• 2019年第36卷第3期文章目次
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    • >交通科学与工程
    • 半堤半堑路况上横风下高速列车气动特性研究

      2019, 36(3):1-6. CSTR:

      摘要 (249) HTML (0) PDF 1.07 M (1537) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究在半堤半堑过渡段上行驶的高速列车在横风下的气动特性,以 3 编组高速列车作为研究对象,结合 SST k-ω 两方湍流方程,采用流体仿真软件 Fluent 对行驶速度分别为 250,300 km/h 和 350 km/h,横风风速分别为 15,20,25 m/s 下半堤半堑路况上高速列车的气动特性进行了仿真研究。 研究结果表明,在相同风速与相同车速下,头车受到的侧向力和倾覆力矩最大, 中间车受到的气动升力最大;随着车速与风速的增大,各列车的气动特性值均有不同程度的增大;风速对列车侧向力和倾覆力矩的影响大于车速的影响。

    • 强侧风对时速350km高速列车气动性能影响分析

      2019, 36(3):7-15. CSTR:

      摘要 (254) HTML (0) PDF 6.47 M (1755) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用 NURBS 曲面设计方法完成对某型高速列车头车的三维数字化设计建模,基于三维定常不可压的黏性流场 N-S 及 k-着方程湍流模型,利用有限体积数值模拟方法分析计算出列车的速度阻力函数关系,同时针对列车在不同风向角的强侧风环境中运行时压力场和速度场做了进一步研究。 研究发现:在无风明线上运行时列车所受空气阻力与运行速度的平方成正比, 侧风运行时随着风向角的扩大空气阻力系数呈现先增大后逐渐下降的变化趋势。 流场分布结构复杂不规律,当侧风情况较为严重时正压区主要分布在迎风侧,负压区主要分布在背风侧和车顶部位,且负压表现更为强烈,列车前端滞止点向迎风侧发生偏移,致使迎风侧与背风侧产生巨大压差。

    • 基于相空间重构的CRTSII型轨道板温度梯度预测分析

      2019, 36(3):16-23. CSTR:

      摘要 (139) HTML (0) PDF 1.33 M (1539) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究和预测 CRTSII 型轨道板非线性温度梯度随时间的变化规律,达到及时预警和降低轨道板病害发生的目的。 本文运用 C-C 方法对 CRTSII 型轨道板非线性温度梯度时间序列进行最优相空间重构;在相空间重构的基础上,采用有反馈和记忆功能的 NARX 动态神经网络对非线性温度梯度时间序列进行预测分析。结果表明:基于对 CRTSII 型轨道板温度梯度时间序列的最优相空间重构,利用 NARX 动态神经网络方法对未来时间 T=30 酌·tau,酌=1,2,3,…,内的 CRTSII 型轨道板温度梯度进行预测。 当酌=1时,即 2016-11-17T08:00/2016-11-17T13:00 时间内共 11 个部分采样节点的温度梯度预测结果表明,预测值与真实值有较好的吻合度。 所以该方法在 CRTSII 型轨道板的非线性时间序列系统预测中具有一定的科学价值和实用价值。

    • 合肥轨道交通沿线新老黏土特性比较分析

      2019, 36(3):24-31. CSTR:

      摘要 (282) HTML (0) PDF 1.70 M (1461) 评论 (0) 收藏

      摘要:合肥轨道交通 1~5 号线浅埋暗挖隧道穿越地层黏土主要是全新世黏土和晚更新世黏土,根据形成年代的早晚可以称之为新黏土和老黏土,两种黏土的工程特性存在差异,主要表现为老黏土具有膨胀性而新黏土不具有膨胀性,为了更深入地了解造成两种黏土特性差异的原因,依据合肥轨道交通沿线勘查资料,统计了两种黏土的物理力学参数,并对两种黏土的物理力学参数特征进行了比较分析,得到了两种黏土特性存在差异的初步结论;分别对两种黏土的物理力学参数进行了相关性分析;从微观角度揭示了新、老黏土结构的特点和差异,解释了两种黏土的微观结构对其工程性质的影响。 得出结论:合肥地区新、老黏土在亲水性、压缩性和抗剪强度等物理指标上存在明显差异,以及新、老黏土微观结构不同,是造成两种黏土工程特性差异性的原因。

    • 渔寮隧道围岩内部位移与支护结构受力分析

      2019, 36(3):32-38. CSTR:

      摘要 (314) HTML (0) PDF 1.64 M (2043) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于风化节理岩层中渔寮隧道的实测围岩应力,围岩变形以及支护结构受力等数据,结合解析公式计算以及数值模拟的结果,从围岩松动圈半径,支护结构变形与受力评价了围岩稳定性与支护效果。 结果表明:渔寮隧道出口段围岩条件较好,最大围岩内部变形达 7.71 mm,推测拱顶松动围圈岩厚度半径达 3.1 m,拱腰、拱肩处松动圈围岩厚度大于 4.0 m,锚杆轴力的分析反映出围岩松动范围内的锚杆受力较大;支护结构受力特征分析表明因隧道拱顶、仰拱处围岩变形较大而传递给支护结构的附加荷载导致其受力增加;数值计算结果显示不同工序打设的锚杆变形存在明显区别。 基于围岩变形规律与支护结构受力分析结果,提出了相应的施工措施与支护结构优化意见。

    • 基于加权影响矩阵的提篮拱初张索力确定方法研究

      2019, 36(3):39-45. CSTR:

      摘要 (279) HTML (0) PDF 1.33 M (1257) 评论 (0) 收藏

      摘要:大跨提篮拱吊杆初张索力确定过程中,因其空间结构及受力复杂,容易出现顾此失彼的情况。 以某 450 m 特大跨钢箱提篮拱为工程背景,初张索力求解过程中对影响矩阵增加加权系数,通过 Matlab 求解加权后方程的最小二乘解,经过少量的迭代运算,索力差值即趋于稳定,计算成桥索力与设计成桥索力的相对误差最大为 0.28%。 加权影响矩阵作为一种加速收敛的方法,吊杆索力收敛速度较为均匀,对类似桥梁成桥索力的确定或索力二次调整提供了一种新思路。

    • >交通管理与控制
    • 基于信号控制的左转车道等候段长度研究

      2019, 36(3):46-54. CSTR:

      摘要 (257) HTML (0) PDF 1.03 M (1622) 评论 (0) 收藏

      摘要:左转弯专用车道等候段的设计能够明显改变交叉口的运行效率,但目前国内外的设计规范以及现有研究文献并未建立通用的等候段长度计算模型,这会导致实际的设计可能不合理或存在危险性。 基于车辆到达分布情况和排队论方法,分析不同情况下左转专用车道的最不利条件,确定在保护相位和许可相位下左转弯车道等候段长度计算模型,并利用 C 语言将计算模型程序化,便于设计人员使用。 最后以北京某交叉口为例,利用 VISSIM 仿真验证新建模型的合理性,结果表明相比于设计规范和已有研究模型,该模型能够有效地减少在交叉口排队车辆的延误时间,提高交叉口的运行效率。 因此该左转弯专用车道等候段长度计算模型可以有效地应用于实际交叉口左转弯专用车道的设计中。

    • 大机捣固养修作业计划多目标决策模型

      2019, 36(3):55-63. CSTR:

      摘要 (228) HTML (0) PDF 1.47 M (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种以轨道几何状态和养护维修作业成本为子目标函数的大机捣固养护维修作业计划多目标决策模型,其中轨道几何状态最优子目标函数依据轨道高低不平顺恶化模型及恢复模型建立,养护维修作业成本最优子目标函数包括计划性养护费用、固定费用、事后养护费用、舒适性损失费用。采用改进的 NSGA-Ⅱ算法对模型进行求解,并编写了相应的 MATLAB 程序, 选取一沪昆上行线区段对模型及算法进行了验证分析。 结果表明:所提出的大机捣固养护维修作业计划多目标决策模型能够提供多个养护维修维护计划方案,且对于初始高低不平顺较大且轨道结构状态恶化较快的区段优先安排养护维修作业;对于初始高低不平顺较小且轨道结构状态恶化较慢的区段,将其维修安排在年度计划的后期,或者不予安排维修作业。

    • 基于蒙特卡洛模拟方法的飞机融资租赁租金定价研究

      2019, 36(3):64-71. CSTR:

      摘要 (209) HTML (0) PDF 961.65 K (1786) 评论 (0) 收藏

      摘要:为加强承租双方对项目决策与风险管理的水平,根据飞机融资租赁的特点,以出租人的成本加成法构建了不确定环境下成本变动的租金定价模型,基于蒙特卡洛模拟方法评估了在不同利率环境下的飞机租赁租金;同时,考虑承租人对租金价值的认知能力,计算了承租人所能接受的最高租金。 假设承租人接受出租人对承租人认知导向型定价所报租金,求解租金的理论价格与出租人能够实现期望利润的概率。 结果表明,租金的理论价格是收敛的,当出租人在向承租人报价后,若经济环境变化导致出租人项目初始投资额的增加,出租人能够实现期望收益的概率将显著降低;当承租人在接受出租人所报租金后,若承租人的收入减少或成本增加,将导致承租人项目风险的增加。 出租人应该加强对初始投资额变动的风险控制;承租人加强收入管理与成本控制,进而减少飞机租赁市场交易的风险。

    • 多旋翼无人机目标跟踪系统设计

      2019, 36(3):72-79. CSTR:

      摘要 (314) HTML (0) PDF 1.95 M (1946) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多旋翼无人机对地面移动目标的跟踪问题,考虑到移动目标由于外界因素变化导致跟踪丢失等情况,以视觉相机采集地面目标的图像信息作为系统输入,采用颜色特征提取结合 TLD 目标跟踪的改进算法,用以准确稳定的跟踪目标,获得目标的位移信息。 通过对位置内外环串级 PID 控制器的设计,以目标与无人机间的水平位移差作为控制器的输入,由位置姿态控制器控制电机输出实现无人机位置变换,以保证目标能够始终位于机载相机视野的中心区域附近,实现无人机对目标的自主跟踪。 最后通过实验分析,验证了所设计的系统能够准确稳定的跟踪到目标。

    • >学科基础与前沿
    • 局部腐蚀对圆钢管混凝土柱轴向承载力的影响分析

      2019, 36(3):80-90. CSTR:

      摘要 (274) HTML (0) PDF 6.11 M (1682) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用有限元软件 ABAQUS 对 26 根局部腐蚀圆钢管混凝土在轴压荷载作用下进行数值计算并与未腐蚀构件做对比,系统地分析和考察局部腐蚀的位置、局部腐蚀间的环向夹角与母线距离对钢管混凝土轴压力学性能的影响规律,确定三因素分别作用下的最不利情况。 分析结果表明:对于单个蚀坑,蚀坑位于构件中间时构件的轴压承载力最低,越远离构件中部,承载力越大;对于两个蚀坑,构件的轴压承载力随蚀坑间环向夹角的增大而增大,随母线距离的增大呈先增大后减小的趋势。 本研究成果对钢管混凝土在服役过程中的防护具有参考价值。

    • 电网电压不平衡下MMC-HVDC协调控制策略

      2019, 36(3):91-98. CSTR:

      摘要 (339) HTML (0) PDF 2.13 M (2123) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高压直流输电下的电网电压不平衡问题,传统控制策略采用分开抑制负序电流和功率波动,增加了控制的难度,降低了电网稳定性。 针对电网电压不平衡问题,文中首先引入功率调节因子,实现电流与功率的协调控制。 进一步将比例降阶矢量谐振控制器(PI-ROVRC)作为电流内环控制,比例-积分控制器对电网电流的直流分量实现无静差控制,ROVRC 对电网电流中的交流分量进行无差跟踪控制,从而提高 MMC 交流侧的电流质量。 对电网电压不平衡时交流侧的过流问题进一步探讨, 采用修正有功功率指令值的方法, 将故障时的电流幅值限制在指定范围内, 从而提高系统的动态性与可靠性。 最后通过 PSCAD/EMTDC 仿真平台进行仿真验证,结果表明所提控制策略与仿真相符,证明了所提方案可行性和有效性。

    • 酸洗废液制备纳米铁酸锌及光催化实验研究

      2019, 36(3):99-103. CSTR:

      摘要 (339) HTML (0) PDF 1.22 M (1295) 评论 (0) 收藏

      摘要:以铁作还原剂、氯酸钠作氧化剂预处理盐酸酸洗废液,利用共沉淀法制备铁酸锌(ZnFe2O4)前驱体,而后在不同温度下煅烧得到纳米 ZnFe2O4 晶体,将 ZnFe2O4用于光降解玫瑰红 B 染料的实验研究中。结果表明,高温条件下制备的纳米 ZnFe2O4 具有较好的晶型和分散性, 同一温度下煅烧得到的产品粒径均匀。 在对玫瑰红 B 模拟废水的光催化处理中,0.2 g/L 的 ZnFe2O4 用量,表现出较好的催化性,经 4 次重复实验后,其催化效率仅降低 10%左右,表明 ZnFe2O4 具有良好的稳定性。

    • 典型地震波作用下海洋平台振动抑制研究

      2019, 36(3):104-110. CSTR:

      摘要 (274) HTML (0) PDF 3.35 M (1828) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为重要的海上作业装备,海洋平台抗震性能的优劣得到了广泛的关注。 为了提高海洋平台的抗震能力,提出了拓展的调谐质量阻尼器(extended tuned mass damper,ETMD)控制方法,该方法将海洋平台和平台设备之间采用弹性阻尼联接,区别于传统海洋平台的设备刚性联接方式。 通过建立含有 ETMD 抗震系统的海洋平台的有限元模型进行仿真实验研究。 分别以海洋平台的低阶固有频率作为被控频率,对 3 种典型地震波载荷作用下海洋平台的抗震性能进行比较分析。仿真实验表明,在 3 种典型地震波的作用下,海洋平台的导管架、下层甲板、中层甲板和上层甲板的振动均能得到显著的抑制,振动平均减小率都在 52.86%以上,海洋平台最大振动平均减小率在 x 方向可达 89.91%,减振效果最明显。

    • 基于红外图像处理的变电设备热故障自动诊断方法

      2019, 36(3):111-118. CSTR:

      摘要 (321) HTML (0) PDF 1.07 M (2273) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对变电设备热故障的诊断与定位问题,提出一种红外图像自动诊断方法。 该方法利用二维 Otsu 阈值法对区域生长算法进行改进,以解决背景繁杂图像的目标提取问题;在分析反映设备外形特征的像素统计图的基础之上,根据极值规律实现对目标设备结构区域的划分;依据结构划分结果和故障诊断判据,最终实现变电设备热故障的精细化诊断与定位。 实验表明,该方法在无人工干预的条件下较好地实现了变电设备的热故障诊断与定位,大大提高了故障诊断的效率和准确率。

    • 含除冰剂的沥青性能研究

      2019, 36(3):119-124. CSTR:

      摘要 (298) HTML (0) PDF 1.29 M (1174) 评论 (0) 收藏

      摘要:在沥青路面中添加炭黑以及自主研制的除冰剂可以减少沥青路面由于冻胀或温度应力产生的裂缝造成的路面磨损,对改性沥青性能进行针入度、软化点、延度和马歇尔试验等评定。 结果表明,随着炭黑含量的增加,沥青的针入度和延度呈减小趋势,软化点稍有降低;当炭黑的含量为 10%时,沥青的改性效果最好。 当制备的除冰剂和炭黑复合加入到沥青中,沥青芯样有一定的防腐和防冻性能;改性后的沥青混合料稳定度和流值都增加,增加了沥青路面的耐磨性能。

    • >学科交叉
    • 基于双重差分倾向匹配法的农村金融创新试点政策效果研究

      2019, 36(3):125-134. CSTR:

      摘要 (254) HTML (0) PDF 1.11 M (1106) 评论 (0) 收藏

      摘要:人民银行和银监会于 2008 开展了农村金融创新试点工作,旨在推进农村地区金融深化和经济发展。 为了检验该政策实施的效果,文章基于 338 个城市 2007—2011 年的面板数据,采用双重差分倾向匹配法(PSM-DID),在消除样本选择偏误和控制潜在的异方差及序列相关问题的基础上进行了分析。 结果表明,此项创新试点工作对试点地区的各种经济指标产生了异质性的影响,对于贸易结构的正面影响最为明显,提高了农产品在出口中的比例,对于其他指标的影响相对不明显。 基于此分析, 农村地区金融深化和经济发展,已经取得一定的成绩但还需要政策的进一步推动。

    • 基于改进生成系数法的西非外贸集装箱生成量测算

      2019, 36(3):135-142. CSTR:

      摘要 (317) HTML (0) PDF 1.09 M (1456) 评论 (0) 收藏

      摘要:为对西非物流现状进行客观准确判断,且对其未来发展需求做进一步判断。 文章提出利用改进的集装箱生成系数法来对西非外贸集装箱生成量进行测算,通过对世界银行、国际货币基金组织及联合国等世界相关组织对西非经济的判断总结了西非各国的经济情况,以此进行判断未来经济发展趋势。 根据西非各国对外贸易的基本情况,选用集装箱作为代表货种,在对外贸总额、经济增长率、集装箱箱化率、适箱货比例以及适箱货重量系数等多因素变量进行标定的基础上,应用改进的集装箱生成系数法对西非外贸集装箱生成量进行测算,判断西非各国的物流需求。 并在此基础上结合经济发展趋势对未来西非集装箱生成量进行预测,对西非区域的域内交通发展,沿海港口建设以及进一步的物流规划作参考依据。

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