• 2021年第38卷第3期文章目次
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    • >交通基础设施
    • 层状复合岩石三轴压缩力学性能研究

      2021, 38(3):1-6. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.016 CSTR:

      摘要 (510) HTML (0) PDF 6.72 M (2648) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同围压、多种界面层倾角和界面层间距的层状复合岩石的力学性能演化规律,利用 ZTR-2000 微机控制岩石三轴测试系统,开展了不同围压条件下岩样的试验研究。 试验结果表明:轴向抗压强度随界面层倾角的增大而降低、随着围压的增大而提高。在低围压时,界面层间距能够提升抗压强度;在高围压时,界面层间距对抗压强度影响不大。层状复合岩石的弹性模量的随层间距呈现规律性变化;岩样破坏类型受倾角和界面层间距影响。

    • 酸雨环境下掺锂渣钢筋混凝土柱有限元分析

      2021, 38(3):7-14. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.001 CSTR:

      摘要 (414) HTML (0) PDF 8.14 M (1369) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究掺锂渣钢筋混凝土柱的力学性能,基于 ANSYS 有限元软件对 14 个掺锂渣钢筋混凝土柱进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。主要研究构件的破坏形态、材料应力应变云图、极限承载力与荷载-挠度曲线等方面的特性。重点讨论锂渣掺量和偏心距对未腐蚀构件力学性能的影响,以及酸雨腐蚀时间和锂渣掺量对腐蚀后构件力学性能的影响。 研究结果表明:对于未腐蚀构件,不同锂渣掺量对小偏心构件影响更为明显,不同偏心距对构件的承载力与刚度影响十分显著,且在一定范围内,掺入锂渣能提高柱的极限承载力;对于腐蚀构件,锂渣的掺入对腐蚀后柱的承载力和抗侧刚度等性能有一定提升,且柱的极限承载力随腐蚀时间的增加而下降,锂渣的掺入能一定程度上延缓腐蚀时间对承载力的影响。

    • 基于混合粒子群的建筑电气三维自动布线设计研究

      2021, 38(3):15-22. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.007 CSTR:

      摘要 (289) HTML (0) PDF 1.69 M (1438) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决现有三维建筑电气设计中对电气元件进行人为手动生成电气回路的方法而造成设计效率低下和不具有可视化施工的问题,提出了一种基于混合粒子群的三维建筑电气自动布线设计方案。 建立符合规范、国标的三维布线数学模型,提出基于房间类型的回路划分策略对楼层平面进行初始化,综合回路路径长度、弯头数量及能量等多约束目标函数,对目标函数进行寻优,求得楼层房间内的最优电气三维自动布线设计方案,最后通过仿真实验验证该设计方案的可行性。

    • 铰缝损伤对装配式空心板桥受力性能影响研究

      2021, 38(3):23-30. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.010 CSTR:

      摘要 (239) HTML (0) PDF 3.28 M (1934) 评论 (0) 收藏

      摘要:在役装配式空心板桥横向联系受设计、施工及运营各因素的影响,易出现铰缝损伤病害。 为研究铰缝损伤对空心板桥结构性能的影响,论文根据现场空心板桥铰缝病害调研结果对铰缝损伤位置、损伤长度和损伤程度 3 种损伤类型分布特点进行统计分析;采用梁格法建立空心板桥有限元模型,对比分析了铰缝在不同损伤工况及类型下(长度、深度和位置)对结构受力性能影响。研究结果表明:① 铰缝损伤位置越靠近跨中对于梁板受力的影响越大。② 随着铰缝损伤长度增加,中板单侧损伤下活载弯矩增幅呈线性递增,而边板单侧损伤和中板双侧损伤均会导致梁板产生“单板受力”效应,其“单板受力”临界长度分别为0.6L 和 0.7L。 ③ 损伤长度或损伤深度二者之一较小时,活载作用下梁板弯矩和挠度变化很小;当损伤长度和损伤深度均较大时,活载作用下的梁板弯矩和挠度增幅明显。 ④ 20 m 标准空心板的中板单板受力时抗弯承载能力不满足规范要求,边板单板受力时抗弯承载能力和抗裂验算不满足规范要求。 研究结果为空心板铰缝损伤下的结构安全评估及管养提供有益参考。

    • 南昌河流阶地内地铁车站基坑变形研究

      2021, 38(3):31-40. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2021.03.001 CSTR:

      摘要 (340) HTML (0) PDF 3.99 M (1522) 评论 (0) 收藏

      摘要:对南昌地铁 1~4 号线车站基坑地层条件和支护结构进行统计分析,将赣江河流阶地分为典型的Ⅰ类(上覆约 20 m 厚河流沉积层、高地下水位)和Ⅱ类(约 30 m 厚河流沉积层、低地下水位)二元结构地层及相应的支护体系。 然后,对Ⅰ类地层中地铁 2 号线丁公路南站和 1 号线珠江路站、 Ⅱ类地层中的 3 号线振兴大道站分别开展基坑支护结构变形和地面沉降数值分析,计算与实测结果吻合很好,表明采用小应变刚度硬化模型(HSS)有限元分析和砂土变形模量 E50ref=1.5N(N 为修正标贯击数)可合理地预测南昌河流阶地内地铁车站基坑开挖引起的支护结构变形和地面沉降。 在此基础上,对南昌河流阶地内的地铁车站基坑支护结构变形和地面沉降进行计算和统计分析,得出地铁车站基坑支护结构最大侧向变形和最大地面沉降与开挖深度的关系分别为 δh,max/H=0.05%~0.12%,δv,max/H=0.03%~0.10%,最大沉降与最大侧移满足 δv,maxh,max=0.45~1.4。

    • >交通管理控制
    • 面向大规模矩阵乘法的编码计算性能研究

      2021, 38(3):41-51. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.012 CSTR:

      摘要 (426) HTML (0) PDF 2.05 M (1948) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地使用编码计算提高分布式机器学习算法运行效率,需要对大规模矩阵乘法的编码计算方案性能开销进行充分的研究。 该文考察了面向大规模矩阵乘法的编码计算方案的任务完成时间,同时也考虑了所有参与分布式计算的节点总的计算开销,给出了各个工作节点完成计算任务的时间,均匀分布场景下总的任务完成时间和集群机器总的计算时间的表达式, 对比分析了 3 种编码方案的性能,并通过实验对比了不同情况对任务完成时间与计算节点总计算开销影响,提出了一个启发式算法,提供了不同编码计算方案的选择依据。

    • 基于模型检测的区块链智能合约公平性形式化验证

      2021, 38(3):52-60. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.009 CSTR:

      摘要 (374) HTML (0) PDF 1.56 M (1999) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着第二代区块链平台及应用的爆发式增长,作为部署在区块链上可执行代码的智能合约面临越来越多的安全性问题。 但是目前针对智能合约安全性问题的研究大多集中在对安全漏洞的挖掘, 很少关注智能合约本身公平性对安全性的影响,对此提出一种基于模型检测的智能合约公平性验证方法。 采用该方法对 Puzzle 合约的公平性进行验证,找到了一个已知的交易顺序依赖漏洞。 结果表明提出的方法可以为发现智能合约中存在的漏洞提供新的思路。

    • 多因素轨道交通客流量预测模型研究

      2021, 38(3):61-66. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.018 CSTR:

      摘要 (383) HTML (0) PDF 2.19 M (4805) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统预测模型只关注时间因素的不足,提出一种引入天气因素同时考虑日期属性的预测模型。 首先通过显著性检验确定天气因素与客流量的相关程度,再采用灰色关联度分析(GRA)计算各天气因素与客流量的非线性关联度,逐步筛选关联度低的天气因素。 每次筛选后利用双向长短期记忆(BiLSTM)神经网络进行预测,提出 GRA-BiLSTM 预测模型。 结果表明:将 GRA 值低于 0.6 的天气因素作为变量会降低预测精度, 逐步剔除关联度低的天气因素获得的 GRA-BiLSTM 相较于传统 LSTM,无论工作日还是非工作日,预测误差均显著降低,同时收敛速度与鲁棒性也优于传统机器学习。

    • 高速列车牵引电机自适应故障诊断研究

      2021, 38(3):67-74. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.004 CSTR:

      摘要 (244) HTML (0) PDF 5.41 M (2591) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证高速列车的安全高效运行,设计一种基于多模型方法的高速列车故障诊断与调节策略,实现了对未知牵引电机故障的准确诊断和给定速度曲线的渐近跟踪。 首先,通过分析常见的牵引电机故障,建立故障模式集,得到每种故障模式下的高速列车参数化模型;再基于每种故障模式下的参数化模型设计自适应估计器,得到估计器集,并基于估计误差设计性能损失函数进行高速列车牵引电机自适应故障诊断; 最后根据诊断出的故障模式和大小等信息设计高速列车自适应故障调节控制器, 保证系统稳定和对给定速度曲线的渐近跟踪。 仿真结果表明,设计的高速列车自适应故障诊断与调节策略能有效地实现对未知牵引故障的诊断和补偿。

    • >交通管理控制
    • 基于粒子群算法的码垛机器人时间轨迹优化研究

      2021, 38(3):75-81. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.008 CSTR:

      摘要 (343) HTML (0) PDF 2.40 M (1460) 评论 (0) 收藏

      摘要:阐述了码垛机器人的工作路径,根据 D-H 参数及机器人各关节坐标变换图进行运动学正逆解。 应用 Matlab 对机器人码垛任务进行关节空间和笛卡尔空间轨迹规划。 兼顾脉动连续性和减小计算量两方面要求,应用 POS 优化算法,考虑运动约束, 并满足最大速度约束条件下对码垛机器人一个码垛周期的 3-5-3 次多项式轨迹最优时间求解, 解决了多项式轨迹规划阶次高,运算量大,且没有凸包性的特点。

    • >载运工具装备
    • FeCoCrNiAl/Al2O3金属陶瓷坯体凝胶注模研究

      2021, 38(3):82-88. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210705.001 CSTR:

      摘要 (150) HTML (0) PDF 2.53 M (1427) 评论 (0) 收藏

      摘要:金属陶瓷兼有金属和陶瓷的特点,具有强度高、韧性好等优点,是材料领域的研究热点之一。 以 FeCoCrNiAl 系高熵合金粉末和 Al2O3 陶瓷粉末为原材料,以无毒的水溶性环氧树脂为黏结剂,设计采用凝胶注模工艺的正交试验方案,制备 FeCoCrNiAl/Al2O3 金属陶瓷,探讨环氧树脂添加量、粉体固含量、分散剂添加量和粉体组分对 FeCoCrNiAl/Al2O3 金属陶瓷坯体的收缩率、致密度及抗弯强度的影响。 结果表明各因素对坯体整体性能影响依次为粉体固含量>分散剂>粉体组分>环氧树脂添加量, 其中粉体固含量对坯体性能影响最大,随着固含量的增大,坯体收缩率逐渐下降,抗弯强度逐渐增大,致密度先增加后降低。 凝胶注模法制备的 FeCoCrNiAl/Al2O3 金属陶瓷成分均匀,断口呈现典型的脆性断裂特征。

    • 钢轨铣磨车60D廓形刀盘设计和验证研究

      2021, 38(3):89-94. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.005 CSTR:

      摘要 (360) HTML (0) PDF 2.56 M (1611) 评论 (0) 收藏

      摘要:钢轨铣磨是一种有效修复钢轨廓形、消除轨面伤损的作业方法。 铣磨对钢轨廓形的修复是通过将刀粒根据目标钢轨廓形排列在刀盘上,再由铣磨车驱动刀盘沿轨面纵向铣削来实现的。钢轨铣磨的廓形依赖于铣磨刀盘上刀粒的排列布局。根据逆向工程设计原理,采用 3D 扫描技术还原铣磨车刀盘及其刀粒组合特征;结合钢轨打磨 60D 设计廓形对刀粒在刀盘上的布局进行调整;之后对该刀粒布局与 60D 廓形的贴合度进行验证。 对设计的 60D 廓形刀盘进行现场测试,结果显示该刀盘铣磨效果较好,轨头顶部-10°~+10°单次铣磨量在 1 mm 左右,铣磨误差小于 0.3 mm。

    • 基于改进LSD直线检测算法的钢轨表面边界提取

      2021, 38(3):95-101. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.006 CSTR:

      摘要 (414) HTML (0) PDF 4.48 M (2357) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统 LSD 直线检测算法容易丢失图像细节,造成提取直线不连续等不足,提出一种基于双边滤波改进 Canny 提取边缘图像的 LSD 直线检测算法。 利用 Canny 算法提取边缘图像, 基于边缘图像采用 LSD 直线检测算法进行直线提取; 考虑到 Canny 边缘检测中使用高斯滤波,在降噪的同时会模糊图像边缘,而双边滤波对于图像边缘有较好的保护作用,采用双边滤波代替 Canny 边缘检测中的高斯滤波进行边缘图像提取。 同时,将基于双边滤波改进 Canny 提取边缘图像的 LSD 直线检测算法应用到钢轨表面边界提取中。 实验结果表明,改进 LSD 直线检测算法对钢轨表面边界直线提取效果较佳,相关评价指标得到较大提升,正常钢轨图像和锈迹钢轨图像的峰值信噪比分别提升 6.49%和 13.58%,为后续钢轨表面缺陷识别奠定了基础,具有一定的实用价值。

    • 气体-水-辅助注塑成型充填过程的数值模拟研究

      2021, 38(3):102-110. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.013 CSTR:

      摘要 (216) HTML (0) PDF 3.34 M (1696) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对气体-水-辅助注塑成型(GWAIM)这一新型工艺,采取数值模拟技术对其充填过程进行研究。 建立该工艺充填过程的数值模拟模型,采用 Cross-WLF 黏度模型,利用流体体积法实现对自由界面的追踪,系统研究了穿透过程及温度演变、工艺参数对 GWAIM 工艺制件残余壁厚的影响及工艺优化。 结果表明:GWAIM 工艺直管制件的残留壁厚均匀且波动范围较小,制件注气前与注水后的温度差较大;增加注气延迟时间,残余壁厚有增加的趋势;增加注水延迟时间,制品的残余壁厚小幅度增加并趋于稳定;增加注气速度和模具温度,制件的残余壁厚越小;增加注水速度和熔体注射温度,制件的残余壁厚小幅度减小;通过正交实验极差分析,得出注气延迟时间为影响制件残余壁厚的最主要因素,以及最优的工艺参数组合,即注气延迟时间 3 s、注水延迟时间 3 s、注气速度 3 m/s、注水速度 2 m/s、模具温度 320 K、熔体注射温度 503 K。

    • 船舶岸电变压器励磁涌流动态特性研究

      2021, 38(3):111-118. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.015 CSTR:

      摘要 (259) HTML (0) PDF 4.19 M (1565) 评论 (0) 收藏

      摘要:船舶变压器是港口岸基供电系统中重要的电力设备,相较于传统变压器励磁涌流的影响,船舶变压器励磁涌流不仅会导致变压器本身继电保护装置发生误动,还会致使变频电源过流跳闸以及岸电系统自身保护发生误动。 为了研究岸电系统励磁涌流产生的影响因素及其抑制办法, 文中分别详细地推导了船舶变压器二次侧为 Y 接和△接时的励磁涌流数学解析表达式。 并基于此,搭建了船舶变压器仿真平台,从铁芯剩磁、电阻等变量因素对励磁涌流动态特性的影响进行了深入研究,提出了抑制励磁涌流的建议方法。 结果验证了理论分析的正确性,并为解决实际工程问题提供了理论依据。

    • 二硫化钼纳米片的制备及其摩擦学性能研究

      2021, 38(3):119-123. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.014 CSTR:

      摘要 (273) HTML (0) PDF 3.52 M (3297) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用液相冰浴超声剥离法成功制备得到 MoS2 纳米片。 采用 SEM、TEM、AFM 测试手段对 MoS2 纳米片的形貌、微观结构和厚度进行表征:SEM、TEM 表征结果显示 MoS2 粉体被成功剥离为纳米片;AFM 表征结果显示剥离的 MoS2 为单层纳米片。 摩擦测试结果显示,MoS2 纳米片在高载高转速下能有效的降低摩擦系数,摩擦系数约为 0.09。 采用 SEM 对磨损表面形貌及元素成分进行分析,MoS2 纳米片能有效地降低摩擦体系的磨损。 研究可为制备具有优异摩擦磨损性能的 MoS2 纳米片提供参考。

    • >交叉学科前沿
    • 考虑条件风险的含风电系统源网协调优化调度

      2021, 38(3):124-129. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.011 CSTR:

      摘要 (303) HTML (0) PDF 2.02 M (2002) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于条件风险价值理论提出衡量风电并网功率偏差风险的量化方法,并在调度过程中引入源网协调优化运行理念,构建了基于条件风险价值理论和源网协调运行的优化调度模型。 采用多目标复合回溯搜索(MOCBS)算法,以实现对优化调度模型的高效准确求解。 最后以 IEEE30 节点为例进行验证, 结果表明所提出的模型可有效衡量系统运行的潜在风险, 并验证了 MOCBS 算法的优越性能。

    • 某铁矿厂尾矿固化体蒸发量模型研究

      2021, 38(3):130-136. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.003 CSTR:

      摘要 (315) HTML (0) PDF 2.92 M (1117) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某矿项目为工程依托,通过土-水特征曲线模型、蒸发率-基质吸力模型、含水量-蒸发率模型的推导,建立尾矿固化体蒸发量模型,确定不同龄期固化体的含水量。 研究表明:对于 65%浓度的尾矿固化体,由于初始含水量较高,不同类型尾矿 1 d 与 3 d 的含水量变化区别不大,到 7 d 时,黏土矿物含量多的尾矿含水量大;对于 72%浓度的尾矿,黏土含量对含水量的影响较明显,黏土含量越大,白泥添加越多,固化体 7 d 的含水量越高,其主要原因为黏土矿物的存在使固化体中的蒸发量变小。

    • 一种基于图论与最大路径的关联规则挖掘算法

      2021, 38(3):137-141. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.20210706.002 CSTR:

      摘要 (383) HTML (0) PDF 1.73 M (1752) 评论 (0) 收藏

      摘要:关联规则的挖掘目标是发现数据项集之间的关联关系或相关关系,是数据挖掘中的一个重要课题。 对于超大数据集,传统算法效率较低,对其加以改进,给出了一种基于图论与最大路径的关联规则挖掘算法。 该算法将事务集构造成布尔矩阵,经矩阵清理后,将其转换为图的形式,根据关联规则图生成邻接矩阵。 当取步长为 k 且 k>2 时,按行从第一个非 0 元素开始遍历, 寻找最大权值路径,此时连接所得元素的行列索引即频繁 k+2 项集。 实验结果表明该算法减少了对数据集的扫描次数,针对大数据集,相较于传统的 Apriori 算法能够显著缩短时间,大大提高效率。

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