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    2021年第37卷第2期
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    2021年第37卷第2期
      交通基础设施
    • 罗文俊,曹浩,张子正,江学辉,唐康文

      2021,37(2):1-7, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210419.001

      Abstract:

      基于有限元-统计能量(FE-SEA)混合法,建立钢-混结合梁桥模型,在列车运行速度为 200 km/h、列车交会条件下,预测桥梁各板块的振动响应及结构噪声。 结果表明,当列车交会时:各板块中点处的振动加速度级均有所增大,优势频段为 40~120 Hz, 峰值频率在 65 Hz;在全频段内,各板块声压级均增大,单向行驶和列车交会两种状态下的各板块声压级峰值频率在 500 Hz, 腹板和下翼缘的声压级变化规律较为相似;桥梁各板块能量级在全频段内均增大,腹板能量级最大,在频率为 100 Hz 时,腹板和下翼缘的振动能量级出现拐点,该频率对能量级的影响最大。

    • 刘伟,江振松

      2021,37(2):8-16, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.011

      Abstract:

      为了更科学地对装配式建筑产业发展政策进行研究,从产业链发展的角度出发,构建了装配式建筑产业链发展的系统动力学模型。选取 4 个具有典型性的政策变量进行仿真模拟。结果显示:产业链资金投入的增加与提高政府投资建设项目预制装配率为短期强有效的激励政策,而企业税收优惠和装配式建筑购置贷款优惠是长期激励政策。 结合模拟仿真结果,提出基于产业链发展趋势的政策制定建议。

    • 周璇,方焘,雷祖祥

      2021,37(2):17-21, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.006

      Abstract:

      开挖基坑与既有建筑物距离较近的情况时有发生,此时既有建筑物的基础与基坑之间的土体应视为有限宽度土体,经典的半无限土体压力理论不能适用于这种特殊情况。 同时,地下水渗流对基坑稳定性的影响不容忽视。 基于此,以自主设计的模型试验箱为基础,进行存在稳定渗流下的有限宽度砂土土体主动土压力试验,并对模型试验进行数值模拟验证,进一步系统地研究稳定渗流作用下有限宽度砂土的主动土压力试验。 研究结果表明:从试验开始到结束,土压力时程曲线可分为“稳定渗流、 挡墙运动、挡墙停止”3 个阶段;存在稳定渗流条件下的主动土压力值大于静水条件下的主动土压力值,且在数值模拟中,有限宽度土体的主动土压力值小于半无限宽度土体的主动土压力值;针对砂土,有效应力法的计算结果与试验结果相接近,但在实际工程中采用水土分算方法计算主动土压力会更加安全。

    • 许开成,陈锐,彭爱红,黄文意,曹艳明

      2021,37(2):22-28, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.009

      Abstract:

      为了探讨预应力混凝土钢绞线在模拟酸雨腐蚀下蚀坑的几何尺寸分布规律,从模拟酸雨溶液浸泡腐蚀的梁中取得腐蚀钢绞线试样,计算腐蚀率并对蚀坑形状进行观察和分类,然后在蚀坑分布集中处截取 4 段长 80 cm 的钢绞线,计算蚀坑密度并统计蚀坑长度、宽度与深度。 结果表明:蚀坑形状可分为椭球形、马鞍形和棱锥形;蚀坑密度随腐蚀率增大而增大,而其相对增长率减小;蚀坑长度不服从正态分布,深度服从对数正态分布,宽度只是近似服从对数正态分布;蚀坑几何尺寸的整体分布特征是相对短、窄、中深的蚀坑分布较多,而长、宽、深或者长、宽、浅的蚀坑分布相对较少;蚀坑长度和深度有明显的分形特征,而蚀坑宽度无明显的分形特征;随着腐蚀率的增大,各蚀坑的几何尺寸逐渐趋于一致,蚀坑坑长多分布在较小值附近,坑深多分布在中值附近,坑宽多分布在较小值和中值。

    • 许玉德,鲁思成,赵梓含

      2021,37(2):29-36, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.014

      Abstract:

      对有砟轨道精测网线形控制中存在的误差进行研究,分析精测网线形控制引起测站坐标轨道不平顺指标的误差大小, 其误差产生来源主要包括两个方面:三维平差误差、点位变化误差。 计算不同位置、不同数量的 CPⅢ点发生变化时本测站、 相邻测站平面坐标、高程误差,以及轨道平顺性指标受到的影响。 结果表明:测站坐标误差随着 CPⅢ点坐标变化量增大而增大,控制点距离测站越近,则其变化,对测站坐标的影响越大,与测站相距较远的控制点,其变化,对测站坐标的影响不敏感; 本测站坐标误差最大值分别为 1.732,1.668,1.626 mm,相邻测站坐标误差最大值分别为 1.500,1.397,1.343 mm;轨道不平顺指标中,误差最大的为轨向,其次为轨距和水平,误差最小的为高低;距离测站最近的 CPⅢ点各方向坐标变化量为 1.0 mm 时,轨距、水平、高低、轨向误差最大值分别为 0.559,0.534,0.479,0.582 mm。

    • 江守慈,郭易盟,苏德垠,徐长节,朱碧堂,雷祖祥

      2021,37(2):37-43, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.004

      Abstract:

      为了研究用南昌地区典型粉质粘土配制水泥土,通过室内无侧限抗压强度试验,对不同水泥掺入比(20%,25%和 30%)、不同养护龄期(7,14 d 和 28 d)下掺入粉煤灰和硅粉两种掺合料的水泥土的强度特性进行了分析,并绘制了相应的应力应变曲线图。 试验结果表明:随着水泥掺入比的提高和养护龄期的增长,水泥土的无侧限抗压强度相应增大,且其强度增长速率随着养护龄期的增长而减小;硅粉取代粉煤灰作为水泥土的掺合料对无侧限抗压强度提升有促进作用,在特定水泥掺入比和龄期时强度增幅较明显;随着水泥掺入比和龄期的增长,水泥土破坏形式会从塑性破坏逐渐向脆性破坏方向发展;硅粉水泥土变形模量与抗压强度的函数关系近似满足线性回归模型,即 E50=20qu

    • 交通管理控制
    • 杨福,王衍金,江战红

      2021,37(2):44-50, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210419.002

      Abstract:

      地铁站人流量变化对通风空调系统节能运行有重要影响,为了提高地铁站人员冷负荷预测的准确度,采用遗传算法优化 BP 神经网络(GA-BP)的方法建立地铁站人流量预测模型,并对地铁站人员冷负荷进行动态计算。 通过引入遗传算法,优化 BP 神经网络的初始权值和阈值,提高了 BP 神经网络的非线性学习能力。 利用地铁站的实际人员冷负荷对模型进行验证,并与传统 BP 神经网络方法的预测结果进行比较。 结果表明,本方法有效地提高了 BP 神经网络的非线性学习能力和地铁站逐时人员冷负荷预测的准确性和稳定性。 与传统 BP 神经网络方法相比,GA-BP 模型的日人员冷负荷预测平均误差降低 10%左右,日逐时人员冷负荷预测拟合相关系数值提高了 0.1。

    • 李亮,赵星,杜希旺

      2021,37(2):51-60, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.010

      Abstract:

      为客观评估城市绿色交通发展水平,综合考虑绿色交通概念及特征,从交通基础设施、公共交通服务质量和环境影响三个方面选择指标并建立绿色交通评价指标体系,采用主成分分析法与熵权法组合赋权的方式获得指标综合权重,并分别应用灰色关联度模型与云物元模型对南京市绿色交通发展水平进行综合评价,结合灰色关联聚类进行评价结果对比研究。 实例分析表明,两模型的评价结果具有较高的合理性与一致性,且两模型的组合能够兼顾定量与定性分析,较为全面地反映城市绿色交通发展水平。

    • 耿睿,李中奇,杨辉

      2021,37(2):61-66, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.003

      Abstract:

      通过分析动车组的牵引-制动系统,建立动车组的各动力单元的线性模型,考虑到动车组运行过程中空气阻力、未知干扰等非线性因素,将实际输出与线性模型输出的误差描述为未建模动态,将动车组运行过程这一非线性问题描述成为线性模型与非线性未建模动态两部分组成的集成模型, 利用 BP 神经网络在线估计未建模动态项, 利用递推辨识算法在线更新模型参数。在控制器设计中将广义预测控制器、未建模动态补偿器相结合,设计了多变量非线性广义预测控制器。基于 CRH380A 型动车组为对象进行仿真,实现了对给定速度的高精确跟踪控制,以及动车组的准时、舒适、安全的运行要求。

    • 孙斌,陈思伶,杜丽慧

      2021,37(2):67-72, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.02.001

      Abstract:

      合理预测货运量是铁路部门制定列车开行方案及组织管理的基础,在类似突发疫情这种极端事件时,准确预测铁路货运量的数据与变化趋势对铁路工作的开展有重要的参考意义。 建立 ARIMA 模型,利用 2010 年 1 月—2020 年 1 月的铁路货运量正常数据与疫情突发后 2020 年 2 月的异常数据,对 2020 年 3—10 月的铁路货运量进行预测。 结果表明,ARIMA 模型能够结合异常数据对极端事件发生后的铁路货运量进行较精准的预测。

    • 焦卫东,丁祥满,严天宇,闫莹莹

      2021,37(2):73-81, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210419.004

      Abstract:

      利用同一模式类振动观测样本在 FFT 幅值谱特征波形上的整体相似性,提出一种基于频域特征波形模式匹配的故障诊断方法,应用于滚动轴承故障诊断并与一些典型的模式识别诊断法进行了对比研究。 研究发现:当测试样本所属模式类与训练样本相同时,频域特征波形模式匹配的余弦相似度、相关相似度或互信息相似度均达到最大值。 据此确定用于模式分类的特征相似度阈值,分类准确性达到 100%。研究结果表明:基于频域特征波形模式匹配的故障诊断方法不需要繁琐的特征提取,也不需要复杂的分类器设计,仅仅通过简单的频域特征波形模式匹配、特征阈值比较即可实现多个复杂模式的准确分类。 此外,该方法适于解决小样本分类问题,而且分类效率高,自学习能力强,明显优于一些典型的模式识别诊断法,在构建在线的自动故障分类系统方面具有较大的应用潜力。

    • 载运工具装备
    • 杨逸航,肖乾,蔡林珊,杨智峰

      2021,37(2):82-87, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.02.002

      Abstract:

      选取徐兰高铁 1 组道岔作为研究对象,采取个性化道岔钢轨廓形打磨,分析打磨前后轮轨几何关系,并建立车辆-道岔耦合无砟轨道系统动力分析模型,研究对比打磨前后高速列车动力学特性。 结果表明:通过个性化钢轨打磨道岔后,道岔钢轨左右股较为对称,轮轨等效锥度得到优化;列车通过道岔时,轮轨横向力峰值、轮轨磨耗功峰值均显著降低,列车轮轨作用力得到改善;轮重减载率峰值、脱轨系数峰值及轮轨横移量峰值均降低,列车安全性得到显著提升;车体横/纵向加速度峰值及构架横/ 纵向加速度峰值均降低,列车运行稳定性得到提升。

    • 张海,姜琦,肖乾,林凤涛

      2021,37(2):88-93, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.002

      Abstract:

      随着车辆运行里程的增加,车辆稳定性由于轮轨匹配关系的不断恶化而下降。 通过镟修不同轮缘厚度车轮型面改善车辆运行性能, 但不同轮缘厚度的车轮型面与钢轨匹配下的动力学性能都是未知数。 根据 LMB 系列 4 种不同轮缘厚度踏面和 CHN60 匹配,对轮轨接触点位置的变化、接触区域分布进行仿真计算,通过计算接触宽度、接触集中度,分析由于轮对型面而产生的接触几何状态变化规律;结合轮轨接触点运动和轮轨接触带宽变化,定义非线性接触几何关系参数 λTC,λTC 参数描述了 2种及 2 种以上轮轨匹配情况下,服役动车组的稳定性。 研究结果表明:随着轮对轮缘厚度的增加,轮轨接触点在车轮踏面上的接触宽度加大,而其接触集中度降低;随着非线性轮轨接触几何 λTC 参数的增大,车辆动力学参数减小,非线性等效锥度 λG 和 λNP 分别呈现下降和平稳态势。 非线性轮轨接触几何参数 λTC 能很好地表达不同轮缘厚度轮对与钢轨匹配下,服役动车组稳定性, 能准确反映车辆振动响应的变化。

    • 魏科,马庆,唐海兵,王高潮

      2021,37(2):94-102, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.005

      Abstract:

      探明等温局部锻造过程中的材料流动规律,避免宏观成形缺陷并预测微观组织演变,对于实现航空大型钛框承力构件的省力成形一体化制造具有重要意义。从宏微观两个角度出发,回顾了航空大型钛框等温局部锻造成形方面的研究进展。首先给出了锻件在多变形区交互作用下材料跨区流动行为,其次阐述了局部锻造缺陷的形成机制和相应的改善措施,随后预测了不同加载区域钛合金初生 α 相再结晶和晶粒尺寸分布, 最后总结并展望了等温局部锻造省力成形中仍然存在的难题和挑战。

    • 李特特,王琪斌,朴明伟

      2021,37(2):103-109, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.013

      Abstract:

      提速轨道车辆需要开展轮轨关系改进与提速转向架动态设计 MBS 协同仿真研究,正确处理(非)线性的辩证关系,努力维系轮对自稳定理想状态。 CRH5 转向架仅凭 XP55 踏面就实现了轨底坡由 1∶20 到 1∶40 的轨道参数转变,因而安全稳定裕度不充裕是其引进转化所遗留的 1 个固有技术问题。 但是改用 XP55 踏面也带来了诸多技术效果,如低磨耗区域拓宽至 16 mm 并使磨耗轮轨局部密贴型接触的发生概率降低。 在经常性的横风扰动下,轮轨匹配及动态仿真分析表明:钢轨轨头打磨修型至 60N 处理削弱了因上述轮轨关系改进设计所带来的技术效果,进而成为了防风沙动车组 CRH5G 产生磨耗振动的直接原因。 为了增强抵御极端气候影响的稳定鲁棒性能,制订了抗蛇行参数优配方案,明确了 CRH5 的技改方向。

    • 孙亚丽,李花,赵兴,费继友

      2021,37(2):110-115, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.012

      Abstract:

      轨边声学检测系统通常位于铁路两旁,这就使得列车和声学采集装置之间存在高速的相对运动,进而导致所采集到的声源信号受到严重的多普勒畸变干扰,给列车走行部件的声学检测带来了极大的挑战。 针对这一问题,提出了一种声学信号中心时间获取及短周期多普勒校正方法。 文章首先根据莫尔斯声学理论获得了声学信号中心时间处的畸变情况;进而通过匹配畸变信号和理论信号的时频曲线获得了最优中心时间;最后结合所得到的最优中心时间点对接收到的声学信号进行校正,并通过仿真和实验验证了该方法的有效性和正确性。

    • 交叉学科前沿
    • 张泓,范自柱,石林瑞,符进武

      2021,37(2):116-121, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.007

      Abstract:

      通过摄像机等设备在特定场景下的人群计数在智能安防领域具有重大的研究意义。 由于场景中人尺度变化大,背景杂乱,人群遮挡严重,传统的方法在这种场景中往往精度不高。 对此提出了一种基于改进的 Faster-RCNN 人头检测模型,可以对场景中的人进行准确计数。 该模型使用 ResNet101 作为特征提取网络,使用多尺度特征融合模块将提取的特征融合后分层进行检测,这样做的目的是为了检测不同尺度的人。 此外,通过设计先验框的尺寸和使用 Roi-Align 代替 Roi-Pooling 层来进一步提高检测效果。 实验表明, 该方法在 Brainwash 和 HollwoodHeads 数据集上达到了最优的结果, 精度分别达到了 95.3%和 89.1%。

    • 谢克非,李金泽,胡瑞,熊乐,利盛昕,熊震

      2021,37(2):122-126, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210416.008

      Abstract:

      为了全面分析现有的锡基合金瓦和改性四氟乙烯塑料瓦的性能情况,对水轮发电机组常用的锡基合金 ZSnSb11Cu6 推力轴瓦和改性聚四氟乙烯推力轴瓦进行性能实验分析,通过对比锡基合金 ZSnSb11Cu6 和改性聚四氟乙烯的耐温性能、硬度、摩擦磨损性能,分析出推力轴瓦的最优耐温值、硬度值和摩擦磨损情况。 进一步验证改性聚四氟乙烯推力轴瓦材质性能优越性, 为不同种类、大小的传统锡基合金瓦电站提供有价值的技改性能参考数据。

    • 张才松,欧柯汝,项海飞,汪瑞宇,章家立

      2021,37(2):127-135, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210419.003

      Abstract:

      以含羧基的 NAN 为基体,用质子酸掺杂的方法合成纤维状的 NPAN,再利用原位聚合法在 NPAN 表面上接枝 Ag3PO4,制备了一系列 NPAN 含量不同的 NPAN/Ag/Ag3PO4 复合材料。 通过 FT-IR、XPS、Raman、TEM、TG、PL 等检测手段对材料的结构、 形貌等进行分析,并利用光催化降解 RhB 染料实验对其光催化性能进行了研究。 结果表明:10wt% NPAN/Ag/Ag3PO4 复合材料对 RhB 染料的降解效率最高,达到 97.6%,并经过 5 次循环后其光催化降解 RhB 染料效率仍能达到 93.6%,而单纯 Ag3PO4 的降解效率却由 83.2%下降至 54.12%。 最后,通过活性物质捕获实验探究了其催化机理,证明了其催化活性主要来源光生空穴与·O2-的强氧化性。

    • 童祯恭,付龙望,李俊

      2021,37(2):136-141, DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.02.003

      Abstract:

      为了掌握各下垫面污染物的历时变化规律,以南昌市某高校为研究区域,选取学校主干道、学生宿舍区主干道、学校休闲广场及学生宿舍屋顶 4 种下垫面,针对单一降雨事件,对不同下垫面的 SS,COD,TN 及 TP 污染物随降雨时间的变化规律进行分析,了解污染物随降雨历时的变化过程。 结果表明,不同下垫面、不同场次降雨的水质变化范围和变化规律均有所不同,降雨径流污染物浓度整体上呈衰减态势,且前期衰减速率较快,后期衰减速率较为平缓;分析得出了 4 种不同下垫面降雨径流中的主要污染物。

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