交通运输工程学报

多孔沥青混合料空隙特征与路用性能关系

吴浩, 张久鹏, 王秉纲 — 2010-02-20

吴浩, 张久鹏, 王秉纲以3种级配的OGFC-13马歇尔试件作为载体,运用X-CT技术和数字图像处理技术获取了不同类型混合料试件的内部空隙分布图像,采用分形理论研究了多孔沥青混合料的空隙分维特征,分析了空隙分维特征与混合料路用性能的关系。分析结果表明:多孔沥青混合料的劈裂强度随着空隙率的增加而减少,随着空隙轮廓分形维数的增大而增大; 多孔沥青混合料的渗透系数随着空隙率的增加而增加,随着空隙轮廓分形维数的增大而减小。采用空隙轮廓分形维数可以很好地解释多孔沥青混合料孔隙率基本一致但路用性能差异较大的原因,可以用于分析多孔排水沥青混合料的空隙分布及其路用性能变化趋势。交通运输工程学报. 2010 10(1): 1-5.

半刚性基层材料振动试验方法

李明杰, 蒋应军, 张俊杰, 王顺, 戴经梁 — 2010-02-20

李明杰, 蒋应军, 张俊杰, 王顺, 戴经梁以最大程度地模拟现场碾压工况和效果为原则,测试了室内外振动压实后的水泥稳定碎石干密度和级配,研究了振动仪的振动参数对半刚性基层材料压实的影响,提出半刚性基层材料振动试验方法。发现工作频率为30 Hz,激振力为7.6 kN,名义振幅为1.2 mm和工作质量为300 kg时振动效果最佳,振动100 s时的最大干密度与现场干密度相等; 运用振动试验方法确定的最大干密度的准确度平均为100.0%,振动法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为112.6%,而重型击实试验方法的准确度平均为96.9%,静压法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为42.9%。分析结果表明:振动试验方法能够更好地模拟基层实际碾压效果,成型的试件能真实地反映基层材料实际性能。交通运输工程学报. 2010 10(1): 6-12.

机场道面混凝土冻融破坏评价指标

敦晓, 岑国平, 黄灿华, 周奇, 江建文, 杨鑫 — 2010-02-20

敦晓, 岑国平, 黄灿华, 周奇, 江建文, 杨鑫为了研究中国北方寒冷地区机场道面混凝土冻融破坏的评价指标,制作了3种不同抗冻性能的混凝土试件,采用快速冻融试验机对混凝土试件进行了冻融破坏试验,并用动弹仪DT-10W测试了试件的动弹性模量,分析了不同冻融循环次数作用下试件相对动弹性模量、压折强度、质量损失及表面剥落的变化规律,给出了机场道面混凝土冻融破坏的临界值。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的压折强度均有不同程度的下降,其中抗折强度的损失较大,且试件表面剥落面积及深度增大,质量损失对试件表面平整度的影响严重。根据试件在冻融过程中相对动弹性模量与抗折强度损失、表面剥落与质量损失的规律,建议以300次快速冻融循环后混凝土试件相对动弹性模量不小于75%(抗折强度损失率不大于46%)和质量损失率小于1.0%(中等剥落)作为机场道面混凝土冻融破坏的评价指标。交通运输工程学报. 2010 10(1): 13-18.

边坡稳定性模糊随机可靠度分析

李炜, 康海贵 — 2010-02-20

李炜, 康海贵考虑可靠性分析中结构极限状态变量在零值附近的模糊区间,建立边坡稳定性模糊随机可靠度分析模型。研究了在土性参数变异性、模糊失效概率隶属度函数梯形与岭形分布类型情况下,模糊区间宽率与偏度对模糊可靠指标的影响。分析结果显示:偏度与可靠性指标曲线的斜率随宽率的减小而减小,且其趋势与参数变异性与模糊失效概率隶属度函数类型无关; 对于宽率的某一确定值而言,偏度的增大会导致模糊可靠指标的降低; 土性参数变异性的增加会导致模糊可靠指标的降低。交通运输工程学报. 2010 10(1): 19-23.

土工格室柔性挡墙极限主动土压力计算方法

屈战辉, 谢永利, 袁福发, 杨晓华, 梁武星 — 2010-02-20

屈战辉, 谢永利, 袁福发, 杨晓华, 梁武星利用有限元法分析了土工格室柔性挡墙水平变位特征,得到了墙体中部水平变位的分界点,提出了主动土压力的计算方法。分界点上部位移模式接近平动,采用库仑主动土压力理论计算上部的土压力,分界点下部位移模式接近绕墙脚的转动,采用水平微分单元法计算下部的土压力,并比较了计算结果与实测结果。比较结果表明:土压力计算结果与实测结果沿墙高的分布形态及增长趋势基本一致,计算值比实测值略偏小一些,偏差最小为0.2 kPa,最大为2.9 kPa,平均偏小为1.2 kPa,可见土压力计算方法可靠。交通运输工程学报. 2010 10(1): 24-28.

单侧轨道不平顺数值模拟

丁军君, 李芾 — 2010-02-20

丁军君, 李芾采用傅立叶逆变换将轨道不平顺功率谱密度转换为时域不平顺序列,分析了美国轨道中心线各种不平顺的相关性。利用轨道中心线不平顺与左右轨道不平顺的关系,将中心线轨道不平顺等效转换为左右轨道的垂向和横向不平顺,通过车辆动力学仿真计算了轮轨作用力响应,并比较了美国五级谱单侧不平顺与中国干线谱不平顺。比较结果表明:各种中心线不平顺之间相关系数均小于0.3,为微弱相关,可视为统计独立的; 中心线轨道不平顺响应与等效后的左右轨道不平顺响应的相关系数均大于0.8,为高度相关,验证了等效转换的正确性; 美国五级谱单侧不平顺功率谱密度在低频部分高于中国干线谱,在高频部分则低于中国干线谱。交通运输工程学报. 2010 10(1): 29-35.

基于约束阻尼层的高速客车车体弯曲振动的抑制

黄彩虹, 曾京 — 2010-02-20

黄彩虹, 曾京为了降低车体的弹性振动,将车体考虑为两端自由等截面欧拉梁,建立了铁道客车刚柔耦合系统垂向动力学模型,通过幅频特性分析计算了系统各部件固有模态以及车体模态损耗因子对车体弹性振动的影响。对车体表面局部进行约束阻尼处理,通过合理假设推导了含有约束阻尼层的车体模态损耗因子的计算公式。数值分析结果表明:车体一阶弯曲自振频率接近人体振动敏感区域,为减小车体弹性振动,必须首先降低一阶弯曲振动。良好的乘坐舒适性可以通过增加车体结构的损耗因子来实现,车体局部贴附约束阻尼层可以增加车体结构阻尼。为了使车体结构获得最大的损耗因子,阻尼材料应该贴附在弯曲变形最大的位置,并且约束层和粘弹性层贴附长度和厚度有一个最佳值。只要选择合适的阻尼材料,就能获得很好的减振效果,从而达到提高高速客车乘坐舒适性的目的。交通运输工程学报. 2010 10(1): 36-42.

装配AMT的HEV动力总成协调控制策略

岳东鹏, 王杰, 张俊智 — 2010-02-20

岳东鹏, 王杰, 张俊智为了有效改善装有AMT的混合动力电动汽车(HEV)换挡品质和加速性能,分析了换挡过程的协调控制方法,在Matlab/Simulink平台上建立了换挡仿真模型,并对换挡过程协调控制进行了仿真。研究结果表明:在各种状态切换过程中,采用仿真模型能够对HEV换挡过程协调控制进行模拟,在Ⅰ挡升Ⅱ挡换挡过程中,动力中断的时间仅为1.2 s,保证了动力传递的平稳性; 提出的改善车辆加速性能的改进措施与优化控制策略,使车辆0～100 km・h^-1加速时间由14.82 s降低到12.39 s。交通运输工程学报. 2010 10(1): 43-49.

半挂汽车列车弯道行驶制动稳定性

宋年秀, 苏建, 王东杰, 刘宏飞, 梁成江, 李世武 — 2010-02-20

宋年秀, 苏建, 王东杰, 刘宏飞, 梁成江, 李世武为了研究弯道行驶中制动工况对半挂汽车列车稳定性的影响,运用动力学理论与虚拟样机仿真软件ADAMS,建立了具有21自由度的半挂汽车列车整车模型,分析了在弯道行驶极限工况下,半挂汽车列车折叠角、侧向加速度、横摆角速度、车速、轮速、轮胎侧偏角随时间的变化关系。通过整车系统的稳态转向试验与阶跃试验,验证了模型具有较好的仿真精度。仿真结果表明:转向后3 s实施制动,在3 s的时间内,牵引车侧向加速度变为0,横摆角速度达到极值33 rad・s^-1后迅速减小,而半挂车侧向加速度达到极值4 m・s^-2,横摆角速度逐渐减小为0; 在制动过程中,牵引车后轴先抱死拖滑,由此引起半挂汽车列车发生折叠现象,从而导致弯道行驶制动稳定性降低。交通运输工程学报. 2010 10(1): 50-55.

加载ORVR系统的轿车加油排放数学模型

韦海燕, 何仁, 蔡锦榕 — 2010-02-20

韦海燕, 何仁, 蔡锦榕分析不同类型车载油气回收系统(ORVR)的结构,运用传质原理,针对ORVR系统中是否安装有压力控制阀,分别建立了机械式和液封式ORVR系统的轿车加油排放模型。仿真结果表明:安装ORVR系统后,轿车加油排放量比仅安装活性炭罐装置时减少97%; 采用机械式ORVR系统,由于加油管口完全密封,轿车加油排放比采用液封式的减少37%; 当ORVR系统中安装压力控制阀时,轿车加油排放比未安装压力控制阀时减少8%。可见,运用ORVR技术可以有效地控制轿车加油排放,降低环境污染。交通运输工程学报. 2010 10(1): 56-59.

企业物流中心稳健性选址模型

周爱莲, 李旭宏, 毛海军 — 2010-02-20

周爱莲, 李旭宏, 毛海军借鉴稳健设计的基本思想,运用随机机会约束规划方法,建立了需求和制造中心加工量不确定条件下的企业分销物流中心的稳健性选址模型,该模型通过将不确定条件下选址分派费用的波动均方差融入目标函数以实现选址稳健性目标。分析了该类模型的处理方法,探讨了基于组合遗传算法的模型求解思路,并通过算例进行了验证。分析结果表明:与普通模型相比,该模型在整个规划期内选址分派费用的波动均方差降低31.5%,物流网络稳健性显著提高,该模型合理有效。交通运输工程学报. 2010 10(1): 60-65.

基于模型优选及融合的高教园区出行生成预测方法

张文峰, 张小花, 曾涛 — 2010-02-20

张文峰, 张小花, 曾涛为了提高高教园区出行生成预测数据的可靠性,提出了一种基于模型优选及融合的出行生成预测方法。根据选取的模型评价指标,借助ELECTRE方法对区域出行产生模型进行优选,利用证据理论方法,对优选模型的权重进行标定,最后借助标定后的权重对区域交通生成量进行数据融合预测,并与实际结果进行了对比。分析结果表明:多模型融合预测相对误差在10%以下,预测结果与实际情况非常接近,该预测方法有效。交通运输工程学报. 2010 10(1): 66-71.

空域和流量协同管理建模与仿真

孙晓阳, 胡明华, 张洪海 — 2010-02-20

孙晓阳, 胡明华, 张洪海提出了空域和流量协同管理概念,综合利用地面等待、动态航路、条件航路等多种管理手段,建立了以最小运行成本为目标的数学模型,同时在模型中引入了动态航路、条件航路的开放成本,以更好地体现流量与容量之间相互协同优化关系,最后通过实例对模型进行了验证。计算结果表明:利用空域和流量协同运行管理模型制定的优化策略后,总的航班运行成本比优化前减少了8 205 美元,成本波动幅度大大减小,因此,该协同管理策略可缩短航班延误时间,降低航空公司的成本。交通运输工程学报. 2010 10(1): 72-76.

既有繁忙干线时段性通过能力规划模型及算法

曲思源, 徐行方 — 2010-02-20

曲思源, 徐行方根据既有繁忙干线客货混运的运输组织模式和运营特征,利用已有通过能力计算方法,确定研究原则,对时段性和计算区段概念进行界定,通过列车间隔时间和不同种类列车越行等分析,采用修正的负指数分布模型,提出既有繁忙干线时段性通过能力的规划模型和计算方法,并以沪宁线列车运行图某段上行区间为例进行验证。计算结果表明:4个时段的通过能力理论值分别为53、26、49、43列,符合每个时段繁忙干线运营实际,模型与算法可行。交通运输工程学报. 2010 10(1): 77-81.

城市轨道交通全寿命周期成本分析

陈进杰, 陈峰, 梁青槐, 高桂凤 — 2010-02-20

陈进杰, 陈峰, 梁青槐, 高桂凤研究了城市轨道交通全寿命周期成本构成,定量分析了地铁成本各分项指标及各指标所占比重,计算了地铁土建成本和机电设备成本。应用全寿命周期成本分析理论,建立城市轨道交通的全寿命周期成本分析数学模型,并提出分析步骤,最后以地铁通风空调系统为全寿命周期成本分析对象进行实例分析。分析结果表明:在地铁建设8项成本中,土建成本比重最大,占36.36%,平均每公里造价为1.97亿元; 其次为机电设备成本,占19.83%,平均每公里造价为1.07亿元。利用所建模型计算通风空调系统与屏蔽门系统的全寿命周期成本,结果分别为4 180.4 万元和3 237.8 万元,屏蔽门系统全寿命周期成本较低,因此,前期建设成本高的方案可能后期运营成本低,其全寿命周期成本可能较低。交通运输工程学报. 2010 10(1): 82-87.

集装箱码头同贝同步装卸调度模型与算法

曾庆成, 杨忠振, 陆靖 — 2010-02-20

曾庆成, 杨忠振, 陆靖为了提高集装箱码头装卸效率,建立同贝同步装卸调度模型,实现装卸桥在同一贝位内同时进行装船与卸船作业,模型通过优化装卸桥作业序列与出口集装箱积载计划降低装卸桥与龙门吊作业时间。设计了基于双层遗传算法的模型求解方法,利用上层遗传算法搜索装卸桥最优作业序列,下层遗传算法在装卸桥作业序列基础上获得出口集装箱最优积载计划,然后计算龙门吊与装卸桥作业时间,且将结果反馈到上层遗传算法,通过上下层遗传算法的反馈优化调度方案。通过算例对模型与算法进行验证。分析结果表明:同贝同步装卸调度模型可以提高装卸效率9.42%～11.53%,模型与算法有效。交通运输工程学报. 2010 10(1): 88-93.

组合式桥梁护栏防撞性能仿真与试验

邰永刚 — 2010-02-20

邰永刚为了提高特大型桥梁的道路行车安全性,通过理论计算与形式调查,确定了一种组合式护栏的基本结构形式,采用基于有限元理论的计算机仿真方法对护栏结构进行了多次优化设计,并通过实车足尺护栏碰撞试验验证了最终优化结构的防护性能。研究结果表明:该组合式护栏的结构能有效防护失控车辆的碰撞,防护能量可达到420 kJ以上,达到中国规范要求的SA级; 试验证明采用计算机仿真方法获取的数据可靠有效。交通运输工程学报. 2010 10(1): 94-100.

基于地理视角的交通事故多发点鉴别分析模型

袁泉, 李一兵, 鲁光泉 — 2010-02-20

袁泉, 李一兵, 鲁光泉为了对交通事故多发情况进行全面评价并建立预警机制,考虑城市道路交通系统的地理视角特点,综合交通事故多发点鉴别分析方法,研究了事故多发点分析模型。首先明确被分析道路交通系统的内涵和层次结构,针对交通系统的点、线、面不同层次确立基本评价指标体系,集成常规统计法、矩阵分析法和改进的质量控制法等构建事故多发点鉴别分析模型,并研究了参数的选取及分析结果的输出形式,最后对某地9条道路的事故多发情况进行了分析。分析结果表明:道路4为事故多发道路,道路3具有最高的事故次数和当量事故次数,道路5具有最高的事故率,经综合评价,确定事故多发道路为道路3、4、5,因此,该模型可以对道路交通事故多发点进行多层面鉴别分析。交通运输工程学报. 2010 10(1): 101-105.

高速公路改扩建时机决策方法

王建强, 杨云峰, 习江鹏, 郗恩崇 — 2010-02-20

王建强, 杨云峰, 习江鹏, 郗恩崇为了提高高速公路的通行能力,改善高速公路的服务水平,提出选择高速公路改扩建最佳时机的决策方法。分析了高速公路收费站的交通量统计数据,利用趋势外推法、多元线性回归法和增长系数法预测出高速公路未来年的交通量,根据预测交通量计算的服务水平构建出改扩建时机决策的触发点机制。当某年高速公路实际发生交通量与道路设计交通量相等时,该年为高速公路改扩建的最佳时机。计算结果表明:2011年西宝高速公路服务水平为1.0,此年应进行改扩建,这与西宝高速公路实际改扩建时机吻合,因此,改扩建时机决策方法可靠。交通运输工程学报. 2010 10(1): 106-111.

形式化方法在列车运行控制系统中的应用

曹源, 唐涛, 徐田华, 穆建成 — 2010-02-20

曹源, 唐涛, 徐田华, 穆建成为了确保列车运行控制系统设计和开发的正确性,比较了仿真、测试和形式化3种能够验证系统设计正确性的方式。根据列车运行控制系统对安全的苛求性,提出了4个与系统安全相关的重要特性,即实时性、混成性、分布(并发)性、反应性,并分析了与这些特性相关的具体形式化方法。通过对每种形式化方法的数学基础和应用范围的分析和归类,给出了各种方法的优势和不足。分析结果表明:任何形式化方法的应用都具有一定的局限性,这是由模型检验和定理证明的本质所决定的; 指出了新方法提出、既有方法拓展以及多方法集成将是列车运行控制系统的形式化领域的方向。交通运输工程学报. 2010 10(1): 112-126.