效果。长短桩围护结构紧邻偏压侧的桩身水平位移与弯矩大于远离偏压侧,但两者相差较小,偏压荷载对长短桩围护结构的影响较小。长短桩围护结构在本工程中得到有效应用,可为相关工程提供借鉴。

    • 张鹏飞, 黄安琪, 胡达贵, 陈华鹏

      DOI:

      Abstract:

      针对刚构桥上无砟轨道无缝线路的受力与变形进行研究,以梁-板-轨相互作用原理为基础,分别建立刚构桥上CRTSⅢ型板式和CRTSⅠ型双块式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移,并对两种轨道结构静力特性进行对比分析,为刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。结果显示:在温度荷载、列车荷载作用下,采用CRTSⅠ型双块式轨道结构时钢轨纵向力更小,但轨板相对位移增幅明显,可能产生安全隐患;在列车制动荷载工况下,采用CRTSⅢ型板式轨道结构时钢轨纵向力与轨板相对位移均更小;在断轨工况下,采用CRTSⅠ型双块式轨道结构时断缝值超过了规范容许限值。建议在刚构桥上采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 樊立艳, 赵鹤宇, 常锦才, 李印凤

      DOI:

      Abstract:

      强对流天气是影响飞机飞行的重要原因之一。为了有效减少飞机改航的经济浪费,同时降低遇到危险的概率,需要准确划设飞行受限区并进行预测。首先提取出影响飞机飞行的雷雨点数据,采用Graham算法划设静态飞行限制区的初始多边形,提出距离均值方法对飞行限制区的几何形状变化进行预测。然后引入Markov思想通过类状态转移矩阵预测飞行限制区的中心点位置变化,提出角度增量的方法预测飞行限制区中心点角度变化。实例结果表明,对于时间分辨率较低的雷达气象数据,该方法预测精确度较高且偏差度较低,并且可以实时更新预测区域。在静态飞行限制区的基础上实现了动态预测,使预测结果更贴近实际变化情况。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 刘建国, 朱君, 鞠丽艳, 吴迪

      DOI:

      Abstract:

      盾尾密封系统的防水密封性能是影响盾构施工安全的重要因素,为分析其防水失效特性,设计了盾尾密封系统室内模型试验,并基于计算流体力学建立了对应的盾尾密封系统仿真模型。分析了在外部水压侵入过程中水油两相流体的体积分布、压力场和速度场变化,探究了盾尾结构参数、尾刷参数、油脂参数对密封性能的影响规律。结果表明:1)增加盾尾刷道数、增大盾尾刷钢丝填充率可有效提升防水能力;2)在防水失效过程中,在盾尾刷处出现流速的峰值点,流速的扩展分布与水侵入的体积分布具有一致性。3)盾尾刷渗透率、油脂粘度及钢丝束露出钢板长度是影响初始漏水时间的敏感性因素。通过减小盾尾刷渗透率、增大油脂粘度、减小钢丝束露出钢板长度,可有效延迟初始漏水时间,提升盾尾密封系统防水能力。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 牟明慧, 赵龙志, 陈道云

      DOI:

      Abstract:

      为了探明在牵引工况和制动工况下的列车轮轨滚动接触行为,从而为今后轮轨损伤机理的研究提供理论基础,以CRH2-300型动车组轮轨为研究对象,通过有限元仿真研究了基于牵引制动性能摩擦系数模型的轮轨接触力学行为,结果表明:基于经验模型的摩擦系数显著大于基于牵引、制动模型的摩擦系数及新干线模型的摩擦系数,新干线模型的摩擦系数与基于牵引制动性能模型的摩擦系数较为接近;牵引工况下的切向力云图呈现两点接触形态,且沿运行方向前端的点接触切向力明显大于运行方向后端,而在制动工况下,切向力在起始时刻为单点接触,随后变为两点接触;在轮轨接触点处,车轮S23切应力呈圆弧形且走势与车轮角速度方向一致,钢轨与车轮S23切应力圆弧走势对称。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 胡光静, 袁岳峰, 余昆

      DOI:

      Abstract:

      开口率是盾构机刀盘的重要结构参数,其大小直接关系到刀盘与开挖面的相互作用。通过设计1:10的模型试验,实现了刀盘开口率可调及渣土实时称量,从而间接地实现了对土舱饱满度的控制。试验研究分析表明:在实际出土率与理论出土率相等的条件下,增大刀盘开口率可减小刀盘面而与开挖面的接触面,从而减小刀盘扭矩,刀盘开口率增大了10%,刀盘扭矩减小约5.8%;在相同的出土率时,刀盘的开口率对地表最大沉降影响不显著;而在土舱近似满舱状态下,刀盘空隙上的渣土对开挖面可起的支护作用。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 刘 通, 马 伟, 熊乐燕, 郭赞如, 章家立

      DOI:

      Abstract:

      首先,通过可逆加成-断裂转移(RAFT)聚合制备了一系列双丙酮丙烯酰胺(DAAM)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和含脲基嘧啶酮(UPy)基团单体(Mu)的共聚物(PDAAM-co-PNIPAM-co-Mu);然后,利用己二酸二酰肼(ADH)和PDAAM-co-PNIPAM-co-Mu反应,得到酰腙动态共价键交联的智能水凝胶。通过扫描电镜(SEM)、流变仪和万能试验机对智能水凝胶的结构、力学性能、以及智能特性进行了考察。实验结果表明,UPy基团引入到该水凝胶网路中能够通过氢键增强水凝胶,其压缩强度提高了近4倍;同时,该水凝胶具有pH 和温度双重响应、自愈合性能,并且水凝胶的压缩强度在温度响应之后提高了近30倍。

    • 杨科, 肖美华, 钟小妹

      DOI:

      Abstract:

      时序逻辑是研究状态随时间变化系统的逻辑特性,在软硬件验证中有着广泛应用,是模型检测的基础。基于对时间模型的不同描述以及为了处理更加复杂的计算特征,衍生出各种时序逻辑,具有不同的表达能力,正确理解其表达能力对于系统模型的形式化规约尤为重要。首先介绍基于离散时间模型的线性时序逻辑(Linear Temporal Logic,LTL)、计算树逻辑(Computation Tree Logic,CTL)和CTL*,以及基于连续时间模型的区间时序逻辑(Interval Temporal Logic,ITL)和投影时序逻辑(Projection Temporal Logic,PTL),对它们的表达能力及区别进行了详细阐述;然后概述为了描述随机、实时、混成、开放系统中的复杂行为而提出的不同时序逻辑,指出它们的特点及适用范围;最后对时序逻辑的未来研究方向进行了展望。

    • 王鑫, 阳松林, 李昂, 张建松

      DOI:

      Abstract:

      传统光力系统中产生强机械压缩一般需要光场衰减率小于机械振子频率(可分辨边带条件),在实验室极难实现。针对光力系统在高不可分辨边带(光场衰减率远大于机械振子频率)条件下产生强机械压缩及稳态纠缠问题,提出利用两个两能级原子系综和两束不同强度激光共同调制光力系统,放宽可分辨边带条件的限制。研究结果表明:将两个原子系综放入光力学系统中,即使在高不可分辨的边带状态下,也能实现超过3dB的强机械压缩;光场和机械振子之间的稳态纠缠也可产生。

    • 占鹏, 胡锋平, 龙兰兰, 陈钧杰, 唐朝春, 彭小明

      DOI:

      Abstract:

      近些年,MOFs衍生碳基材料可以作为绿色的吸附剂和高效的过硫酸盐催化剂而被广泛应用。本文介绍了MOFs衍生碳基材料的制备工艺以及分析各自优缺点。详细综述了MOFs衍生碳材料活化过硫酸盐降解有机废水的机理,主要包括MOFs衍生金属化合物、MOFs衍生的无金属碳材料、MOF衍生过渡金属/碳复合材料。最后对MOFs衍生碳材料吸附去除和吸附/氧化耦合处理污染有机物废水的应用情况进行了总结归纳。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 郑凯

      DOI:

      Abstract:

      基于南昌艾溪湖隧道坑中坑基坑工程案例,利用数值计算软件研究分析坑中坑不同空间形态(包含基坑大小、相对位置及围护结构插入比)下的基坑变形特性(包含地表沉降影响范围、地表最大沉降值及围护结构最大水平位移值),并提出基坑变形影响率,综合判定各坑中坑空间形态参数对于基坑变形的敏感性。研究结果表明:影响坑中坑变形特性的空间形态特征要素主要为内外坑相对大小、相对位置和围护结构插入比,具体敏感性关系为;相对深度>相对位置>外坑围护结构插入比>内坑围护结构插入比>相对宽度。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 丁文浩, 胡明华, 江斌

      DOI:

      Abstract:

      为了能准确有效地评估终端区进场航班的运行效能,从航班进场效率和机场终端区容量提升能力两方面入手,建立了面向不同跑道运行模式、不同类型飞行程序的效能评价指标体,利用基于熵权法改进的TOPSIS综合评价模型对终端区进场航班进行效能评价。引入基于终端区管制负荷的进场效率指标用于评估航班的进场效能,并将其与传统效率指标做相关性分析,验证了该指标的合理性。最后以南京禄口机场为实例,利用AirTop软件分别对典型日航班做隔离运行、独立运行(传统ILS模式、基于RNP AR技术、基于PMS技术)仿真,对多种模式进行对比分析。实验结果表明,PMS技术模式下的进场效能最优,具有良好的进场效率和提升容量的能力,本研究为机场的运行效能感知与规划管理提供了决策支持。

    • 甘卫华, 刘郑, 刘亚楠, 李春芝

      DOI:

      Abstract:

      近年来,网络货运平台的迅速发展给货运市场带来了极大地便利,同时也给政府监管部门带来了监管难题。本文基于演化博弈理论,引入奖励和惩罚机制,构建了网络货运平台与政府监管部门间的演化博弈模型,并对其均衡点的稳定性进行了分析。理论研究与仿真结果表明:①在静态惩罚下,无论是静态还是动态的奖励机制,系统均不存在均衡稳定点;②在静态奖励动态惩罚和动态奖惩机制下,两者均趋于一个稳定的均衡点,且在动态奖惩机制下效果更好;③网络货运平台的运营行为受到政府奖惩政策的影响,且惩罚机制的约束性作用更为显著。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 高铂舜, 肖鑫, 江礼高, 姚青

      DOI:

      Abstract:

      现代有轨电车平交路口段市政路面承受社会车辆和有轨电车两种荷载作用,在道路与钢轨过渡段路面区域受力特征复杂,病害频发,成为市政道路上的薄弱部位。为探究平交路口过渡段路面的病害机理,在现场病害调研的基础上,对病害类型进行了统计与分类,同时建立了路-轨过渡区三维有限元模型,考虑社会汽车和有轨电车双重荷载,分析了轨侧路面结构的力学响应。现场调研结果表明,过渡区病害主要分布在轨侧30cm范围,轨道附近路面沉降值大多分布在0~10mm范围,裂缝和轨道周边材料剥落是主要的病害类型。力学分析结果表明,路面结构的承载力和强度不足、路面结构变形不协调、路面沉降下车辆荷载的冲击作用,是造成路-轨过渡区发生破坏的重要内在机理。针对病害产生机理,提出在路面结构下方铺设高模量混凝土以及在道路与轨道之间增设过渡区材料的处治对策。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 裴莹玲, 罗 晖, 张诗慧, 李佳敏, 徐杰

      DOI:

      Abstract:

      针对高铁无砟轨道中扣件发生松动,导致高铁扣件发生偏移或丢失的问题,本文提出了一种基于可变形卷积的改进Faster R-CNN高铁扣件检测算法。在特征提取网络中引入可变形卷积,构建可变形残差卷积块(Deformable Residual Convolution Block,DRCB),使特征提取过程更加集中于扣件区域,实现扣件状态的精确提取;并采用Alpha-IoU作为目标回归损失函数提高高铁扣件的回归精度。实验结果表明,在对高铁扣件状态的检测中,改进后的Faster R-CNN算法对高铁扣件偏移状态的检测精度为99.34%,丢失状态的检测精度为76.80%,平均精度均值为88.07%,相比于其他算法,改进后的Faster R-CNN算法检测精度最高。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 高天毅, 金钧

      DOI:

      Abstract:

      针对动车组网压互感器在运行过程中频繁发生故障的问题展开研究,得出了自然环境下绝缘老化以及过电压、过电流对绝缘的影响是造成网压互感器故障的主要原因,并通过基于有限元法的仿真证明了理论分析的正确性。最后通过添加静电屏、增加C段绕组首端绝缘距离的方案对绝缘进行优化设计,通过增大高压绕组线径、增大铁心截面积及绕组匝数对过负荷能力进行优化设计,通过增加侧表面换热系数对散热进行优化设计,实现了增大绝缘强度、提高过负荷能力、减小温升的功能,并进行了有限元仿真分析。仿真结果表明,优化后的网压互感器最大场强由2.79kV/mm减小至2.24kV/mm,增大了端部绝缘裕度;在90kV工频耐压下饱和度能控制在110%内,励磁电流能在极限容量允许范围内,有效提升了过负荷能力;热点温度由原来的115.7℃减小至108.8℃,散热能力有所提升;仿真结果证实了优化设计的合理性,为工程应用提供参考。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 黎燕霞

      DOI:

      Abstract:

      本文研究了高速磁浮列车在定常气动荷载作用下曲线上的运动稳定性。建立了考虑气动荷载影响的高速磁浮车在曲线导轨上的动力学模型,经过特征值分析提出了磁浮车的临界速度的概念,分析了临界状态时车速、控制参数、气动系数对高速磁浮车曲线导轨上的临界速度的影响。结果表明:当系统达到临界状态时,它有两个临界速度。在临界状态条件,位移控制参数由20000降为2000KN/时,气动系数从0.006降为0.001时,临界速度越大。第一个临界速度出现在气动力向上时,第二个临界速度出现在气动力向下。失稳是由于偏离平衡位置引起的,位置由曲线导轨特征和侧风荷载产生。气动升力和向心的风荷载会提高稳定性;气动降力和离心的风荷载,降低稳定性;水平角可与向心力配合,竖直角允许设置的范围小。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 付翊宸, 周杰, 石大鹏, 董晨曦, 孙鹏辉, 李艳军, 曹新鹏, 郑海忠

      DOI:

      Abstract:

      为了提高CrN涂层耐磨性能,采用磁控溅射技术研究外部Cr层对CrN磨损宽度的影响。设置不同载荷、不同转速、不同旋转半径研究表面摩擦磨损情况。结果表明,旋转半径增大,离心力作用效果更加明显,其中转速300r/min时,未溅射Cr层的CrN涂层在旋转半径6mm时平均磨损宽度达到945.7μm且外侧磨损更加严重,相同条件下溅射外部Cr层的磨损宽度为571.2μm,说明外部Cr层在磨损过程中有效抑制表面磨损区域增加。溅射外部Cr层后,在转速200r/min时的摩擦系数与表面磨损区域宽度随旋转半径增加而增加。表面磨痕呈犁沟状,磨损机制为磨粒磨损。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 李明翠, 陈爱喜, 曾伟

      DOI:

      Abstract:

      基于近年来微波腔与磁子相互作用的实验进展以及非线性库理论,文章提出将腔-磁系统与压缩库耦合,分析其中的磁子阻塞效应,以实现磁性量子级的操控。在一个受驱动的微波腔中放置一个钇铁石榴石小球,球体中的Kittel模与微波腔模耦合,同时腔场与压缩真空库耦合。通过数值求解系统的量子主方程,详细分析了关联函数受耦合强度、失谐量、耗散率等因素的影响。从理论上证明了与压缩库耦合的腔-磁系统可以产生单磁子阻塞和双磁子阻塞,并且可以通过调节驱动强度或者失谐量灵活地在单磁子阻塞、双磁子阻塞、双磁子隧穿之间进行切换。所提出的磁子阻塞方案主要由压缩库的非线性诱导得到,为腔-磁系统实现单磁子和双磁子阻塞提供了一种可能的新途径。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 徐贞珍, 刘东锋, 蒋亚龙

      DOI:

      Abstract:

      本文以某铁矿项目为工程背景,选用PFC对尾矿固化体的力学特征进行模拟,确定了尾矿固化体细观力学参数,建立了尾矿固化体单轴压缩数值模型,并在此基础上研究尾矿粒径分布及颗粒数量的简化对模拟尾矿固化体的力学特征的影响。研究发现:数值模型单轴压缩计算结果与试验值平均误差为5.5%,证明采用该方法构建的数值模型能有效预测尾矿固化体单轴抗压强度,且对尾矿固化体柔性及脆性破坏形态的捕捉效果较好,进而证明了利用PFC数值模型对尾矿固化体进行模拟有效可行;由于不同工程条件下尾矿粒度分布差异比较大,若尾矿粒径分布较广,建立尾矿数值模型时,可对尾矿粒径分布及颗粒数量进行一定程度的简化,分析表明,在模型尾矿颗粒粒组范围选取比达到50%以上的情况下,能够较好地模拟尾矿固化体应力应变曲线及破坏形态。

    • 陈水生, 葛世祺, 桂水荣, 赵辉

      DOI:

      Abstract:

      鉴于梁式桥行车舒适性差的特点,为探究过桥车辆在公路梁桥行驶过程中的乘坐舒适性,详细推导了考虑人-座椅振动的车辆方程,以一座梁式桥为分析对象,基于车桥耦合振动理论,进一步建立车桥耦合振动微分方程。采用自编车桥耦合MATLAB程序计算车辆座椅加速度,以国际标准ISO2631-1的均方根加速度评价方法对司乘人员乘坐舒适性进行评价,分析车辆类型、乘坐位置、车重、桥面不平顺、车速等因素对车辆乘坐舒适性的影响。结果表明:不同的车辆类型,小汽车的行车舒适性优于货车和公交车;多排座椅的两轴公交车,不同的乘坐位置,前排座椅的乘坐舒适性比后排座椅的乘坐舒适性好且座椅距离车辆质心位置越远,乘坐舒适性就越。不同乘客处于同排位置,站立乘客的舒适性要比座椅乘客的舒适性差;车辆乘坐舒适性对桥面路况等级很敏感,其随桥面路况的恶化而迅速降低;不同的车重,车辆乘坐舒适性随车重的增加而提高;车辆行驶速度对乘坐舒适性有一定的影响,但影响较小,为提高乘坐舒适性,建议对梁式桥的行驶车辆采取限速措施。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 熊李艳, 舒垚淞, 曾辉, 黄晓辉

      DOI:

      Abstract:

      移动机器人穿越动态密集人群时,由于对环境信息理解不充分,导致机器人导航效率低且泛化能力弱。针对这一问题,提出了一种双重注意深度强化学习算法。首先,对稀疏的奖励函数进行优化,引入距离惩罚项和舒适性距离,保证机器人趋近目标的同时兼顾导航的安全性;其次,设计了一种基于双重注意力的状态价值网络处理环境信息,保证机器人导航系统兼具环境理解能力与实时决策能力;最后,在仿真环境中对算法进行验证。实验结果表明,提出的算法不仅提高了导航效率还提升了机器人导航系统的鲁棒性,主要表现为:在500个随机的测试场景中,碰撞次数和超时次数均为0,导航成功率优于对比算法,且平均导航时间比最好的算法缩短了2%;当环境中行人数量、导航距离发生变化时算法依然有效,且导航时间短于对比算法。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 陈诗意

      DOI:

      Abstract:

      为解决交通网络最优路径问题,提出了改进的行程时间估计模型,并设计了基于该模型的最优路径算法。行程时间估计模型在分段截断二次速度轨迹模型的基础上进行改进,用路段节点的到达速度代替同一出发时刻下测得的速度,通过构造在时间和空间上连续的速度轨迹来估计行程时间。基于行程时间估计的最优路径算法首先基于Yen’s KSP算法以路段距离为阻抗求解K条最短路径,其次分别用改进的行程时间估计模型估计K条最短路径的行程时间,最后以行程时间为成本选择最优的路径。通过Sioux falls网络的数值试验验证模型和算法的有效性和优越性。试验结果表明:改进的分段截断二次速度轨迹模型相比于原始模型精度平均提高了65%;基于本文算法的最优路径结果能减少路径经过的交叉口数和缩短最优路径的总长度,而且最优路径的行程时间的估计结果与真实值的MAPE保持在3%内。此研究结果为交通网络最优路径方法提供了理论依据。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 洪显, 郭文杰, 戴承欣

      DOI:

      Abstract:

      为探究滞变阻尼对周期轨道结构带隙的影响,以我国有砟轨道为例,基于能量泛函变分原理分析其带隙特征。通过将滞变阻尼效应引入钢轨、扣件和道床中,研究了周期性有砟轨道的频散特性随阻尼的变化情况。进一步地,研究了阻尼作用下轨道结构的振动传输特性。结果表明:无阻尼轨道结构的带隙范围与振动响应的衰减范围一致;钢轨阻尼很小且对轨道结构带隙几乎没有影响,在计算和预测振动时可以忽略;扣件的阻尼会略微增加轨道结构带隙,对带隙整体影响不大,但对于振动响应,扣件阻尼的耗散作用会增加150Hz~500Hz内振动衰减范围;道床阻尼增大会增加第一阶带隙范围,但会减小第二阶带隙范围,在振动响应中,增大道床阻尼能够使260Hz内的钢轨振动均发生衰减。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 王森, 邢帅杰

      DOI:

      Abstract:

      密度峰值聚类(DPC)是一种新提出的基于密度和距离的聚类算法,由于其原理简单,无需迭代和能处理形状数据集等优点,正在数据挖掘领域得到广泛应用。但DPC算法也有着一定的缺陷,如:对截断距离参数敏感,初始聚类中心的选择非自动化,后续标签分配存在链式问题,时间复杂度较高等。本文对DPC算法的研究现状进行了总结与整理,首先介绍了DPC的算法原理和流程;其次,针对DPC算法的不足对DPC算法的优化进行概括和分析,指出了优化算法的核心技术以及优缺点;最后,对DPC算法未来可能面对的挑战和发展趋势进行展望。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 黄玉纯, 吴廷楹, 王宁, 林志航, 耿大新

      DOI:

      Abstract:

      土工格室对一般路基的性能影响显著,但在两侧挡墙高填方填土路基中增加土工格室对路基承载性的提高程度还不明确。通过模型试验,设置无筋和三种不同加筋间距等四种工况,研究土工格室在两侧挡墙路基中的应用效果、不同层间格室和挡土墙的力学特征。试验表明:(1)加筋除了对承载力的影响显著,同时对路基初始模量有较大改善,在达到容许荷载时,其依旧能保持结构自身完整性。(2)筋材所受拉应力与深度呈反比,首层格室所受拉应力和提升速率均远大于其余层。(3)挡土墙受力呈三角形分布,于0.22H处突然增大。综合以上结论总结该结构下效益最大化的加筋方式,为工程中的类似结构提供理论支撑及设计参考。

    • 代文超, 石钰锋, 陈昭阳, 胡绍伶, 方焘, 陈小羊, 占宇飞

      DOI:

      Abstract:

      为加快整条线路的施工进度,拟在某即将建成的长大车站处增设铺轨基地,同时为分析车站主体结构安全,需对地下水位上升时车站抗浮进行计算。基于现场监测数据,采用三维有限元软件,对地铁车站结构顶板不同地下水位、不同开洞范围所造成的主体结构上浮影响进行研究。研究结果表明:在不考虑车站主体结构与围护结构间摩擦阻力的情况下,封闭部分降水井后,设轨排井附近上浮量较大,并且不同车站部位所受上浮影响程度不同,在采取抗浮措施时应区别考虑。在相同水位升高条件下,车站顶板开洞范围与主体结构最大上浮量呈现非线性增长关系,因此针对不同开洞范围的轨排井、盾构井以及其余特殊设备井时,应采取不同措施抑制车站主体结构上浮。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 程贤福, 马晓冬, 曾建邦, 李晓静

      DOI:

      Abstract:

      动力电池组各单体之间由于生产工艺和使用环境等因素会产生不一致性故障,从而影响电池使用寿命和行车安全。针对动力电池组不一致性故障下的异常单体诊断需求,依托车联网平台数据,基于孤立森林法提出一种动力电池单体识别与预警方法,通过统计正常样本与异常样本的得分情况,以确定故障阈值T=0.75;同时,结合滑动窗口实时更新流入诊断模型的数据,实现对不一致单体的识别与预警。结果表明,该方法可以有效识别出不一致性单体,查全率和查准率分别为0.91和0.95,当滑动窗口大小为15时对实时故障的预警效果最好。本文取得的研究成有利于减少或避免因动力电池不一致造成电动汽车起火和爆炸事故,对推动电动汽车进一步普及具有重要的意义。

    • 胡 勇, 黄致青, 肖 乾

      DOI:

      Abstract:

      针对轨道车辆生产基地高频率、长时间的车辆动态试验过程中存在的冒进安全问题,研发了一种新型红外线防冒进系统。根据红外线报警原理,在车辆动态试验线路两侧对称安装红外线发射、接收装置,车辆冒进闯入时会中断红外线信号接收,从而触动安装在车辆驾驶室内的报警装置,激发出电信号并传输给正在动态试验的车辆,发出指令启动车辆紧急制动系统,从而保障运行安全。解决了人为不可控、设备信号误差、外界干扰等因素对车辆冒进带来的安全问题,同时该系统简易可靠、成本低、便于后期长期维护维修。

    • 李鹏, 张昌有, 杜艺博, 程文涛, 占金青, 唐赣

      DOI:

      Abstract:

      自修复材料作为一种力学构件不仅需要结构宏观构型的拓扑优化,而且需要兼顾自修复剂载体微胶囊的尺寸和分布对自修复材料力学性能和修复效果的影响,因此对结构宏观构型与内置微胶囊进行协同优化具有重要的意义。研究基于可移动变形组件法,以各向同性材料为对象,以结构柔度为目标函数,材料面积为约束条件,建立了内置微胶囊组件的二维数学模型,基于移动渐近线法(MMA),给出了协同优化自修复材料的设计方法,并与经典自修复材料进行了对比研究,验证了协同优化的优越性。研究表明:(1)两类自修复材料的构型具有相似性;(2)两类自修复材料的结构柔度均随微胶囊体积分数的增加而提高,力学性能发生不同程度的劣化;(3)与经典自修复材料相比,随着体积分数的增加,协同优化自修复材料呈现出更为优异的力学性能,当体积分数接近14%时,其柔度值仅为经典自修复材料的66.1%。

    • 道路与铁道(路面工程、轨道工程)
    • 贺利工, 刘文武, 罗信伟, 陈艳明, 钟贞浪, 徐浩能

      DOI:

      Abstract:

      本文现场实测某地铁典型双层车辆段运用库道床、柱子和盖板的振动加速度,分析了运用库振源特性及其传递衰减规律。结果表明:列车分别通过一层和二层时各道床和柱子的振动相差不大,但一层道床-柱子的振动衰减相对较大;运用库盖板振动的卓越频率主要集中在30~80 Hz,靠近板中的测点振动响应大于盖板端部测点;列车在运用库二层行车比一层行车引起上方盖板的振动响应大,若进行上盖开发应当考虑对运用库二层进行减振设计;无论是一层行车还是二层行车,振动由道床传至柱子时全频段均在衰减,且振动能量中的低频部分容易引起盖板的共振。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 谭畅, 张耒耒, 杨辉, 章俊辉

      DOI:

      Abstract:

      针对高速列车运行过程中因不确定运行阻力和模型误差等因素产生的系统误差,提出了新的基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制策略,实现了其对给定目标速度曲线的渐近跟踪。首先通过动力学分析,基于特征建模方法和参数辨识,建立了存在系统误差的高速列车特征模型;其次,利用扩张状态观测器对系统误差的估计能力,设计了基于特征模型的高速列车自适应误差补偿控制器,并结合广义最小方差方法对控制器参数进行了优化,使其在存在系统误差时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪。该控制策略能够有效处理系统误差带来的不确定性,提高控制精度,从而保障高速列车的安全可靠运行。为了验证本文所提方法的有效性,以CRH380A型高速列车为被控对象进行仿真实验。仿真结果表明本文设计的补偿控制方法在列车存在未知系统误差的情况下仍能保证理想的控制性能。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 刘文海, 李再帏, 何越磊

      DOI:

      Abstract:

      为了研究在缺乏历史数据时如何准确预测轨道不平顺的发展趋势。提出了一种可以考虑专家先验信息的轨道不平顺预测方法。通过问卷调查法获取专家先验信息并构建具有先验信息的贝叶斯线性回归模型,然后使用马尔科夫链蒙特卡洛方法对模型参数进行求解,最后对轨道不平顺的幅值进行预测和误差分析并对比了不同模型在缺乏历史数据时的预测效果。结果表明:该方法可以准确预测短期内有砟轨道不平顺的发展趋势,相关系数均在0.9以上。在缺乏历史数据的情况下,贝叶斯线性回归模型也能保持较高预测精度R2为0.88,比传统线性回归模型高17%。得到结论:所提方法可有效地提高高铁线路运营初期运维计划制定的精度,有助于实现高铁线路的预防性维修。

    • 道路与铁道(路面工程、轨道工程)
    • 范秀江, 冯国辉, 薛芬芬, 陈国平, 窦炳珺, 丁士龙, 徐长节

      DOI:

      Abstract:

      为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律,提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先,基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移,将既有桩基简化成欧拉梁,桩-土相互作用采用Kerr地基模型,建立既有桩基水平向受力平衡方程,从而获得单桩水平变形解析解。通过与有限元GEPAN数据对比,验证了该方法的合理性;与既有的理论解析对比,该方法更贴近有限元GEPAN数据。参数分析表明:增大盾构隧道埋深会致使桩基水平向最大变形位置深度增大,同时会引起桩身最大位移增大;桩基水平向变形响应会随着地层损失比增加而逐渐增大;桩基水平向位移会随着桩基与隧道水平距离的增大而减小,但桩身产生最大水平位移处埋深会随之减小。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 周超, 丁春林, 李桂颖, 朱海星

      DOI:

      Abstract:

      基于台州地区某地下车站深基坑与高架桥桥基近距离施工难题,利用Midas GTS NX软件,土体采用修正摩尔库伦本构模型,对基坑开挖、桥基施工、支撑拆除以及车站主体结构回筑进行施工全过程数值模拟,分析了施工全过程基坑和桥基的相互影响规律,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行对比验证,验证了数值模拟的准确性。研究发现,基坑开挖阶段,由于土体水平卸荷,基坑变形不断增大,基坑地表最大沉降发生在距基坑边缘约0.4倍基坑宽度处,地连墙最大侧移发生靠近基底处;桥基施工后,基坑地表沉降和地下连续墙侧向位移进一步增加,桥基本身也产生了一定沉降;基坑支撑拆除和车站主体结构回筑阶段,由于围护结构的作用,基坑和桥基的变形增长并不明显。

    • 黄大维, 罗文俊

      DOI:

      Abstract:

      盾尾同步注浆区域位于隧道管片壁后,由于其空间的封闭性,难以对浆液的扩散情况进行直观地观测,从而导致目前同步注浆材料的分布特性尚不明确。为此,研发了一种盾尾同步注浆模拟装置,对同步注浆过程中的压力变化与上部土体沉降进行了研究。结果表明,出浆口移动轴线上部的土体压力在注浆压力影响下逐渐增大,并随着出浆口的远离逐渐减小,两侧压力逐渐增大,产生了明显的土拱效应;稳定后的浆液内部压力由上部荷载决定,与注浆压力无直接关系;注浆过程中引发的地表沉降主要由注浆压力决定,其次受到浆液性质的影响;凝固后的注浆体横向上在出浆口附近厚度较小,两侧较大,纵向上厚度分布较为均匀。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 刘旭星, 邓明君, 彭理群

      DOI:

      Abstract:

      针对交通过饱和情况,利用周期内实时观测的网联车车辆轨迹数据提供的车辆到达和停车位置信息,提出一种基于交通冲击波的周期最大排队长度和初始队列的估计方法。基于网联车车辆轨迹确定车辆到达时刻、排队时刻、启动时刻及驶离时刻4个临界点并根据其提供的信息估计各个周期的到达率,运用冲击波理论对每个周期初始队列长度及最大排队长度进行估计,通过微观交通仿真软件SUMO对模型进行仿真验证。实验结果表明:在20%渗透率下,排队长度模型估计值与仿真值的平均绝对误差最小为4.12米,最大为7.83米,平均相对误差最小为8.51%,最大为15.34%,说明即使在渗透率较低的情况下基于车辆轨迹的交叉口排队长度估计模型仍能够较为有效地估计过饱和交叉口的最大排队长度和初始队列长度。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 谢菲, 赵星, 申珂

      DOI:

      Abstract:

      面对频发的自然灾害,畅通的交通网络是人员通行与救援资源运输的重要保障。为了分析城市内部道路网络应对地震灾害时的韧性变化特征,首先考虑地震空间分布特性,结合各基础设施的综合震害分析,构建了基于烈度衰减分布的路段连通概率模型,识别脆弱路段;然后以此为基础提出了面向3个维度的路网结构抗震韧性多指标评估模型;最后结合实例对城市路网处于不同失效情景下的韧性表现进行分析。结果表明,少数路段失效时路网仍具有较强的韧性,在关键路段累积失效后会使得多方面网络韧性明显下降,路网运输效率降低,并且削弱了节点间的连接关系。根据网络拓扑结构和模拟结果,针对性地给出韧性提升方向。

    • 包渊秋, 金辉, 杨晓光, 吴特兰, 徐辉, 李晋

      DOI:

      Abstract:

      在疫情轻度蔓延的防疫关键期,公共交通系统(简称公交)为城市出行提供基本的保障。为平衡防疫关键期公交运营绩效与服务品质,本研究从服务供需匹配的角度,研究公交供给与乘客需求的动态博弈关系。针对供需双方6种策略构成的冲突状态,构建公交供需冲突图模型。利用优序图法分析冲突双方策略状态的相对偏好,获得偏好排序。面向不同类型的冲突稳定性,分析公交供需稳态。围绕苏州公交展开实例分析,通过问卷调查确立公交供需双方对不同策略的偏好。发现公交供需的纳什稳态是供给方采取削减所有线路一半班次并停运隔离区公交的策略,需求方则采取非必要不使用公交的策略。研究可为防疫关键期公交服务策略的制定提供科学依据,促进解决特殊事件下公交供需冲突与供需平衡态的实现。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 周建民, 刘露露, 杨晓彤, 王云庆

      DOI:

      Abstract:

      自编码器作为神经网络中典型的无监督学习模型,在数据降噪和数据可视化降维方面具有明显的优势,且在各应用领域都引起了普遍重视,在滚动轴承故障诊断中的应用也日渐增加。为了及时了解并掌握自编码器及其改进算法在滚动轴承方面的应用,本文对近年具有代表性的自编码器相关算法进行了分类和总结。首先,阐述了自编码器的原理和几种基于其改进的自编码器方法的理论简述,并分析了这些算法的改进目的与改进方式。然后,列举了上述算法在滚动轴承故障诊断领域的应用。最后,总结了现今自编码器及其改进算法存在的问题,分析了解决问题的思路。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 徐玉萍, 苏方轶

      DOI:

      Abstract:

      高速铁路作为新兴的交通基础设施,其迅猛发展对社会经济、人民生产生活产生了深远的影响。基于2006—2019年浙江省除舟山市外10个地级市城市数据、铁路数据,本文采用多期双重差分法探究高铁对城乡居民收入差距的影响。研究发现:(1)高铁开通以及列车频次的增多,缩短了城市间旅行时间,大幅提升了城市可达性。(2)高铁开通扩大了城乡居民收入差距,并且会通过列车频次变化引起的城市可达性变化这一中介变量影响城乡居民收入差距。(3)高铁对城乡居民收入的影响存在提前效应,从高铁开始建设的时间算起,高铁将有利于区域内城乡居民收入差距的缩小。

    • 数字交通专栏
    • 张长乐, 金钧

      DOI:

      Abstract:

      针对无人机巡检中采集到的绝缘子图片受干扰严重、检测精度低的问题,在YOLOv5s算法的基础上进行优化,基于改进后的YOLOv5s算法进行了绝缘子故障检测的仿真研究。通过在颈部网络添加CBAM注意力模块、运用k-means聚类重新计算先验框大小、采用MetaAconC作为激活函数三种措施改进了原算法,并基于python进行了实验结果分析。实验结果表明本方案优势在于,算法平均精度均值mAP达到了96.7%,对比原YOLOv5s模型,平均精度均值mAP提升3.3%;且本方案算法训练出的权重文件大小仅有15.1M,仅比原YOLOv5s大了0.1M,仍然保持了轻量化的特点,在智能巡检工作的部署上有良好前景。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 江思岑, 柴天建, 颜建伟

      DOI:

      Abstract:

      为探究新建双线隧道下穿对既有盾构隧道纵向位移的影响,采用Pasternak 双参数弹性地基及Euler–Bernoulli梁模型,考虑新建隧道与既有隧道轴线夹角以及隧道开挖引发土体损失等因素,通过Loganathan-Poulos 解和叠加原理计算新建双线隧道开挖引起周围土体自由场竖向位移,基于零空间法对既有隧道沉降变形进行求解。以深圳地铁9号线下穿地铁4号线为工程背景,将现场实测数据与零空间法的结果进行对比,进一步分析双线隧道水平距离、土体损失、新旧隧道轴线间夹角以及新建隧道埋深对隧道沉降的影响。结果表明:新建隧道双线间距在其外径7倍范围内时对既有隧道沉降影响显著,沉降量随间距增大而减小,沉降范围随间距增大而增大,沉降形态由“V”型向“W”型转变。当间距大于7倍新建隧道外径,沉降量与沉降形态均趋于稳定。此外,土体损失、新旧隧道夹角及新建隧道埋深对沉降的影响显著,沉降量随土体损失增大而增大,随新旧隧道夹角和新建隧道埋深的增大而减小。实际施工过程中合理调控上述影响因素能有效控制既有隧道沉降。

    • 数字交通专栏
    • 陈清华, 閤鑫, 胡晓宇, 王开云

      DOI:

      Abstract:

      为探明轨距杆对重载铁路小半径曲线轮轨动力学性能影响,基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了机车以70km/h的运行速度通过R300m曲线时的轮轨动态相互作用和轮轨磨耗,系统对比分析了运行速度、曲线半径和轨距杆对机车通过小半径曲线时钢轨跨中轨距动态扩大量和轮轨磨耗数,并进一步研究了轨距杆的布置间距对线路横向稳定性的影响。仿真结果表明,轨距杆能够加强轨道轨距保持能力并减小曲线外侧钢轨翻转角;相比未安装轨距杆的曲线,安装了轨距杆的曲线其内侧钢轨的接触点更靠近曲线内侧;机车通过有无轨距杆的小半径曲线时的轮轨磨耗数和轨距动态扩大量均随着曲线半径减小和运行速度增大而增大;增大轨距杆布置密度可以有效增强线路轨距保持能力,当轨距杆布置间距由4个轨跨减小至3个轨跨时,轨距动态扩大量将降低36.3%。

    • 付雅婷, 朱宏涛

      DOI:

      Abstract:

      高速列车运行环境复杂多变,现有的给定运行速度目标曲线主要考虑列车运行的安全性和正点性,难以改善列车的其他运行性能。为了满足高速列车日益增加的行车需求,并改善列车的运行性能,本文针对安全、节能、正点及舒适多个目标,考虑轮轨间最优黏着,提出一种改进的多目标运行速度优化方法。首先,在满足区间限速以及列车动力学模型约束的前提下,建立安全、节能、正点、舒适四个评价指标,构成高速列车运行过程多目标优化模型;其次,在节能模型中考虑轮轨间黏着的影响,优化牵引/制动力使得其保持在最优黏着范围内,节约运行能耗;最后,采用基于参考点的非支配排序的优化算法(NSGA-III)对多目标运行速度曲线进行优化。对真实线路的仿真验证表明,本文提出的考虑轮轨黏着的优化效果显著提高,尤其在节能方面;优化算法相较于GA和NSGA-II,本文的NSGA-III算法在收敛效果和收敛速度上均为更优。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 罗如平, 胡茗鹭秋, 朱碧堂, 王安辉, 闫文铠

      DOI:

      Abstract:

      针对富水砂层中顶管施工时砂土易坍塌导致泥浆减阻效果减弱以及施工停顿重启时顶推力增大等问题,通过开展一系列室内顶管模型试验,研究了不同泥浆含砂量和不同静置时间对泥浆减阻效果的影响规律以及顶管顶推力的变化特性。结果表明:随着泥浆含砂量的增加,顶管与泥浆界面间的摩擦力呈指数型增长。纯泥浆可使顶管与土体间摩擦系数降低90%,泥浆含砂量不超过20%时,含砂量对泥浆减阻效果仅降低5%;泥浆含砂量越大,静置时间对界面摩擦强度影响越大;当泥浆含砂量小于60%,管土界面的残余顶推力不随静置时间变化而变化,含砂量达到80%,静置24h的残余摩擦强度增长约6%~8%。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 刘仕兵, 周诗涵, 但业光

      DOI:

      Abstract:

      针对高速铁路接触网绝缘子在复杂背景下检测效率不高的问题,首先对样本数据集进行大规模扩充;在原有YOLOv5s算法的基础上,为有效的提升模型的表征力,增加ECA注意力机制,进行无降维的跨信道方式来聚焦绝缘子位置信息;使用BiFPN特征金字塔网络,进行多尺度的特征融合来丰富语义信息;选用Meta-ACON自适应控制激活函数,在函数允许的最大范围内,严格把控函数的上下限,防止模型出现失控现象;将原有GIOU损失函数更换为EIOU损失函数,从梯度的角度对锚框进行更深一步的划分,进而提升网络的收敛速度;最后,根据实验结果表明,通过对YOLOv5s改进后的检测算法,可以对绝缘子进行更精确的定位与识别,准确率达到了99.4%;所提出的检测算法为绝缘子定位检测提供了更加准确快捷的方法。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 朱怀龙, 王其标, 朱碧堂, 邱松, 刘俊杰

      DOI:

      Abstract:

      光纤光栅(Fiber Bragg grating,简称FBG)应变传感器作为一种新型测量应变的仪器逐渐运用到土木工程领域中,而其能运用的关键在于传感器的布设以及根据不同的使用要求和环境对灵敏度系数进行标定,目前常规的布设方法有表面直接黏贴和开槽植入。为确定两种布设方法的测量精度,提出了一种用于沉桩试验的无封装FBG灵敏度系数的标定方法,并通过采用圆形无缝钢管作为基体对两种布设方法进行标定试验研究,并将标定结果与理论值进行对比分析。结果表明:在逐级加载阶段,开圆形凹槽植入黏贴法所得到的标定系数比表面直接粘贴更小,而表面直接黏贴法更接近理论值,开槽植入和表面黏贴法所得到的标定系数与理论值相比最大误差分别为2.84%和0.33%;在逐级卸载阶段,两种布设方法光纤的中心波长存在一定的滞后,但标定系数与加载阶段相差不大。因此在FBG使用过程中需要根据试验环境情况以及在试验允许误差的范围内在选择合理的光纤光栅布设方案及标定方法。

    • 陈梦成, 梅祖瑄

      DOI:

      Abstract:

      基于Box-Behnken响应曲面法,以陶瓷粉掺量5%~15%、普通硅酸盐水泥掺量10~20%、生石灰掺量5%~15%为考虑因素,通过Design-Expert 8.0.6软件设计三因素三水平试验,探究各因素对龄期为7d、28d石膏基复合胶凝材料抗压强度和软化系数的影响。通过二次回归拟合模型方差分析各因素对抗压强度和软化系数的显著性,确定各因素掺量影响程度大小和最优配合比。结果表明:陶瓷粉和水泥的掺量对7d、28d抗压强度影响具有极显著性,生石灰次之;陶瓷粉掺量对软化系数具有显著性,生石灰次之,水泥最次。最优配合比为:陶瓷粉掺量10.88%、水泥掺量15.51%、生石灰10.65%,通过试验验证预测误差不超过10%。研究成果为进一步优化石膏基复合胶凝材料的施工性、自保温性、耐久性提供了试验基础。

    • 胡扬扬, 刘银芳, 苏德垠, 郭易盟, 朱碧堂, 胡椿华

      DOI:

      Abstract:

      本文针对南昌典型粉质黏土,制备了不同水泥及水玻璃掺量配比下的改良粉质黏土,通过对试样开展室内渗透试验、扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)测试,着重探讨了水泥掺量、水玻璃掺量、养护龄期对粉质黏土抗渗性能的影响规律。结果表明:改良粉质黏土的渗透系数在养护龄期7-14d下降速度高于14-28d达3个数量级;随着水泥掺量的不断增加,改良粉质黏土的渗透系数不断下降且下降速率逐步变小;水玻璃掺量的增加可明显减小改良粉质黏土的渗透系数;水泥-水玻璃可协同作用提高粉质黏土的抗渗性,且掺量配比存在最优值24%水泥+6%水玻璃;相较于单掺水泥改良粉质黏土,水玻璃的掺入并未改变水化产物主要物相组成,而是促进水化反应进行,提高了C-S-H凝胶和C-A-S-H钙钒石等水化产物产量,大大减少了土颗粒间的孔、裂隙数量。

    • 数字交通专栏
    • 梁灯, 蔡晓禹, 彭博, 邢茹茹

      DOI:

      Abstract:

      为了掌握城市干道交通运行规律,向交通管理部门制定相关交通需求管理政策提供理论依据,提出了一种基于组合模型的城市干道车辆出行群体辨识模型。本文基于青岛市胶州湾隧道过车数据,从出行强度、出行时间与出行习惯3个维度构建了出行特征指标体系以全面刻画车辆个体的出行行为。基于相关性分析剔除了冗余指标以避免对辨识研究的影响。针对混合属性出行特征指标数据,使用改进K-prototypes算法以有效地实现车辆出行群体划分,将其与GBDT算法相结合,建立了一种基于改进K-prototypes与GBDT的辨识模型。随机选取10000个样本开展辨识研究,结果表明:研究道路存在5类车辆出行群体:高频通勤群体、低频通勤群体、营运群体、频次稳定群体与普通群体,对于这5类车辆出行群体,平均识别准确率为97.75%,最高识别率准确率可达99.47%。

    • 岩土工程(路基、基坑、边坡)
    • 吴送英, 刘林芽, 万强华, 江家明, 宋 瑞

      DOI:

      Abstract:

      为实现铁路扣件在服役过程中松脱位置及松脱程度的准确检测,提出一种基于小波包能量谱与改进BP神经网络的铁路扣件松脱检测算法。首先,参照现行规范,在实地设计了7种铁路扣件不同松脱工况,并依次采集各工况下所对应的钢轨垂向振动加速度信号;随后,对采集到的钢轨垂向振动加速度信号进行7层dB40小波包分解,获取各工况下对应的小波包节点能量比数据信息,在此基础上,从距离和维度两个角度出发,设计了一个向量相异系数指标(VDC)用以实现松脱扣件的定位;此外,依据数据特征,采用粒子群优化算法对BP神经网络进行改进,构建PSO-BP铁路扣件松脱程度检测模型,并进行参数敏感性分析。研究结果表明:健康状态下铁路扣件的VDC最小值为0.17,最大值为0.41,明显小于各松脱状态下铁路扣件的VDC值,据此,可实现对单个和多个松脱扣件的准确定位;构建的PSO-BP铁路扣件松脱程度检测模型可以实现扣件松脱程度的准确检测,且当隐含层中神经元数目设置为20时,模型检测效果最优,对应识别准确率为98.66%。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 吴同喜, 张环林, 欧阳军胜, 张军, 何厚柱, 杜致远, 彭小明

      DOI:

      Abstract:

      近年来利用人工湿地(CW)与微生物燃料电池(MFC)相耦合,组成一种新型的生物电化学系统人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC),并对其反应原理、组成结构和影响系统运行因素等方面进行了大量的研究。人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)兼具人工湿地和微生物燃料电池的优势,特别是其对污染物的降解性能和MFC的生物发电性能。本文总结了电极的功能特性和应用,介绍了不同电极材料在废水处理过程中对污染物降解以及对发电效率的影响,并剖析了电极在应用过程中存在的问题,最后对其未来的研究方向提出了展望。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 傅军栋, 陈浩杰, 孙翔, 华天亮, 刘深深, 刘珺

      DOI:

      Abstract:

      针对锂电池的荷电状态均衡管理问题,提出一种基于多智能体的电池组荷电状态一致性均衡方案。首先,将多智能体控制策略引入电池管理的下垂控制中,实现了主动均衡电路拓扑下的自主均衡;其次,建立领航跟随者模型,利用参数已知的虚拟智能体使各个荷电状态不一致的电池的状态向其靠近,实现充放电模式下的荷电状态均衡;最后,对二阶多智能体荷电状态均衡控制策略进行仿真验证。实验结果表明,相比一阶均衡控制策略,自主均衡时间减少了43%,充电模式中均衡时间减少了68.95%,放电模式中均衡时间降低了32.9%,多智能体系统在电池的均衡管理中能够实现荷电状态的均衡,有效的降低了锂电池荷电状态到达一致性的收敛时间。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 谢贤亮, 查伟雄, 王宇晴, 严利鑫

      DOI:

      Abstract:

      针对传统应急调度模式单一、疏运效率低的特征,研究了多种调度模式组合应急公交调度方法。旨在将所有滞留在中断车站的乘客利用应急公交进行疏解,为提高其疏运效率,考虑应急停车场派车能力、车辆运力、车辆救援时间特性,构建以应急公交车辆疏运成本最小和乘客平均延误最小为目标的多目标组合调度优化模型。根据该模型的特点提出使用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解,为提高种群的多样性和算法的性能对该算法进行了相应的改进,最终得到Pareto分布优化解集,并采用隶属函数从中选取出最优折衷解。最后,以南昌轨道交通1号线作为算例,对应急公交组合调度方案和单一调度方案分别进行求解,结果验证表明:本文提出的组合调度方案相比传统单一调度方案的乘客平均延误时间降低20.48%,疏运成本降低了16.96%,改进后的NSGA-Ⅱ算法相比较标准的NSGA-Ⅱ算法进行求解时,乘客平均延误时间降低了4.50%,疏运成本降低了3.59%。通过灵敏度分析发现:在确定滞留乘客疏运需求的情况下,滞留乘客的平均延误时间和车队规模成负相关,应急公交的疏运成本和车队规模成正相关。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 徐雪松, 付瑜彬, 于波

      DOI:

      Abstract:

      目前,大多数的研究在解决图像分类模型的开集识别问题时,依赖于大量的标注样本来刻画已知类别的特征分布,这可能会导致两个问题:标注样本不足时,模型的训练容易陷入局部极值;根据已知类别特征差异构建的决策边界仅反映已知类间的特征分布,缺乏开集泛化性。本文提出了一种分离式的独立分类网络结构,每个类别都包含独立的线性特征层,特征层中设计的神经元节点能够在有限的数据样本下更准确地捕获类别特征。同时,在模型训练时,文中引入了一类无需标注的负样本,使得模型在构建决策边界时不仅依赖于已知类别的特征差异,在不增加额外标注样本的情况下,增加模型决策边界的开集泛化性。实验结果表明,在FDS和Imagenet-Crop数据集上采用独立分类网络并融合开集自适应训练的算法比现有开集识别算法具有更优的开集识别性能。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 潘远, 周双喜, 杨丹

      DOI:

      Abstract:

      针对桥梁、隧道等环境下产生的混凝土裂缝情况复杂、干扰因素多的问题,提出一种改进Unet模型(A-Unet)的裂缝检测方法。以Unet网络为基础,研究了编码器的深度如何影响模型训练时间、检测精度。其次,在解码过程中设计一种融合空间和通道注意力模块,将高分辨率的浅层特征与上采样获得的深层特征信息赋予不同权重,进一步增强裂缝特征。同时,增加dice损失函数对模型进行评价,减少因检测目标与背景数量相差较大,导致评价不准确的问题。提出方法在测试数据集中进行评价,精确度、MIou、召回率分别达到94.70%、86.16%、91.34%。A-Unet模型检测效果明显优于其他5种模型。结果表明:利用该方法检测混凝土裂缝精度得到较大提升,且节约了模型训练时间,提高检测效率。

    • 王伊, 黄宏, 帅子坤, 胡文斌

      DOI:

      Abstract:

      为研究不同再生陶瓷骨料类型和取代率对混凝土抗压强度和弹性模量的影响,利用再生陶瓷细骨料以0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%取代率等质量替换天然河砂制作再生陶瓷细骨料混凝土(CRFC)。在再生陶瓷细骨料全取代(100%)天然细骨料的基础上,采用再生陶瓷粗骨料以0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%取代率等质量替换天然碎石制作再生陶瓷粗细骨料混凝土(CRC),研究CRFC和CRC的物理性能和力学性能,分析废弃墙地砖陶瓷作为混凝土再生骨料的可行性。研究表明:1)本文采用的再生陶瓷粗、细骨料可以达到《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52-2006)要求;2)再生陶瓷混凝土较普通混凝土质量更轻,加入附加水后可以达到普通混凝土的和易性要求;3)再生陶瓷粗骨料与再生陶瓷细骨料相比,前者对混凝土的抗压强度和弹性模量的降低有显著影响;4)CRFC的断裂破坏发生在天然粗骨料和水泥砂浆界面过渡区,而CRC主要发生在再生陶瓷粗骨料内部;5)对于取代率大于50%的CRC,再生陶瓷粗骨料本身的压碎指标是再生陶瓷混凝土抗压强度的决定性因素。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 陈志建, 张立, 张庆娟

      DOI:

      Abstract:

      城市低碳发展是我国生态文明建设的重要抓手,而“强省会”战略对区域间的协调发展产生了重要影响,这就为“强省会”战略下长江经济带城市的低碳经济发展和产业选择提出了新要求。对此,研究采用随机森林模型刻画了长江经济带地级市行业的低碳经济效应,探讨了产业选择问题。结果表明:(1)长江经济带城市行业碳减排潜力较大,其中建筑业最大。(2)“强省会”战略下,上海、武汉、重庆、成都的产业低碳经济发展较为充分,南昌、贵阳、昆明、长沙等小核心省会城市制造业和部分社会服务业等产业的减排潜力较大。(3)省会城市应重点发展社会服务业,非省会城市根据自身资源禀赋,选取具有自身特色的产业重点发展。

    • 道路与铁道(路面工程、轨道工程)
    • 吕路, 丁天, 郭忠印

      DOI:

      Abstract:

      为使得车辆平稳快速地通过借用对向车道通行的高速公路施工控制区,对施工控制区梯级限速方案进行了研究。首先,采集并分析不同施工控制区断面交通流速和车头时距变化。其次,根据车辆轨迹特征计算末级限速值,基于车辆减速运动特征和驾驶人注视特点制定施工控制区梯级限速方案。最后,构建驾驶模拟实验场景,通过安全与效率协调优化的评价指标对所建立的限速方案进行评价。结果表明:中分带开口区平均车速和车头时距最小。当中分带开口长度为70 m的两车道时,最终限速值应为40 km/h,形成以20 km/h为降速幅值和过渡区起点上游50 m为最终限速标志位置的变间距高速公路施工控制区限速系统。驾驶模拟实验表明,同《公路养护安全作业规程》中的两级限速方案相比,所建立的限速方案可使施工控制区综合效率指数提高9.15%,综合安全指数降低27.62%。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 白文畅, 袁周致远, 吉伯海, 傅慧

      DOI:

      Abstract:

      为研究轮载作用下钢桥面板顶板-U肋焊缝裂纹的萌生特征及扩展规律,通过有限元方法建立钢桥面板节段模型,分析了不同轮载位置下构造的变形特征,明确了轮载位置与典型变形特征的对应关系,相应建立了3种局部简化模型。在局部模型的基础上根据应力分布确定了裂纹萌生特征,基于断裂力学进行裂纹扩展三维数值模拟,得到了不同轮载位置下顶板-U肋焊缝裂纹的扩展规律。研究结果表明,当轮载偏离焊缝时,疲劳裂纹易从顶板焊根和顶板焊趾处萌生且沿顶板厚度方向扩展,以I型裂纹为主;当轮载位于焊缝正上方时,疲劳裂纹易从顶板焊根和U裂焊趾处萌生并大致垂直U肋腹板斜向扩展,属于以 Ⅰ 型裂纹主导的I-II-III复合型裂纹,且扩展速率较快。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 李杰, 孟凡熙, 张子辰, 朱玮

      DOI:

      Abstract:

      民用航空发动机排气温度裕度(EGTM)的变化趋势反映了其性能衰退情况,为使用EGTM的变化趋势来映射其性能衰退情况,提出了一种经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)算法与卷积长短期记忆网络(CNN-LSTM)相融合的EGTM神经网络预测模型。采用EMD将原始EGTM序列分解为多个固有模态分量和残差分量,并将所有分量作为模型输入,利用卷积长短期记忆网络捕获各分量非线性相关性并提取长时依赖关系,构建深度学习模型框架。为验证所提方法的有效性,采用某航空公司10年的EGTM的实际测试数据进行实验分析,并设计了5种神经网络作为竞争模型进行对比研究。实验结果表明:相比于竞争模型,所提出的EMD-CNN-LSTM融合神经网络模型可使平均绝对误差和均方根误差降低37.82%和33.01%,拟合优度提高1.02%,此外,当EGTM处于敏感区域时,所提出模型的EGTM单点预测精度显著高于其他竞争模型。因此,所提出的融合神经网络模型在民航发动机EGTM预测中具有较好的准确性和稳定性。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 朱晔, 上官一丹

      DOI:

      Abstract:

      从既有铁路货运设施升级改造成铁路物流园区的实际需求出发,分析铁路物流园区的主要功能和功能区布局要求,以货物搬运总成本最小和功能区总关联度最大为优化目标,综合考虑既有铁路货运设施限制、功能区长度、形状、方向要求和出入口设置等约束条件,基于功能区间实际走行距离,建立多目标铁路物流园区功能区布局优化模型。基于NSGA-II改进设计求解算法,以布局结果对约束条件的满足程度设计连续罚因子,将约束条件转化为目标函数惩罚值,在此基础上,引入二叉树编码序列和多种变异方式,设计的算法能有效避免陷入局部最优。通过案例分析验证算法具有较高的求解精度,所得布局方案合理可行。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 荣晓楠, 谭静, 蔡晓禹, 彭博, 王玉婷

      DOI:

      Abstract:

      山地城市干线承担城市主要交通出行量,具有交通流特性差异大,交通分布不均衡等特点,对交通管控提出了新要求,为提升城市干线交通效率,本文以山地城市干线系统为研究对象,基于SWARM算法,建立山地城市干线协调管控优化方法。在协调控制层面,建立基于子区延误最小的拥堵源头追溯协调控制方法;在单点控制层面,建立基于分层递阶反馈优化控制,最终结合协调层面和单点层面的调节率生成协调控制方案。实例验证显示:针对干线多车道汇入系统,SWARM优化算法场景相对于无管控场景平均延误和平均停车次数分别降低了22.06%,28.42%;相对于现行管控方案场景,干线多车道汇入系统的平均延误,平均停车次数和平均旅行时间分别降低了23.04%,24.08%,19.38%。研究表明,SWARM优化算法对山地城市干线多车道汇入系统的管控效果良好。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 占金青, 汪庭威, 段丁强, 刘 敏

      DOI:

      Abstract:

      针对多自由度柔顺机构存在输入耦合、输出耦合现象,提出一种完全解耦的多相材料柔顺机构拓扑优化设计方法。采用单元堆积方法建立多相材料插值模型,以机构的多个输出位移加权和最大化作为目标函数,引入输入耦合和输出耦合约束抑制耦合效应,以输入耦合、输出耦合和各相材料结构体积作为约束,建立基于多相材料的完全解耦多自由柔顺机构拓扑优化模型,将移动渐近线优化算法用于求解多约束拓扑优化问题。与无解耦拓扑优化结果相比,完全解耦拓扑优化获得的多相材料柔顺机构构型有所不同,有效地抑制输入耦合和输出耦合,能够实现多自由度机构输入、输出运动完全解耦;并且分析不同抑制耦合系数对拓扑优化结果影响。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 周航, 张敬, 李军, 韦庭三

      DOI:

      Abstract:

      针对杂散电流对地铁沿线埋地管道腐蚀区域严重程度的不确定问题,文中通过建立杂散电流的三维有限元分析模型,研究地铁上下行列车运行方式下杂散电流的分布规律;埋地管道上阴极和阳极区域的动态变化过程;在仅考虑阳极杂散电流影响下,通过对比不同模型,判断列车在运行过程中埋地管道受干扰的区域和干扰程度。当两列车同时相向运行时,埋地管道上干扰程度较强区域主要分布在两侧,且腐蚀区域关于管道的中心位置对称;当上行列车比下行列车提前启动18s、37s和55s时,埋地管道上干扰程度较强区域主要分布在管道右侧,其中,上行列车比下行列车提前启动55s时,埋地管道上存在较大的干扰电流密度,高达18A/m2。在地铁杂散电流的后期防护中,可以结合有限元模型对管道受干扰严重区域采取相应措施。

    • 李永进

      DOI:

      Abstract:

      本文建立了钢管混凝土叠合柱有限元模型,分析了火灾作用下叠合柱的偏压力学性能,进而利用该模型,系统地分析了火灾作用下叠合柱的力学性能,并进行参数分析,讨论了截面尺寸、构件长细比和截面含钢管率等参数对承载力折减系数的影响。结果显示在火灾作用下,叠合柱表现出较好的塑性和稳定性,构件呈明显的整体失稳破坏模态;柱的偏压力学响应可以大致分为三个阶段,柱中的各部分存在内力重分布的现象;随着受火作用进行,柱截面受拉区域逐渐发展扩大,钢管与混凝土之间的相互作用力也逐渐变大;截面尺寸和构件长细比对火灾下叠合柱承载力影响较大。最后,在参数分析的基础上,给出了钢管混凝土叠合柱火灾下的承载力系数(kt)实用设计方法。

    • 林冬

      DOI:

      Abstract:

      预制拼装施工技术因其绿色环保、施工便捷、质量可控等优势,在桥梁建设中的应用越来越广。本文以329国道智慧快速路项目为工程背景,在原有的预制拼装盖梁后锚式施工方法的基础上,提出了前支后锚式施工新方法,并通过数值分析对比研究了二者施工全过程结构内力的情况。研究表明:(1)前支后锚式施工中,在吊装盖梁与前支撑工况下,盖梁内力分布类似于简支梁,而在撤除吊机工况下,内力分布类似于悬臂梁;(2)前支后锚式施工方法由于前支撑与后锚固的协同作用,其施工全过程盖梁的结构内力值均明显小于后锚式施工, 尤其当撤除吊机时,盖梁最大弯矩值降低了73%,说明前支后锚式施工具有更大的安全性;(3)施工全过程的盖梁最大拉应力仅为1.2MPa,小于混凝土的轴心抗拉强度设计值1.83MPa,说明盖梁在安装过程中始终是安全可靠的。前支后锚式施工的提出对拼接式桥梁下部结构施工技术的创新与发展具有重要的指导意义。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 徐保根, 郑萌萌, 兰婷

      DOI:

      Abstract:

      随着控制理论的快速发展,有关图的边控制集划分问题备受人们关注。对于非空图 , 若 ,都存在 ,使得 与 相邻,则可称 为图 的一个边控制集。 是图 的所有边组成的集合, 所能划分成的互不相交的边控制集的最多数目就是图 的集边控制数 。主要研究了具有强对称性的轮图 的边控制集划分问题,并且通过推理反证法来寻找标号规律,最终获得了轮图 的集边控制数,从而实现了推理反证法在特殊图边控制集划分问题中的应用。

    • 岩土工程(路基、基坑、边坡)
    • 赵雨, 杨真, 雍江萍, 展爱云, 张跃进

      DOI:

      Abstract:

      由于传统的文本加密算法对图像加密的适用性不强,经典的Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。通过一种基于循环移位结合改进型Logistic和Tent映射的图像加密算法。设置改进型Logistic和Tent映射的初始值和控制参数,并应用比特重拍技术提升过渡态中的混沌效果,达到提升图像加密算法的效果。明文图像进行处理时,先对其进行Arnold变换和异或的预加密处理,并对图像进行分块处理,然后利用Tent映射产生的序列进行排序索引与循环移位。在加密过程中明文图像经历了像素替换和像素扩散,使得明文像素的值和位置都发生了变化。实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 柯婵, 程红波, 柳剑鹏, 熊狂炜, 石海泉, 黄克林, 程自强

      DOI:

      Abstract:

      通过两步电化学沉积方法在氧化铟锡(ITO)玻璃基底上制备了大面积三维(3D)分级银(Ag)纳米片组装膜,研究了其表面增强拉曼散射效应(SERS)。由于整个基底上Ag纳米片的边缘和纳米片交联间隙中存在大量SERS“热点”,使用3,3"-二乙基氧代二羰花青碘化物(DTTCI)作为探测分子,Ag纳米片组装膜表现出强烈的SERS效应。实验研究表明,由高密度堆积的纳米片组装的Ag薄膜表现出优异的SERS探测性能,可作为有效的低成本SERS基底用于物质的超灵敏检测。

    • 胡伟成, 袁紫婷, 陈华鹏, 刘伟, 王永祥, 金峻炎, 孙世龙

      DOI:

      Abstract:

      围挡高度和来流风速是影响施工扬尘空间扩散的主要因素。以北京市某工地为例,选取某个时期的施工扬尘数据进行数值模拟,并与工地实测扬尘浓度数据进行对比验证。通过分析工地施工期间的气象风速资料,选取2 m·s-1、3 m·s-1、4 m·s-1、5 m·s-1、7 m·s-1和9 m·s-1共6种指数律剖面来流风速,以及1.8 m、2.0 m、2.2 m、2.5 m、2.8 m和3.0 m共6种围挡高度,进行施工扬尘空间扩散的数值模拟,对比分析不同围挡高度和来流风速下施工扬尘的空间分布与扩散特性。为综合评估施工扬尘对人体及外界环境的影响,提出将呼吸高度0.5 m~1.5 m范围内的平均扬尘排放率和扬尘的逃逸比作为评估指标。结果表明:6种来流风速下,3.0 m围挡高度的平均扬尘排放率指标整体最低,扬尘污染对人体的危害最小;相同风速下,6种围挡高度的扬尘逃逸比基本一致,对外界环境的影响程度相同;来流风速为3 m·s-1时,施工扬尘对人体的危害最大;来流风速为5 m·s-1时,施工扬尘对外界环境的危害最大。本研究结果可为施工扬尘污染控制措施的制定提供科学依据。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 梁士栋, 朱冰清

      DOI:

      Abstract:

      环境污染和能源危机问题越发严重,电动汽车因其低排放、低噪音等优势受到广泛关注。但大量接入电网充电的电动汽车将会对电力系统产生巨大影响。特别是生活区域,电动汽车用户普遍习惯下班后进入小区立即给电动汽车充电,而这一时期正值居民生活用电高峰时期,大规模不受控的充电行为将对供电系统产生安全风险,影响电网的正常运行。文章针对这一现象,以“削峰填谷”为主要目标建立住宅区内电动汽车充电电费定价的双层规划模型,下层是个人用户充电电费最小化模型,得到充电负荷,上层是电网负荷时间分布均衡模型,求得快、慢两种充电方式的分时电价,通过分时电价改变居民的充电行为,引导居民错峰充电,最后通过算例表明电网供电稳定性提高了57.66%。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 方 菲, 刘平安

      DOI:

      Abstract:

      介绍了利用直流道代替传统弯曲流道,以减少消防流体流经流道时的压力损失的新型消防炮的设计、制造和样机实验测试。通过使用多杆机构加上一个转动副的混联方式,以实现喷管的两个转动。文章依次进行了四杆机构尺寸优化、摆杆机构设计、样机制作,并完成了样机测试实验。通过实验验证,设计达到了预期目标,对大射程、高效率、低能耗消防炮的开发研究具有指导意义。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 王森, 刘琛, 邢帅杰

      DOI:

      Abstract:

      聚类分析是数据挖掘的重要技术,而在5G时代,海量的数据维度高、数据集大,利用K-means算法易受离群点的影响,且K值、初始聚类中心的选取影响聚类结果的稳定性和准确率,甚至导致聚类陷入局部最优,因此对K-means算法的改进受到众多研究者的关注。本文主要对K-means聚类的研究现状进行归纳总结,首先介绍K-means算法的思想原理;其次,针对初始聚类中心点的选取、K值确定、离群点对现有改进算法进行基于密度和距离的分类总结,并对各个改进算法的优势和缺陷进行分析;最后对K-means算法未来可能的研究方向和趋势进行展望。

    • 槐创锋, 金志裕

      DOI:

      Abstract:

      传统打磨机器人都是固定基座或者安装于导轨上,其机动性不高,工作区域有限。针对室内墙面打磨机器人需要具备高机动性,提出了基于麦克纳姆轮的四轮打磨机器人移动平台。首先对单个麦克纳姆轮做结构分析,了解其运动方式,而后对麦克纳姆四轮移动平台做了正、逆运动学分析,得到了四轮移动平台的逆运动学公式,接着在Simulink中建立了逆运动学模型,最后在Vrep(Virtual robot experimentation platform)中进行了正运动学验证。结果表明了对麦克纳姆轮移动平台分析的正确性,以及麦克纳姆轮移动平台可以充分提高打磨机器人的机动性,为机器人自动打磨打下良好基础。

    • 载运装备运维 (材料、机械、(智能)制造、运维)
    • 袁义生, 刘伟, 刘文钦, 张执钦

      DOI:

      Abstract:

      针对开关变换器输入侧固有的断续纹波电流带来的电磁干扰、缩短输入源寿命等问题,以反激变换器为对象,提出了一种无源纹波补偿电路。该电路由变压器、二极管、电解电容组成,在所设计的纹波抑制条件下,其工作在类似反激状态,产生补偿电流,有效地抑制了输入侧固有的断续纹波电流。在阐其工作原理的基础上,运用公式推导了系统增益、纹波电流抑制条件以及相关变量的参数计算方法,搭建了一台6080V输入、额定输出电压30V、额定功率65W的实验样机,实验结果验证了所提无源纹波补偿电路的可行性及理论分析的正确性。

    • 饶丽, 金一豪, 刘飞, 赵龙志, 胡勇

      DOI:

      Abstract:

      采用等温热处理法制备了AlMgLi0.5Zn0.5Cu0.2轻质高熵合金半固态坯料,研究了保温温度和保温时间对AlMgLi0.5Zn0.5Cu0.2轻质高熵合金半固态组织演变影响。结果表明:随着保温温度增加,AlMgLi0.5Zn0.5Cu0.2轻质高熵合金的晶粒平均尺寸先减小后增大,而圆整度先增大后减小。随着保温时间的延长,AlMgLi0.5Zn0.5Cu0.2轻质高熵合金的晶粒平均尺寸和圆整度均增加。在460℃保温60min时,AlMgLi0.5Zn0.5Cu0.2轻质高熵合金的的半固态组织最佳,晶粒平均尺寸为41μm,圆整度为0.82,粗化系数K=20.95μm3/s。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 张兵, 余凤君, 刘建荣, 周珣, 汪明杰

      DOI:

      Abstract:

      老年群体因身体素质以及出行时间约束强度有别于一般通勤者,其出行方式通常为公交或步行。本文利用验证性因素分析结合二元logit模型,研究早高峰暂停公交优惠政策前后,老年人个人统计学属性以及老年群体对日常出行态度、在高峰时段乘坐公交的感受、对错峰出行的支持意愿等心理因素对老年人出行行为的影响,并利用潜在分类模型对老年群体进行分类分析。结果表明,在短距离出行中,老年人的各种心理因素均对老年人步行选择有显著影响;在高峰时段公交出行中,老年群体的选择会受到公交优惠政策变化和群体对于错峰出行支持度的影响。通过潜分类模型计算发现老年群体中出行目的性强,对于高峰公交出行、错峰出行感受较为敏感的老年群体所占比例较低。

    • 王爽, 黄海超, 石宝存, 陈景雅

      DOI:

      Abstract:

      目前的交通流预测研究中,输入步长主要取决于人为的选择,容易受到干扰,并且缺少从理论方面选择输入步长的方法。为了能够自适应地选取输入步长,基于交通流历史时间序列的自相关分析,以机器学习中典型的最小二乘支持向量机(LSSVM)、随机森林(RF)以及长短记忆(LSTM)三种算法进行多输入步长的交通流预测,探究以自相关系数值选取最佳输入步长的方法可行性。实验结果表明,在输入步长的自相关系数为0.80-0.91时,LSSVM能获得较优的预测精度,当自相关系数为0.47-0.51时,LSTM能有较好的预测精度,而RF交通流预测的最低误差对应的输入步长自相关程度较低,自相关分析方法可能并不适用。

    • 交通管理控制2(运输规划管理、智慧出行、物流、交通运输经济)
    • 叶玉玲, 刘楷, 刘佳林

      DOI:

      Abstract:

      交通运输业是目前主要的污染排放源之一,鉴于铁路运输在绿色环保方面的优势,引导货流从公路转向铁路已经成为降低货运行业环境污染的重要举措。因此本文研究了公路与铁路竞争条件下考虑环境成本的货物运输方式选择问题,量化分析了环境成本对货物运输方式选择的影响。本文首先利用各类污染物排放量与成本因子测算单位环境成本,并采用Logit模型对货物单位时间价值进行标定。基于此,综合考虑运输成本、时间成本和环境成本,以最小化社会总成本为目标构建了公铁运输网络间货物运输方式选择模型。以山东地区公路网和铁路网货运数据进行了实例研究,分析了环境成本系数变化对运输方式选择和路径决策的影响。结果表明,考虑环境成本后,铁路货运市场份额将会提高,运输成本和污染物排放量则有所降低。

    • 交通管理控制1(电气化、信号信息、智能交通、交通系统工程)
    • 万明, 梁莹, 周涂强, 严利鑫, 郭军华, 李芳源

      DOI:

      Abstract:

      为了定量分析交通事故引起的高速公路动态拥堵交通信息和出行者异质性对出行选择行为的影响,依据在日本西部地区对2500名高速公路出行者进行的大规模SP/RP调查数据,采用潜在类别分析方法得到出行者对高速公路动态交通信息的偏好特征;将得到的分组结果作为解释变量纳入多水平模型中。结果表明:基于实际调查数据,出行者可划分为3类群体,即动态交通信息高依赖组、动态交通信息低依赖组和动态交通信息无依赖组,占比分别为38.8%、36.1%、25.1%;考虑数据分层结构的出行选择模型比一般离散选择模型预测更为精准;不同交通信息异质性的出行者在动态交通信息下的出行行为有明显差异。

    • 李咏洁, 袁鹏程

      DOI:

      Abstract:

      在疫情防控期间,网约车运营模式的安全性和局限性导致其在疫情复发地区难以满足居民安全出行需求。为实现网约车服务质量和环保效益协同发展的要求,针对新冠疫情防控特点对当前电动网约车拼车问题进行研究。考虑了乘客自身传染风险的异质性、病毒传染特点及车辆充电等问题,对乘客传染风险类型进行判别以此采取不同的乘车策略。从疫情防控角度出发建立车辆路径约束、车辆消毒约束和车辆充电约束,以司机报酬、政府补贴及车辆运营成本构成的司机总利润最大为优化目标,构建具有疫情防控特点的电动网约车拼车调度优化模型。设计小规模算例利用Lingo18.0求解器进行求解,通过算例分析证明优化模型的有效性,同时可为现实环境下的网约车运营模式提供有效的价值参考。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 黄征凯, 赵泽惠, 温志强, 聂启祥, 王海城

      DOI:

      Abstract:

      利用卫星重力技术监测全球陆地水储量变化兼具重要的实用价值和科学研究意义。本文基于GRACE时变重力场模型获取了2002年-2020年全球典型流域水储量变化,并探讨了气候和人为因素对区域水储量变化的影响。研究结果显示:地理区域相近流域的水储量时间序列具有相似的周期和振幅,而位于南北半球的临近流域水储量变化则呈现了相反的周期信号;墨累-达令流域内的水储量受到降水和蒸发共同影响,而印度河-恒河流域由于过度抽取地下水造成流域水储量不断下降;亚马逊流域内的GARCE和GLDAS获取水储量变化的相关性达到0.86,同时发现GRACE在探测区域干旱事件方面有独特的优势。

    • 道路与铁道(路面工程、轨道工程)
    • 刘成清, 张华鑫

      DOI:

      Abstract:

      被动柔性防护结构的性能包括力学性能、耗能性能及变形性能,而目前大多研究是针对前两种性能进行的,仅有少数学者对其变形性能进行了研究。以残余拦截高度和落石缓冲距离作为评价被动柔性防护结构变形性能的关键技术指标,在此基础上提出了一种用于拦截和缓冲落石冲击能量的新型被动柔性防护网。利用ANSYS/LS-DYNA 有限元软件建立了3种形式的环形网模型,从最大耗能、残余拦截高度、落石缓冲距离三个方面对环形网的耗能性能和变形性能进行了分析。结果表明:带竖向支撑的环形网可以有效降低落石的缓冲距离并提高环形网的残余拦截高度,但环形网的最大耗能均有不同程度的下降;与无支撑和双支撑环形网相比,单支撑环形网具有以下优点:最大耗能占比较高,在瞬时冲击荷载作用下具有迅速衰减落石冲击能量的功能,落石的缓冲距离小且随冲击位置改变的稳定性好。因此,建议在防护网铺设位置距离道路较近的边坡、陡峭边坡中的防护网水平铺设以及二次防护等落石防护工程中,宜优先选用单支撑环形网。

    • 桥梁与隧道(设计建造、抗震减振、智能监测)
    • 孙洋, 罗伟, 荣耀, 李佳宝

      DOI:

      Abstract:

      为分析降雨渗流对围堰稳定性的影响,依托江西省某航电枢纽项目,以非饱和渗流理论为基础,运用Geo-Studio数值模拟软件对不同降雨条件下围堰的渗流情况和稳定性进行模拟分析,得到不同雨型条件下围堰稳定性的变化情况。研究结果表明:降雨对堰体影响具有滞后性,不同雨型对堰体强度滞后性的影响由大到小依次为:后峰型、均匀型、中峰型、前峰型,且滞后性受降雨强度影响;降雨入渗作用受降雨峰值出现的时间影响,堰体的安全系数随降雨强度峰值出现而骤减;相比初始稳定条件,前锋型降雨对围堰稳定性影响最小,后峰型降雨对围堰稳定性影响最大;坡内土体在前期降雨影响下渗透系数会处于一个高水平状态,此时围堰抵抗突发强降雨的能力将随渗透系数的升高而减弱。

    • DOI:

      Abstract:

      为了克服传统基于弹性理论的桩筏基础沉降计算方法中土体参数取值困难、理论假定局限性等问题,提出了一种基于试桩曲线的桩筏基础实用计算方法。根据实际工程中桩筏基础沉降处于线弹性阶段的特点,从试桩曲线得到的单桩竖向刚度入手,基于相关理论和经验公式建立了桩筏基础整体竖向刚度的计算方法,并在此基础上给出了在设计荷载作用下桩筏基础平均沉降的实用计算方法。通过对软土地区及黄土地区高层建筑基础、嵌岩桩基础及大型交通工程4大类8个工程实例的现场实测结果对比分析,计算沉降值基本为实测沉降的0.8~1.5倍,验证了所提出的沉降计算方法的可靠性,可为实际桩筏基础初步设计中的沉降计算提供参考。

    • 董晶亮, 陈磊伟, 张海娜, 王立久

      DOI:

      Abstract:

      砒砂岩区水土流失剧烈,是黄河粗泥沙来源的核心区,明晰砒砂岩的结构组成和矿物组成,是揭示砒砂岩地区水土流失机制及研发出治理砒砂岩地区水土流失方法的基础。本篇文章通过借助定量XRD及光学显微镜分析等材料分析法分析砒砂岩的结构组成和矿物组成。结果表明:(1)砒砂岩的结构由颗粒状骨架物质和粘土类胶结物质组成,其胶结方式为接触式胶结;(2)砒砂岩颗粒状骨架物质主要由石英、碳酸钙及长石等组成,粘土类胶结物质为蒙脱石、绿泥石、高岭石及氧化铁等;(3)砒砂岩颗粒状骨架晶体(石英和长石等)是依靠亲水弱胶结粘土物质的胶结力、晶体间的摩擦力、机械咬合力及颗粒支撑作用所形成的固体混合物。同时由于胶结物质的不完全填充导致砒砂岩中颗粒物与颗粒物之间存在大量的孔隙,为三元颗粒支撑渗透式结构。

    • 段红伟, 高剑平, 邹恒之, 曹忠民, 刘洪

      DOI:

      Abstract:

      针对西部强盐渍土/盐湖地区的钢筋混凝土桥梁墩柱的严重腐蚀问题,提出一种新型材料组合结构“钢骨架聚乙烯塑料复合管(SRPE)约束钢筋混凝土柱”,为研究其偏心受压力学性能,对8根SRPE套管约束钢筋混凝土柱和4根无套管约束的对比柱进行了偏压试验,分析了SRPE套管压力等级、偏心距、长细比等设计参数对试件偏心受压力学性能的影响规律,并给出了偏压承载力计算公式,供工程应用参考。研究结果表明:SRPE套管能够显著提高钢筋混凝土偏压柱的极限承载力和延性;SRPE套管压力等级越高,试件承载力的提高效果越好,但对延性的影响不明显;试件的极限承载力随着偏心距和长细比的增加而减小;试件的延性随着长细比的增大而降低;试件的柱中峰值挠度要远大于对比试件的柱中峰值挠度,且随着偏心距和长细比的增大而增大;极限荷载时试件的侧向挠度曲线接近于正弦半波曲线。

    • 交叉学科前沿(基础研究、交叉学科前沿)
    • 章丽萍, 熊恺琦, 赵选利, 王浩浩, 肖雪怡

      DOI:

      Abstract:

      近年来,铁路科研诚信问题引起各界关注。为分析我国铁路科研诚信问题,以“三螺旋”理论为基础,围绕铁路科研人员诚信阐述了高校、政府、企业三方的协同合作关系。并对我国科研诚信现状及铁路行业科研诚信现状进行分析,从制度建设、道德建设以及信息管理建设三个方面,探讨了我国铁路科研诚信存在的问题,并提出相应的对策,科研不端的治理应从制度、教育、信息技术三方面入手,打造铁路科研诚信“政产学”相结合的治理模式。

    全选
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    2024年第41卷第2期
      专家约稿
    • 陈华鹏,刘维刚,江钰,肖烽,朱泽文

      2024,41(2):1-24, DOI:

      Abstract:

      针对混凝土桥梁服役性能退化分析与预防性维护这一热点问题进行了综述。混凝土桥梁作为复杂的结构体系,具有损伤因素多、材料劣化机理复杂以及服役性能评估难等特点,在环境与荷载等因素的共同作用下,钢筋与混凝土材料特性发生劣化,导致混凝土构件承载力退化,最终影响桥梁整体结构力学性能。从材料劣化机理分析、材料与结构力学性能退化模拟、 服役性能评估、剩余使用寿命预测以及预防性维护策略制定等方面对既有混凝土桥梁服役性能退化与预防性维护进行了详细阐述,同时对比分析了各研究模型和方法的优势与不足。然后,分别从既有混凝土桥梁材料、构件和结构等层次着手,分析了桥梁材料微观劣化特性,探讨了桥梁构件损伤机理与失效过程,明确了在役混凝土桥梁结构力学性能宏观退化规律。最后,基于对现有研究的分析与总结,指出了当前混凝土桥梁服役性能退化与预防性维护中存在的问题,为后续研究提供了新的思路,为桥梁全寿命智能运维管理提供科学依据。

    • 交通基础设施
    • 罗文俊,张梁,郭文杰,洪显,李佳宝

      2024,41(2):25-32, DOI:

      Abstract:

      目的】轨道结构的振动一直是相关领域亟待研究和解决的问题。传统减隔振装置受到自身重量与列车行车安全性的限制,难以实现对轨道结构弯曲波的宽频调控。【方法】通过引入振幅放大机制,设计了一种杠杆式轨道综合减隔振装置。以 CRTSⅢ型板式无砟轨道结构为研究对象,采用能量泛函变分法和人工弹簧技术建立了配置有轨道综合减隔振装置的周期性轨道结构波动分析模型和振动响应分析模型,研究了轨道综合减隔振装置对弯曲波的调控能力,并分析了轨道综合减隔振装置工作能力与振幅放大系数的关系。【结果】结果表明:采用振幅放大机制,能够有效增大减隔振装置的惯性质量,增强减隔振装置的阻尼特性和刚度特性,进而显著提升其工作能力。【结论】实现了轨道综合减隔振装置“低频隔振高频吸振”的超宽频弯曲波调控设计目标。

    • 李青强,刘银芳,雷祖祥,周宇航,胡扬扬,胡椿华,耿大新,童立红

      2024,41(2):33-40, DOI:

      Abstract:

      目的】为揭示带肋钢筋和高强水泥土之间的黏结作用机理,利用既有水泥土固化剂配比制作了33个尺寸为150 mm× 150 mm×150 mm的立方体拉拔试样。【方法】通过直接拔出试验,分析锚固长度、水泥土保护层厚度和钢筋直径对钢筋水泥土黏结性能的影响。【结果】试验表明:钢筋与水泥土界面黏结强度随着锚固长度的增加而减小,钢筋和水泥土最佳保护层厚度为钢筋直径的2至3倍。【结论】随着钢筋直径的增加,直径大于10 mm后,钢筋直径增长变化对黏结强度影响幅度变小。

    • 周宇航,罗如平,朱碧堂,李青强,余金,梁启帆,胡扬扬

      2024,41(2):41-47, DOI:

      Abstract:

      目的】研究轻质泡沫混凝土泡沫剂及其溶液的优选、最优配比。【方法】通过对几种典型泡沫剂的表面张力、发泡倍率、 半衰期以及所产生泡沫的稳定性开展系统性试验研究为方法,提出了优选泡沫剂的性能指标及其浓度值。在此基础上,以 C40水泥土配合比为参照,将制备好的泡沫与C40水泥浆液按照不同的注入体积比进行混合,测定其干、湿重度,确定不同设计重度条件下轻质泡沫混凝土配比方案。进一步,分别进行无侧限抗压强度试验测定不同重度条件下轻质泡沫混凝土试块抗压强度值和电镜扫描试验了解其微观结构组成。【结果】试验结果表明:不同类型泡沫剂最优浓度约为3%,发泡倍率为25, 表面张力32 mN/m,半衰期为15 min;轻质泡沫混凝土的密度和强度随泡沫注入率的增加显著降低,相应气泡群量含量和气孔大小离散性明显增大。【结论】轻质泡沫混凝土干密度与注入率呈衰减型指数关系,无侧限单轴抗压强度与轻质泡沫混凝土干密度近似呈非平缓递增型指数关系。

    • 许开成,黄凌娟,李鹏清,张立卿,邱日旭,陈梦成

      2024,41(2):48-55, DOI:

      Abstract:

      目的】为更好的评估在役预应力混凝土桥梁结构预应力损失状况。【方法】选用国内高铁中应用最广的32 m预应力混凝土箱梁作为研究对象,按照1:16的缩尺比例将箱梁转化为T形截面制作了26根C50混凝土试验模型梁。通过对试验梁预应力钢绞线应变、伸长量的瞬时和长期监测得到预应力损失的实际值,并将此实际值与目前国内外常用预应力损失规范计算所得值进行对比分析。【结果】预应力损失主要发生在前期即瞬时损失,约占总损失的70%;84.6%的试验梁锚固损失占瞬时损失总和的70%以上,最高达80.57%;试验梁的长期损失在锚固后的前10 d内变化较快,后期逐渐趋于稳定;将5种规范的计算结果与试验实测值进行对比,对于长期损失,数据显示实测数据与《铁路桥涵设计规范》(TB 10002—2017)计算结果最为吻合。【结论】研究结果可为实际工程中预应力梁的预应力损失计算提供参考。

    • 周双喜,杨丹,潘远,丁建新,丁杨

      2024,41(2):56-63, DOI:

      Abstract:

      目的】针对传统路面裂缝检测实时性差、准确率低的问题。【方法】利用深度学习网络在目标检测方面的优势,提出一种改进的YOLOv5算法,称为YOLOv5s-attention,以实现路面裂缝自动化检测与识别。首先,对采集到的裂缝图片用LabelImg 标注软件进行手工标记,然后通过改进YOLOv5网络训练得到网络模型参数。最后,利用所建立的模型对裂缝进行验证和预测。除此之外,采用综合评价指标(F1-measure,F1)和平均精度均值(mean average precision,mAP)这两个指标来比较原YOLOv5s、YOLOv5s-attention模型在路面裂缝上检测与识别的性能。【结果】经 YOLOv5s 与 YOLOv5s-attention比较发现,YOLOv5s-attention检测准确率(Precision)提高1.0%,F1提高0.9%,mAP提高了1.8%。【结论】由此可知,该网络在实现道路裂缝自动化识别上具有一定的现实意义。

    • 张鹏飞,江浩宇,胡达贵

      2024,41(2):64-71, DOI:

      Abstract:

      目的】为研究地铁连续刚构桥上无砟轨道无缝线路纵向受力与变形规律,对地铁连续刚构桥上无砟轨道无缝线路设计改进、运营养护维修提供理论指导。【方法】根据梁-板-轨相互作用原理,建立地铁连续刚构桥上整体道床式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移,并对轨道结构静力特性进行对比分析,为地铁连续刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。【结果】结果表明:双线列车荷载中点与中部梁端处重合时为列车垂向荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,均出现在中部梁端附近,数值分别为70.3 kN与0.6,0.8 mm;双线制动荷载列车尾部位于两侧梁端时为列车制动荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,数值分别为107.8 kN与1.6,1.7 mm。【结论】伸缩力作用下各个端部桥缝处为薄弱部位,在平时养护中应特别注意梁端部桥缝处轨道结构,防止因伸缩力过大而产生断轨;钢轨发生断轨时,在断缝处纵向力、纵向位移均发生突变,严重影响线路行车安全。

    • 交通管理控制
    • 谢贤亮,查伟雄,王宇晴,严利鑫

      2024,41(2):72-78, DOI:

      Abstract:

      目的】针对传统应急调度模式单一、疏运效率低的特征,研究了多种调度模式组合应急公交调度方法。【方法】考虑应急停车场派车能力、车辆运力、车辆救援时间特性,构建以应急公交车辆疏运成本最小和乘客平均延误最小为目标的多目标组合调度优化模型。根据该模型的特点提出使用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解,为提高种群的多样性和算法的性能对该算法进行了相应的改进,最终得到Pareto分布优化解集,并采用隶属函数从中选取出最优折衷解。最后,以南昌轨道交通1号线作为算例,对应急公交组合调度方案和单一调度方案分别进行求解。【结果】结果表明:文章提出的组合调度方案相比传统单一调度方案的乘客平均延误时间降低了20.48%,疏运成本降低了16.96%,改进后的NSGA-Ⅱ算法相比较标准的 NSGA-Ⅱ算法进行求解时,乘客平均延误时间降低了6.72%,疏运成本降低了3.59%。【结论】通过灵敏度分析发现:在确定滞留乘客疏运需求的情况下,滞留乘客的平均延误时间和车队规模呈负相关,应急公交的疏运成本和车队规模成正相关。

    • 徐雪松,付瑜彬,于波

      2024,41(2):79-86, DOI:

      Abstract:

      目的】为解决图像分类模型面对传统闭集训练方式出现的模型缺乏开集泛化性的问题,提出了一种分离式的独立分类网络结构。【方法】每个类别都包含独立的线性特征层,特征层中设计的神经元节点能够在有限的数据样本下更准确地捕获类别特征。同时,在模型训练时,文中引入了一类无需标注的负样本,使得模型在构建决策边界时不仅依赖于已知类别的特征差异,在不增加额外标注样本的情况下,增加模型决策边界的开集泛化性。【结果】结果表明:独立分类网络开集识别(ICOR) 模型结构和开集自适应训练策略均能有效改善传统模型开放集识别(OSR)性能;随着开放度的增加,能表现出更好的鲁棒性,能更有效地降低模型的OSR风险。【结论】提出的独立分类网络并融合开集自适应训练的算法比现有开集识别算法具有更优的开集识别性能。

    • 魏克铭,韩星宇,王辉,范自柱

      2024,41(2):87-94, DOI:

      Abstract:

      目的】由于可见光图像和红外图像之间的巨大模态差异,导致可见光-红外行人重识别是一项非常具有挑战性的图像检索问题。【方法】为了进一步减小两种模态之间的差异,重点关注行人信息,提出一种基于双注意力机制的网络结构用于可见光-红外行人重识别。一方面通过双注意力机制挖掘不同尺度的行人空间信息和增强局部特征的通道交互能力,另一方面利用全局分支和局部分支,学习多粒度的特征信息,使不同粒度信息可以相互补充,形成一个更具辨别性的特征。【结果】在两个公共数据集上的实验结果表明,该方法相较于基线有明显的提升,在RegDB数据集和SYSU-MM01数据集上均表现出理想的性能。【结论】该方法可为以后解决可见光-红外行人重识别的模态差异问题提供有效的参考。

    • 周宇,王蒙一,梁旭,姚凯洲

      2024,41(2):95-101, DOI:

      Abstract:

      目的】为分析钢轨材质、残余应力、温度应力在钢轨使用中的内外因对轨底裂纹扩展的影响开展研究。【方法】基于断裂力学理论结合轨底伤损实测,建立钢轨轨底裂纹扩展模型,对轨底伤损扩展失效时的临界裂纹尺寸、裂纹平均扩展速率、剩余寿命等指标进行量化分析。【结果】结果表明:钢轨材料断裂韧性与轨底初始伤损扩展的剩余寿命存在正相关关系,U95Cr H 材质钢轨的轨底裂纹扩展剩余寿命小于U78CrV H材质小于U75V H材质;以某线路实际使用的钢轨材质U78CrV H为例,轨底残余应力由0增加至300 MPa,轨底裂纹扩展的临界尺寸增长约2.5%,剩余寿命下降约6%;残余应力为200 MPa时,温度应力由0增加至200 MPa,轨底裂纹扩展的临界尺寸变化不大,在1%内。【结论】研究结果可为轨底裂纹扩展研究和养护维修提供参考。

    • 载运装备运维
    • 张仁辉,刘宇航

      2024,41(2):102-108, DOI:

      Abstract:

      目的】为了探究甲醇、异丙醇在相同载荷、不同转速工况下的润滑性能,重点探究转速对甲醇、异丙醇润滑性能的影响。【方法】利用四球摩擦磨损试验机测定甲醇、异丙醇在 98 N,400,500 r/min 和 600 r/min 耦合工况下的摩擦学性能。 【结果】摩擦测试实验结果表明:对于甲醇润滑体系,随着转速的增加,磨合期明显缩短,在500 r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径,对于异丙醇润滑体系,随着转速的增加,摩擦系数基本保持恒定,磨斑直径随着转速的增加先减小后增加,在500 r/min下摩擦体系显示最小的磨斑直径。【结论】甲醇润滑体系的低摩擦磨损性能归因于氧化钨(WO2和WO3)、甲醇、摩擦诱导的无定形碳、摩擦对偶四者形成的“微轴承”的作用;而异丙醇润滑体系的优异摩擦学性能主要归因于摩擦诱导形成的具有润滑作用的无定形碳。结合光学显微镜、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征方法,对甲醇、异丙醇的润滑机理进行了系统探究,研究结果可为醇基物质在精密设备领域的应用提供参考。

    • 曹义亲,刘文才,徐露

      2024,41(2):109-117, DOI:

      Abstract:

      目的】针对YOLOX算法在钢材表面缺陷检测中特征提取不充分、多目标缺陷检测能力较弱等问题,提出改进损失函数的多维度特征融合带钢材料表面缺陷检测算法。【方法】首先,在Backbone部分应用SPP_SF保留多尺度特征信息,提高分类精度。其次,在Neck部分加入多维度特征融合模块MDFFM,将通道、空间、位置信息融入特征向量中,加强算法的特征提取能力。最后,引入Varifocal Loss和α-CIoU加权正负样本,提高预测框的回归精度。【结果】实验结果表明,YOLOX-αSMV在 NEU-DET数据集中的mAP@0.5:0.95达到了47.54%,较YOLOX算法提高了3.43%。【结论】算法在保持检测速度基本不变的情况下,对模糊缺陷和小目标缺陷的识别、定位能力明显提升。

    • 交叉学科前沿
    • 陈志建,张立,张庆娟

      2024,41(2):118-126, DOI:

      Abstract:

      城市低碳发展是我国生态文明建设的重要抓手,而“强省会”战略对区域间的协调发展产生了重要影响,这就为“强省会”战略下长江经济带城市的低碳经济发展和产业选择提出了新要求。【目的】研究刻画长江经济带地级市行业的低碳经济效应,探讨产业选择问题。【方法】研究采用随机森林模型。【结果】长江经济带城市行业碳减排潜力较大,其中建筑业最大。“强省会”战略下,上海、武汉、重庆、成都的产业低碳经济发展较为充分,南昌、贵阳、昆明、长沙等小核心省会城市制造业和部分社会服务业等产业的减排潜力较大。【结论】省会城市应重点发展社会服务业,非省会城市根据自身资源禀赋,选取具有自身特色的产业重点发展。

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    2024年第41卷第2期
    • 李明翠,陈爱喜,曾伟

      2023,40(1):99-105, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230209.002

      Abstract:

      基于近年来微波腔与磁子相互作用的实验进展以及非线性库理论,提出将腔-磁系统与压缩库耦合,分析其中的磁子阻塞效应,以实现磁性量子级的操控。在一个受驱动的微波腔中放置一个钇铁石榴石小球,球体中的 Kittel 模与微波腔模耦合,同时腔场与压缩真空库耦合。 通过数值求解系统的量子主方程,详细分析了关联函数受耦合强度、失谐量、耗散率等因素的影响。 从理论上证明了与压缩库耦合的腔-磁系统可以产生单磁子阻塞和双磁子阻塞, 并且可以通过调节驱动强度或者失谐量灵活地在单磁子阻塞、双磁子阻塞、双磁子隧穿之间进行切换。 所提出的磁子阻塞方案主要由压缩库的非线性诱导得到,为腔-磁系统实现单磁子和双磁子阻塞提供了一种可能的新途径。

    • 付翊宸,周杰,石大鹏,董晨曦,孙鹏辉,李艳军,曹新鹏,郑海忠

      2023,40(1):92-98, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230209.009

      Abstract:

      为了提高 CrN 涂层耐磨性能,采用磁控溅射技术研究外部 Cr 层对 CrN 磨损宽度的影响。 通过设置不同载荷、转速、旋转半径研究表面摩擦磨损情况。 结果表明,旋转半径增大,离心力作用效果更加明显,其中在转速为 300 r/min,旋转半径 6 mm 时, 未溅射 Cr 层的 CrN 涂层平均磨损宽度达到 945.7 μm, 且外侧磨损更加严重, 相同条件下溅射外部 Cr 层的磨损宽度为 571.2 μm,说明外部 Cr 层在磨损过程中有效抑制表面磨损区域增加。 溅射外部 Cr 层后,在转速为 200 r/min 时的摩擦系数与表面磨损区域宽度随旋转半径增加而增加。 表面磨痕呈犁沟状,磨损机制为磨粒磨损。

    • 陈诗意,潘义勇,魏双秋

      2023,40(1):60-66, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230209.008

      Abstract:

      为解决交通网络最优路径问题,提出改进的行程时间估计模型,并设计基于该模型的最优路径算法。 行程时间估计模型在分段截断二次速度轨迹模型的基础上进行改进,用路段节点的到达速度代替同一出发时刻下测得的速度,通过构造在时间和空间上连续的速度轨迹来估计行程时间。 首先,基于 Yen′s KSP 算法以路段距离为阻抗求解 K 条最短路径;其次,分别用改进的行程时间估计模型估计 K 条最短路径的行程时间;最后,以行程时间为成本选择最优的路径。 通过 Sioux Falls 网络的数值试验验证模型和算法的有效性和优越性。 试验结果表明:改进的分段截断二次速度轨迹模型相比于原始模型精度平均提高了 65%;算法的最优路径结果能减少路径经过的交叉口数和缩短最优路径的总长度,而且最优路径的行程时间估计结果与真实值的 MAPE 保持在 3%内。

    • 甘卫华,刘郑,刘亚楠,李春芝

      2023,40(1):34-43, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230209.012

      Abstract:

      基于演化博弈理论,引入奖励和惩罚机制,构建网络货运平台与政府监管部门间的演化博弈模型,并对其均衡点的稳定性进行分析。 理论研究与仿真结果表明: 在静态惩罚下,无论是静态还是动态的奖励机制,系统均不存在均衡稳定点; 在静态奖励动态惩罚和动态奖惩机制下,两者均趋于一个稳定的均衡点,且在动态奖惩机制下效果更好; 网络货运平台的运营行为受到政府奖惩政策的影响,且惩罚机制的约束性作用更为显著。

    • 余志武,黎燕霞,徐磊,马建,赵淼

      2023,40(1):25-33, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20230209.003

      Abstract:

      研究了高速磁浮列车在定常气动荷载作用下曲线上的运动稳定性。 建立了考虑气动荷载影响的高速磁浮车在曲线导轨上的动力学模型,经过特征值分析提出了磁浮车的临界速度概念,分析了临界状态时车速、控制参数、气动系数对高速磁浮车曲线导轨上的临界速度影响。 结果表明:当系统达到临界状态时,它有两个临界速度。 在临界状态条件,位移控制参数由 20 000 kN/m 降为 2 000 kN/m,气动系数从 0.05 降为 0.01,第一类临界速度变大。 第一个临界速度出现特征值的实部为零而虚部不为零,第二个临界速度出现在特征值的实部和虚部都为零。 失稳是由于偏离平衡位置引起的,位置由曲线导轨特征和侧风荷载产生。 气动升力和向心的风荷载会提高稳定性;气动降力和离心的风荷载会降低稳定性;水平角可与向心力配合,竖直角允许设置的范围小。

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