• 2021年第38卷第1期文章目次
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    • >特约文章
    • TiO2-CNTs/FeNi36激光熔覆复合涂层制备研究

      2021, 38(1):1-7. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.001 CSTR:

      摘要 (232) HTML (0) PDF 3.41 M (1598) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用激光熔覆技术制备了 TiO2-CNTs/FeNi36 复合涂层,研究了核壳式 TiO2-CNTs 增强体对激光熔覆复合涂层孔洞、微观结构和摩擦学性能的影响。 结果表明:核壳式 TiO2-CNTs 增强体的加入大大减小了复合涂层中孔洞数量和尺寸,有效抑制了涂层大孔洞的产生;增强体的加入没有改变因瓦合金基体物相组成,基体合金仍为 [FeNi]奥氏体单相。 随着增强体含量的增加, 复合涂层基体合金的晶格常数逐渐减小,然后保持稳定;复合涂层维氏硬度逐渐增加,然后趋向稳定,最大值为 315 HV,约为单一因瓦合金涂层的 2.5 倍;当增强体含量为 1.5 wt%,磨损率最低,较单一因瓦合金涂层降低了 60%,复合涂层摩擦学性能得到了提高。

    • >交通基础设施
    • CRTSⅢ型板式无砟轨道减振过渡段动力特性分析

      2021, 38(1):8-16. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.002 CSTR:

      摘要 (234) HTML (0) PDF 3.55 M (1668) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对高速铁路 CRTSⅢ型板式无砟轨道减振地段与非减振地段的刚度过渡段进行研究,基于车辆-轨道耦合动力仿真分析,在各级过渡段减振垫刚度按双倍递减的情况下,讨论过渡段范围每一级过渡长度和过渡级数对轮轨动力响应的影响。 研究结果表明:当过渡级数一定,每一级过渡长度采用 3 块轨道板长度(约 15 m),轮轨力幅值、过渡段与减振地段交界面板缝两侧扣件下压力差值、车体垂横向加速度幅值、脱轨系数及轮轨减载率均最小,且钢轨挠曲变化率、列车运行品质和稳定性满足相关限值要求;当每一级过渡长度一定时,过渡级数采用 3 级,轮对垂向位移突变值、轮轨力幅值、钢轨挠曲变化率幅值、板缝两侧扣件下压力、过渡段与非减振地段交界面板缝两侧的错台量和扣件下压力差值均最小,且钢轨挠曲变化率、列车运行品质和稳定性满足相关限值要求;过渡段范围内,列车在经过轨道板缝时存在较大的轮轨冲击作用,尤其在各级过渡段的交界面,轮轨冲击作用更加显著,建议加强对板缝、各级过渡段交界面附近扣件系统的养护和核查。

    • 基于Kelvin链率型模型的混凝土徐变有限元计算

      2021, 38(1):17-22. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.003 CSTR:

      摘要 (254) HTML (0) PDF 4.97 M (2211) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于混凝土徐变固结理论,推导出一种计算混凝土徐变的递推格式,递推过程可以结合使用有限元商用软件来完成。 首先,基于 Kelvin 链模型,将徐变 Volterra 积分方程转化为率型徐变积分微分方程;其次,将时间进行离散,通过引入中间变量, 把率型徐变积分微分方程转化为可递推计算徐变方程;再次,使用可递推计算徐变方程,结合应力应变增量弹性本构关系,建立考虑复杂应力状态下混凝土徐变分析的包含初应变的应力应变增量弹性本构关系。 在此本构关系基础上,构建初应变弹性结构有限元分析模型;最后,作为应用,对 Ansys 有限元商用软件进行二次开发,用 Fortran 语言修改 Ansys 软件中材料本构子程序 Usermat,并用其计算了一些现有算例。 计算结果表明,研究结果与现有算例结果吻合优良。 研究方法无需记录应力历史, 大大提高计算效率,亦为复杂结构混凝土的徐变计算提供了另一条有效途径。

    • 沥青自愈合阶段组分扩散的分子动力学研究

      2021, 38(1):23-28. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.004 CSTR:

      摘要 (248) HTML (0) PDF 2.02 M (2098) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究沥青在自愈合时各组分的扩散行为,采用分子模拟的方法,利用沥青四组分分析法建立沥青分子模型,并用沥青分子建立裂缝模型。 模拟了不同温度、压强和老化条件下沥青四组分在愈合时的扩散过程,得到愈合模型的密度和均方位移曲线,并模拟计算了各组分的扩散系数。 结果表明:沥青裂缝模型愈合分为 3 个过程,分别是密度恢复阶段、结构恢复阶段和愈合后分子自扩散阶段;沥青在愈合过程中的扩散系数从大到小排列分别为:饱和分、芳香分、沥青质、胶质;在沥青愈合时,升温升压能够促进沥青分子运动;相同条件下,老化沥青愈合时的扩散系数明显小于未老化沥青的扩散系数;在沥青四组分当中, 胶质在愈合时的扩散系数受环境变化影响最小。

    • 高性能轻质注浆材料制备与微观结构分析

      2021, 38(1):29-35. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.005 CSTR:

      摘要 (443) HTML (0) PDF 2.53 M (2071) 评论 (0) 收藏

      摘要:隧道工程长期处于潮湿环境,对壁后注浆材料要求较高。 针对隧道工程的特点,采用阴离子表面活性剂改性动物蛋白母液,通过添加醇类稳泡剂,制备新型发泡剂;通过掺入不同极性大分子物质的方式逐步提升母液的起泡及稳泡能力,最终确定最佳配比。 研究表明,掺适宜的发泡剂和稳泡剂,可提高泡沫的强度、韧性和黏度,减少沉降和泌水;当起泡组分为 0.8%,稳泡组分为 0.15%时,发泡剂起泡和稳泡性能最好,所制备的注浆材料结构和性能优良;通过微观结构分析发现水胶比从 0.40 增大到 0.48,泡沫量多,易产生连通孔,孔径均匀性变差,沉降增加。

    • InfoworksICM在防灾避险公园海绵化改造中的应用

      2021, 38(1):36-40. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.006 CSTR:

      摘要 (357) HTML (0) PDF 1.64 M (1438) 评论 (0) 收藏

      摘要:以防灾避险公园海绵化改造工程为背景,以年径流总量控制率、污染物总量控制率为总目标,针对防灾避险公园海绵化改造制订改造方案。 海绵化改造主要以低影响开发改造为主,运用 Infoworks ICM 软件对公园构建传统开发模型和低影响开发 (LID)模型,针对 ICM 中 LID 设施模块,对模型中的 LID 设施设计进行布局、规划等。 结果表明,在公园内应用一定规模的 LID 设施(透水铺装、植草沟、雨水花园和绿色屋顶分别占公园总面积的 9.8%,1.6%,4.7%和 0.2%,总计约为 16.3%),公园可达到预期目标;对比于传统模式,LID 设施的加入有效提高了年径流总量控制率和污染总量控制率。

    • 轨道交通基础结构振动响应监测和分析

      2021, 38(1):41-46. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.007 CSTR:

      摘要 (427) HTML (0) PDF 2.34 M (3595) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托某轨道交通线路结构监测系统的长期数据,分析城市轨道交通基础结构在列车荷载作用下的振动加速度空间分布及其随时间的变化情况。 同时,提出一种基于能量谱密度的车致动力响应信号损伤敏感特征提取方法,并采用累积和控制图及 Haar 滤波,对上述特征的长期变化情况进行度量。结果表明:对基础结构振动响应进行监测可以较好地实现其状态的长期监测和评价。 在基础结构正常状态下,车致振动响应数据的时、频特征值在一日之内具有随机性,但均值较为稳定;在监测期内,以能量谱密度、累积和控制图及 Haar 滤波可以反映出基础结构在较长的监测时间内均处于正常的状态,其年度频率特征值和最值可以用于评价后续的基础结构状态情况。

    • 复合地层下泥水盾构管片上浮规律及影响因素分析

      2021, 38(1):47-53. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.008 CSTR:

      摘要 (322) HTML (0) PDF 2.93 M (2044) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对在盾构隧道施工中经常出现的管片上浮问题,以南昌轨道交通 4 号线泥水盾构过江隧道为工程依托,通过数理统计方法对泥水盾构穿越不同地层时管片上浮量进行归纳分析,探讨地层参数以及盾构掘进参数对管片上浮的影响规律。 研究结果表明:在全断面砂层中掘进,管片上浮量小且上浮值变化稳定;而当进入上软下硬地层和泥质粉砂岩层,管片上浮量急剧变化,尤其是在过江段中风化泥质粉砂岩中掘进,管片上浮量最大。 考虑盾构掘进参数单因素影响,随着注浆压力、泥水压力和盾构推力的增大,管片上浮量均会出现增大,而掘进速度的变化对施工期间管片上浮影响较小。 在掘进过程中需要结合地层特性对管片上浮影响并且对主要掘进参数进行实时调整,在一定程度上可以实现对管片上浮的有效控制。

    • >交通管理与控制
    • 基于乘客到站率的公交发车频率优化

      2021, 38(1):54-60. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.009 CSTR:

      摘要 (415) HTML (0) PDF 1.57 M (3299) 评论 (0) 收藏

      摘要:常规公共交通是城市居民出行的基本交通方式之一,为保障公交出行效率和降低运营成本,有必要对公交车辆的运营调度进行量化分析和系统研究。 文中以居民出行和公交公司运营两者总成本最小为目标,提出了基于乘客到站率的多目标公交发车频率优化模型,以实现乘客和运营者双方的利益最大化。 利用乘客到站率函数计算乘客的等车时间,使得模型在优化计算中具有更加趋近真实的等车时间;考虑到遗传算法良好的收敛性,以及发车频率易于二进制化编码的特征,文中设计相应的遗传算法对上述模型进行求解;以常州市 B1 路公交车线路高峰时段为例进行求解,得到最优发车频率为 13.9 ,与三类经典发车频率确定方法进行对比分析,结果显示该模型的总成本相较于其他三种方法分别降低 18.1 %、1.5 %、1.2 %。 以上研究结论表明,研究提出的发车频率模型通过协调乘客的等车时间成本、车内拥挤成本与公交运营的车辆购置成本、燃油成本,能够有效减少公交出行的整体成本。

    • 空车编组数量对货物列车安全性影响研究

      2021, 38(1):61-66. CSTR:

      摘要 (323) HTML (0) PDF 1.09 M (1197) 评论 (0) 收藏

      摘要:在既有线货物列车提速和重载的背景下,为了研究空车编组数量对货物列车运行安全性的影响, 根据车辆系统动力学理论、列车纵向动力学理论、车辆-轨道耦合动力学理论,采用数值方法建立了空重车混编列车-轨道耦合系统动力学模型,分析了制动工况下不同数量空车编组在货物列车头、尾部时,货物列车的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等安全性指标变化情况。结果表明:当列车头部(机车后部)和尾部各编组5,10,20辆空车时,制动工况下,空车及重车的轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率均满足GB/T 5599- 2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》标准要求,且有一定安全裕量;列车中空车的轮轴横向力和轮轨横向力均小于重车,空车的脱轨系数和轮重减载率大于重车;当列车头、尾部各编组5辆空车时,空车及重车的轮轴横向力均最小,而其他两种编情况下横向轮轴力相差不大;对于脱轨系数和轮重减载率,除尾部编组5辆空车的情况外,编组在头部的空车的脱轨系数和轮重减载率均大于尾部空车,在列车头部和尾部各编组10,20辆空车时两列车整体轮重减载率差异较小。

    • 高速铁路对江西省虹吸效应的影响分析

      2021, 38(1):67-72. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.011 CSTR:

      摘要 (573) HTML (0) PDF 1.64 M (1985) 评论 (0) 收藏

      摘要:在高铁开通后虹吸效应的演变作用机理分析基础上,通过引力模型和空间计量模型,运用“有无对比法”测算江西省 11 个地级市与邻省主要城市之间的空间相互作用及虹吸效应强度,再将可达性与其进行空间计量分析。 研究表明:高铁压缩了城市时空距离,加强了江西与邻省主要城市尤其是上海、长沙和武汉的空间相互作用;高铁使得虹吸效应作用强度的空间分布发生明显变化;高铁开通使经济实力强大的城市产生正向虹吸效应从而促进经济增长,而经济发展水平较差的城市则会产生相反的经济效应。

    • 基于鲁棒性提高的航班计划优化模型

      2021, 38(1):73-78. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.012 CSTR:

      摘要 (227) HTML (0) PDF 1.69 M (1490) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了减少由于各种原因导致的航班延误情况,提高航班计划的鲁棒性,在对某航空公司冬春航班的某月 10 d 航班延误数据进行分析的基础上,建立了基于鲁棒性提高的航班计划优化模型。 该模型在制订航班计划时考虑鲁棒性因素,并且通过约束成本控制航班运营成本的增加。 为了验证模型的准确性,通过 Lingo 进行建模,并代入 10 d 的航班数据进行验证。 实验结果表明,当航班成本增加比率为 0 时鲁棒性为 0,当航班成本增加比率为 0.2 时鲁棒性有最大解,10 d 之中 8 d 结果正常,仅有 2 d 因为数据缺失产生较小解,初步完成了模型的验证。

    • 时变条件下有害物品运输的路径选择与决策

      2021, 38(1):79-87. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.013 CSTR:

      摘要 (180) HTML (0) PDF 1.79 M (1215) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统的路径规划中,目标少、静态性,无法真实模拟现实情境的问题。 研究了时变条件下,同时考虑成本、环境风险、人口风险的多目标路径优化及选择问题。 建立了时变条件下多个不同出发时间且有到达时间限制的有害物品运输的多目标最短路径选择的数学模型;设计了该模型下的相关算法;考虑到实际决策环境的复杂度以及决策者理性的有限性,提出了综合 k-最短路径算法和逼近理想解排序法(TOPSIS 法)的算法,用 k-最短路径算法分别确定各单目标的有效路径,再用 TOPSIS 法计算各有效路径到正负理想解的欧氏距离以及贴近度,比较优选决策者满意的路径。 最后通过一个算例,证明所提出的模型是有效的。

    • 一种CSPRs起飞尾流安全间隔动态缩减方法

      2021, 38(1):88-94. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.014 CSTR:

      摘要 (212) HTML (0) PDF 1.95 M (1756) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内近距错列平行跑道的主流运行模式是隔离平行运行,由于该模式采用了较为保守的尾流安全间隔,在航空器离场相对集中时段会出现一定程度的放行拥堵问题。 对此,文章选取了双起双落相关运行模式,以近距错列平行跑道为研究对象,结合起飞尾流的演化特征,提出一种基于气象条件的航空器起飞尾流动态缩减方法,并以黄花国际机场的跑道主要参数为仿真参考条件,运用所搭建的尾流动态缩减仿真系统进行了仿真验证。 仿真结果表明文章中所提出的基于滚转力矩系数的起飞尾流遭遇度量是合理的,且尾流间隔可以缩减至 100 s 以内。

    • 基于VMD-LSTM轨道交通客流预测模型

      2021, 38(1):95-99. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.015 CSTR:

      摘要 (468) HTML (0) PDF 4.52 M (2393) 评论 (0) 收藏

      摘要:客流量预测是城市智能交通系统的重要组成部分。为实现客流量的准确预测,首先采用变分模态分解(VMD)将时序客流数据分解成不同时间尺度下的本征模态函数(IMF),降低数据噪声对客流预测模型的影响,再结合长短时记忆神经网络 (LSTM)进行预测,提出 VMD-LSTM 预测模型。 采集明尼苏达州州际轨道交通客流数据对模型进行验证。 结果表明:相对传统 LSTM 预测模型,VMD 改进 LSTM 使平均绝对百分误差(MAPE)减少 8.38%,均方根误差(RMSE)减小 256.99,有效提高 LSTM 神经网络的预测精度与鲁棒性。

    • >载运工具装备
    • 滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响

      2021, 38(1):100-105. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.016 CSTR:

      摘要 (181) HTML (0) PDF 3.87 M (1594) 评论 (0) 收藏

      摘要:在自行研制的小型轮轨滚动磨损实验机上,以 CL60 车轮钢和 U71Mn 钢轨钢配副为研究对象,通过控制轮轨的转速,研究滑差对重载列车轮轨黏着特性与表层损伤的影响。 结果表明:滑差对轮轨黏着特性存在显著影响,在所测试的若干工况下, 随滑差增大,轮轨黏着系数增大;滑差影响轮轨的磨损量,随滑差增大,轮轨磨损量增加;轮轨表面硬度随滑差增大提高;不同滑差下轮轨表面磨损机制不同,纯滚动摩擦时轮轨以疲劳损伤为主;随滑差的增加,轮轨表面磨损机制由轻微的疲劳磨损转变为黏着磨损。 此外,在相同滑差下,车轮表面损伤程度较钢轨严重。

    • 基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计系统研究

      2021, 38(1):106-112. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.017 CSTR:

      摘要 (320) HTML (0) PDF 6.02 M (1640) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对轨道车辆产品设计过程设计周期长、设计效果无法实时动态显示、设计产品不可跨平台联动等问题,提出基于 Unity3D 虚拟引擎的轨道车辆虚拟设计系统。基于该虚拟设计系统开发实现轨道车辆从总体设计、关键部件结构设计、虚拟拆装到虚拟运行试验的虚拟设计全过程。 利用扇形碰撞检核和基于爬山法的 AABB 包围检测法实现高效率、高精度的人机交互操作; 应用模型实例化技术降低系统模型量,实现轻量化设计;应用 Ansys 动态链接实现 Unity3D 与 Ansys 跨平台联动。 结果表明:系统实现了轨道车辆低成本、高效率、多样式的设计过程,且对虚拟现实技术在设计应用提供了参考方向。

    • 高速列车齿轮箱疲劳可靠性及故障诊断研究现状

      2021, 38(1):113-121. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.018 CSTR:

      摘要 (472) HTML (0) PDF 2.23 M (2007) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着高速列车速度不断提高牵引齿轮箱服役环境越发复杂,齿轮箱服役性能也面临更大的考验。 基于齿轮箱内、外及耦合激励对其振动响应的影响,国内外学者对高速列车齿轮箱的振动特性和故障诊断做了大量的研究;针对已有的研究成果,主要从齿轮箱强度、可靠性及寿命、箱体故障诊断及监测方面归纳总结,详细阐述了高速列车齿轮箱振动特性分析及故障诊断所采用的方法和研究现状,并且对未来重点研究方向提出建议和展望。

    • >交叉学科前沿
    • 基于TF-IDF-MP算法的新闻关键词提取研究

      2021, 38(1):122-130. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.019 CSTR:

      摘要 (323) HTML (0) PDF 2.51 M (1512) 评论 (0) 收藏

      摘要:TF-IDF 算法使用词频和逆文档频率来判断文章中词语的重要性,但类别区分效果不是很好。 为提高分类效果,提出 TFIDF-MP 算法。首先对语料库中的文档进行段落标注,利用 jieba 分词工具分词并标注词性,然后根据特征词在单个文档中出现的次数与该特征词在语料库所有文档中出现的平均次数进行比较,采用改进后的 Sigmoid 函数调整特征词权值,同时根据相关文档的段落位置重要程度赋予不同的位置权重,根据特征词权重大小排序后用朴素贝叶斯分类器对文档进行分类。 实验结果表明,TF-IDF-MP 算法应用到新闻分类中,精确率、召回率和 F1 值等评价指标较 TF-IDF 及相关改进算法都得到较好的提升。

    • 环境规制对经济高质量发展影响研究

      2021, 38(1):131-135. CSTR:

      摘要 (463) HTML (0) PDF 565.91 K (1157) 评论 (0) 收藏

      摘要:实现经济增长与生态文明协同发展是促进我国经济高质量发展的内在要求。鉴于此,研究选取2006—2017年间长征沿线各省共157个地市级的面板数据进行实证检验,分析环境规制政策与经济高质量发展之间的关系。结果表明,环境规制对经济高质量发展存在明显的正向效应,但分地区来看,两者之间的效应关系存在着明显的区域差异,在长征沿线的东部地区,环境规制对经济高质量发展呈现束缚效应,而对于长征沿线的中部和西部地区则呈现推动效应。同时,固定资产投资对经济高质量发展存在普遍的抑制作用,而在岗职工数对经济高质量发展具有普遍的正向作用。基于此,长征沿线各地政府应因地制宜实施环境规制,加强环境政策落实力度,提升劳动力素质与优化升级产业结构。

    • 考虑出行效用的空铁联运需求研究

      2021, 38(1):136-141. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.01.021 CSTR:

      摘要 (289) HTML (0) PDF 2.25 M (2440) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章从出行效用角度出发对空铁联运旅客需求进行研究。 结合前景理论与后悔理论提出基础效用、风险感知效用和欣喜效用,基于转换的重力模型优化效用函数,得到腹地城市-高铁-航班的旅客需求预测模型。 以南京禄口国际机场为目标机场,综合长三角机场群中旅客吞吐量大于 1 000 万的机场、距离最近的十个机场以及根据行政划分的江苏省所有机场进行空铁联运旅客需求研究。 基于 Wilson 模型提高空铁联运辐射半径的预测精度,构建腹地城市年人均出行次数与人均 GDP 的关系式,得到腹地城市的空铁联运旅客需求,并进一步根据旅客出行效用评估进行空铁联运客流分配,为机场准确识别出空铁联运需求。

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