• 2020年第37卷第3期文章目次
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    • >特约文章
    • 超声波清洗技术及设备研究进展

      2020, 37(3):1-9. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.001 CSTR:

      摘要 (980) HTML (0) PDF 1.71 M (9050) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章论述了超声波清洗技术在理论研究以及设备研制应用方面的进展。 首先讨论了超声波清洗中空化效应的观测、空化气泡的运动特性以及空化强度的测量等方面的研究,并重点从数值模拟以及实验分析两方面介绍了频率、功率、温度等因素对超声波清洗效果的影响规律。 然后是清洗设备中对于换能器指向性和匹配网络问题研究的论述以及近年来对频率自动跟踪技术的研究现状,并介绍了在各领域中采用不同超声波清洗技术的应用。 最后,针对超声波清洗技术研究现状中存在的问题,提出超声波清洗技术今后的研究建议以及设备研制的方向。

    • >交通科学与工程
    • 基于高频率测量数据的钢轨精确打磨方法

      2020, 37(3):10-19. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.002 CSTR:

      摘要 (217) HTML (0) PDF 1.62 M (1929) 评论 (0) 收藏

      摘要:移动式钢轨廓形检测系统能够对线路钢轨进行全区段的连续、高频率测量,获得里程位置准确的高精度钢轨廓形三维图像,但如何利用这些钢轨廓形数据进行精确打磨尚没有成熟的方法。 为此,提出了一种基于高频率测量数据的钢轨精确打磨方法,通过实测廓形与目标廓形对比得到所需打磨量随里程的变化曲线,然后进行轨头精细化分区、打磨里程分段,最终得到整个测量区间的精确打磨方案,通过在京沪高铁虹桥线路进行现场试验,证明该方法能够实现钢轨精确打磨。 最后还提出一种钢轨廓形相似指数 PSI(profile similarity index),对钢轨打磨前后的廓形进行了评判。 结果表明,PSI 能够量化反映实测廓形与目标廓形的相似程度,直接准确地评估打磨作业效果。

    • CRTSⅠ型轨道板拨轨更换轨温差限值研究

      2020, 37(3):20-26. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.003 CSTR:

      摘要 (239) HTML (0) PDF 1.27 M (1264) 评论 (0) 收藏

      摘要:以沪宁城际客运专线 CRTS Ⅰ型板式无砟轨道大修拨轨换板作业为背景,建立高速铁路钢轨—扣件系统三维有限元模型,将仿真结果与现场实测数据进行比对验证了模型的有效性,并利用该模型研究分析了高速铁路板式轨道换板大修作业时直线段和半径 7 000 m 曲线段中施工轨温与锁定轨温温差对钢轨应力和变形的影响规律。 根据模型分析得出的温差-应力变化规律,以钢轨允许应力限值 377.78 MPa 为依据,推得施工时钢轨轨温与锁定轨温温差允许范围:直线段应在-33.46~43.95 ℃ 范围内,曲线段内轨应在-23.35~42.78 ℃范围内,曲线段外轨应在-25.69~39.08 ℃范围内。

    • 地铁杂散电流腐蚀评估及建模分析的研究现状

      2020, 37(3):27-36. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.004 CSTR:

      摘要 (256) HTML (0) PDF 1.45 M (2141) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着我国地铁铺设里程的不断增加,钢筋混凝土、埋地管道等基础设施被广泛应用于地铁系统。 地铁杂散电流泄漏会对基础设施造成严重破坏,混凝土钢筋和埋地金属的腐蚀问题值得城市运维部门的高度关注。 分别从杂散电流作用下的金属腐蚀,杂散电流建模分析等方面,系统介绍了国内外对杂散电流金属腐蚀研究的现状和进展,并对杂散电流建模方案进行了比较与展望。

    • 基于堆叠去噪自编码器的桥梁损伤定位方法研究

      2020, 37(3):37-43. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.005 CSTR:

      摘要 (146) HTML (0) PDF 1.48 M (1269) 评论 (0) 收藏

      摘要:现有的损伤识别方法面对大量的桥梁健康监测数据存在处理能力有限、提取的信息不能全面反应桥梁的健康状态的问题。利用深度学习在大数据方面的优势,提出一种基于堆叠去噪自编码器的桥梁损伤定位方法。以一简支梁桥有限元模型算例对该方法进行验证,提取该桥 L/5,2L/5,3L/5,4L/5 处的竖向加速度时程响应值,并针对每一个时刻建立上述节点的加速度矩阵(4×1),然后将经过预处理的矩阵送入堆叠去噪自编码器进行特征提取完成模型训练,最后将测试样本送入该模型进行分类,完成损伤定位任务。 结果表明本文提出的方法相比于传统的机器学习方法具备定位准确率高和抗噪性能好的优势,在今后的桥梁结构损伤识别领域具有一定的参考价值。

    • >交通管理与控制
    • 基于深度学习的高速磁浮轨道不平顺预估

      2020, 37(3):44-51. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.006 CSTR:

      摘要 (407) HTML (0) PDF 1.55 M (2081) 评论 (0) 收藏

      摘要:轨道不平顺是列车振动的主要激扰源,对行车的安全性和乘客舒适性造成直接影响。 以实测的轨道不平顺为基础,结合高速磁浮 TR08 型车辆结构特点以及深度神经网络的基本原理, 利用 TensorFlow 构建神经网络表征轨道不平顺与车辆振动加速度的关系。提出了一种通过测量振动加速度进而构建神经网络实现对不平顺检测的方案。研究结果表明,深度神经网络预测的轨道不平顺值与真实值相对精度超过 99%,且能够同时对高低和水平不平顺进行测量,为轨道不平顺测量新方法提供了理论基础。

    • 基于网络拓扑及交通特性的城市路网弹性评价

      2020, 37(3):52-59. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.007 CSTR:

      摘要 (393) HTML (0) PDF 1.91 M (2781) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地应对城市道路的局部灾害,需对城市路网的抗灾能力进行评价。 文章回顾了路网弹性的内涵,从路网拓扑结构和路网交通特征两个层面出发,提出路网弹性指数的概念并给出了量化方法:① 基于复杂网络理论,分析了城市道路网络拓扑结构的特性,构建了基于节点度、中介中间度、接近中间度的节点拓扑指数;② 基于交通量和富余饱和度指标构建了节点交通指数,并提出计算模型。

    • 基于结构熵的铁路货车制造企业组织结构优化评价

      2020, 37(3):60-65. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.008 CSTR:

      摘要 (193) HTML (0) PDF 1.74 M (1355) 评论 (0) 收藏

      摘要:组织结构扁平化是铁路货车生产企业提升管理效率的重要手段。 文章利用结构熵模型,对比分析了传统组织结构与扁平化组织结构的有序度,计算了两种组织结构的时效熵和质量熵。 研究发现扁平化组织结构的时效熵、质量熵均高于传统组织结构,相应地,其有序度更优;实际运营表明,扁平化组织结构可以通过重新构建薪酬分配体系、整合相关职能、提升生产节拍、减少生产用工,解决企业各单位薪酬分配不平衡问题、部室车间部分管理职能重叠问题,降低制造成本。

    • 区域多机场系统辐射域竞争均衡模型研究

      2020, 37(3):66-73. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.009 CSTR:

      摘要 (259) HTML (0) PDF 1.74 M (1632) 评论 (0) 收藏

      摘要:辐射域竞争与协同态势,体现了多机场系统内各机场的竞争力。 本文基于 Lotka-Volterra 模型对区域多机场系统内的交叉腹地进行竞争均衡研究,以机场综合实力为影响因子,选择各机场在交叉腹地的市场份额为因变量,求解两机场间的竞争稳定状态及满足条件。以长三角机场群内南京禄口机场、杭州萧山机场的腹地交叉区域为例,对其进行数值仿真。结果表明,当两机场间的综合实力比值均大于腹地交叉区域旅客对相应机场的需求量时, 两机场将实现各自在辐射域交叉部分的竞争均衡。 这为机场提升自身在区域多机场系统内的竞争力提供了一种理论分析方法。

    • 基于改进SLP方法的铁路物流中心布局规划研究

      2020, 37(3):74-83. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.010 CSTR:

      摘要 (410) HTML (0) PDF 1.75 M (4000) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁路物流中心是铁路货运与外界连接的枢纽,其内部布局关系货物在其中运转的效率,对整个铁路货运的流畅性有着至关重要的影响。 本文在对铁路物流中心功能分区的基础上,对功能区布局方法进行对比分析,提出基于改进 SLP 的功能区布局方法,以相互关系最大和总体搬运成本最小为优化目标,对几何和功能两方面进行约束,建立多目标优化模型,运用 NSGA-Ⅱ 进行求解,得到最优方案解集,最后运用 AHP 模糊综合评价方法进行评价对比,选出最优布局方案。 并以 S 市铁路物流中心为案例,验证了方法的科学性和可行性。

    • 基于DEA的城市轨道交通车站匹配性研究

      2020, 37(3):84-91. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.011 CSTR:

      摘要 (248) HTML (0) PDF 1.66 M (1139) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于 DEA(数据包络分析)对城市轨道交通车站匹配性进行评价,并对其影响因素进行分析。主要选取大连市的 5 个城市轨道交通非换乘车站作为研究对象,通过实地调研获取相关数据,分析车站设施设备的匹配性情况。 研究结果表明,车站设施综合效率较低的主要原因是客流产出不足、车站设施设备存在资源浪费,并根据各决策单元在生产前沿面上的投影,给出对应指标的调整值。 对指标灵敏度进行分析得出:自动扶梯个数、楼梯宽度和自动扶梯通行能力匹配度对城市轨道交通车站匹配性有影响,其中楼梯的使用效率最低,宽度影响程度最大。

    • 点汇聚系统的设计概要与应用展望

      2020, 37(3):92-101. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.012 CSTR:

      摘要 (143) HTML (0) PDF 2.03 M (1273) 评论 (0) 收藏

      摘要:点汇聚系统作为一种新型的进近飞行程序自 2006 年欧洲控制实验中心提出以来就受到广泛的国际关注。 本文对点汇聚系统的设计概要和应用进行了综述,首先介绍其构成要素,回顾其全球案例,总结其优势;然后从高度、速度、角度与距离等分析了点汇聚系统的设计参数;梳理了实际设计参数与设计原则;最后从多层点汇聚系统、融合 CDA 的点汇聚系统及基于 4D 航迹的点汇聚系统展望了点汇聚系统的未来发展趋势。

    • >学科基础与前沿
    • 基于骨料形态的细观混凝土建模与裂缝研究

      2020, 37(3):102-109. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.013 CSTR:

      摘要 (253) HTML (0) PDF 2.25 M (1718) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更精确地模拟混凝土裂缝的扩展,提出了一种基于真实骨料形态的二维混凝土细观建模方法。 该方法利用图像处理获取真实骨料的几何轮廓,通过骨料轮廓点在平面中的随机移动,形成真实骨料的随机生长。 此外,建立了“先投放多边形-后投放外接圆”的骨料侵入判别方法,简化复杂多边形的侵入判断过程。 通过三点弯曲梁数值模拟,分析了骨料椭圆度对裂缝路径扩展和宏观性能的影响,结果表明:骨料椭圆度越大,梁的抗弯极限强度越小,残余强度越大,对裂缝走向的导向和阻裂效应越明显。

    • 气动式主动顺应去毛刺工具研究

      2020, 37(3):110-116. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.014 CSTR:

      摘要 (119) HTML (0) PDF 1.97 M (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种气动式主动顺应去毛刺工具,并进行建模仿真和实验对比分析。 设计的工具在轴向和径向均主动可控,使用线性气动执行器来控制轴向力,并与测量轴向高度的线性编码器集成,通过与角度传感器集成的气动环形驱动器来进行径向力控制,两个顺应系统通过万向节结构实现混合控制。对工具进行动态建模和分析,根据超弹性理论采用 Arruda-Boyce 本构模型并基于施加在工具尖端上的力和因力作用而引起的位移来确定轴、径向刚度,通过 ANSYS Workbench 进行刚度模拟计算再由实验验证仿真结果,证明该去毛刺工具在作业过程中可以自由浮动,具有主动顺应性的同时还能根据轴向和径向上所受压力提供与之相适应的刚度,减小作业中的振颤与干扰,保证加工精度。

    • 基于Agent的变电站通信研究

      2020, 37(3):117-126. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.015 CSTR:

      摘要 (135) HTML (0) PDF 1.92 M (1141) 评论 (0) 收藏

      摘要:多智能体(Agent)系统能有效解决分布式问题,电力系统属于分布式结构。 文章以智能变电站为研究对象,将 Agent 技术与 IEC 61850 标准相结合,分析了 Agent 技术解决 IEC 61850 通信时可能的通信对象冲突问题。 将 IED 设备作为 Agent,在相同局域网内通过实现多 Agent 自治算法协调系统,设置消息过滤和创建轮询 Agent,来避免通信的混乱;在不同局域网间依靠 TCP/IP 协议传输消息,解决了变电站复杂的分布式通信问题。

    • 盾构刀盘数字化集成设计研究

      2020, 37(3):127-134. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.016 CSTR:

      摘要 (183) HTML (0) PDF 2.19 M (1771) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统方式对复杂的盾构刀盘参数化模型进行结构分析与优化时,需要大量的手动干预,整个分析过程冗繁且效率低下。 针对这一缺陷,提出刀盘结构参数化设计和自动分析与优化的方法。 基于参数化盾构刀盘建模系统,通过建立简化规则和评判标准,自动实现盾构刀盘参数化模型简化;应用二次开发原理与数据库技术,开发 SolidWorks 与 ANSYS 之间的通用化信息接口,实现参数化设计和有限元分析一体化的功能。 算例运行表明:通过输入关键参数,所开发的试验系统不仅可完成整个盾构刀盘的结构设计,而且还能实现其模型的结构分析与结构优化,极大地减少了产品设计和优化的工作量,缩短了其研发周期。

    • 基于自权值线性判别分析算法的图像处理研究

      2020, 37(3):135-142. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2020.03.017 CSTR:

      摘要 (155) HTML (0) PDF 2.08 M (1357) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于传统的线性判别分析(LDA)算法未考虑数据从高维空间嵌入到低维子空间中样本之间的相似性,导致该算法在处理非高斯分布数据时不能取得较好的效果,为此,本文提出了一种改进的自权值线性判别分析算法。 改进的模型通过将样本对之间的距离分布转换为样本点之间的权值以区分样本之间的差异性,使模型考虑数据从高维空间嵌入到低维子空间中隐含的局部流形结构,进而提高模型处理非高斯数据的能力。 通过人工合成数据和真实数据对改进的模型进行实验验证,表明改进的自权值算法在一定程度上可以改善传统 LDA 在处理非高斯数据上的降维性能。

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