交通运输工程学报

移动荷载下爬坡路段沥青路面力学响应特性

裴建中, 陈勇, 张久鹏, 毕玉峰 — 2010-08-20

裴建中, 陈勇, 张久鹏, 毕玉峰以解放CA141为代表车型,分析了车辆在驶入爬坡路段后的4种可能行为,根据其动力性能参数计算出上坡时加减速换挡的加速度,据此建立了移动荷载下三维沥青路面瞬态动力学分析有限元模型,对不同行驶工况下路面内的压应力、剪应力及竖向位移特性进行分析。计算结果表明:在移动荷载作用下,路面结构的应力响应不仅具有波动特性,同时在一定区域内呈现交变特性,出现了拉压应力逆转变化,压应力分布主要集中在路表0～6 cm范围内; 由于速度的降低及水平力的增大,路表处最大剪应力由轮隙向轮心处迁移,沿道路深度方向,最大剪应力峰值由中面层位置向路表迁移; 车辆的变速及低速行驶是引起爬坡路段车辙变形的主要原因。交通运输工程学报. 2010 10(4): 1-7，15.

飞机荷载下水泥混凝土道面板应力计算方法

郑飞, 翁兴中 — 2010-08-20

郑飞, 翁兴中采用弹性地基板理论分析了道面板应力的主要影响因素,修正了公路标准轴载下路面板的应力计算公式,得到了飞机荷载下道面板的应力计算公式形式。采用正交设计法对道面结构参数进行安排,计算了不同道面结构在各种类型飞机荷载下道面板的应力。采用非线性回归方法对应力计算值和飞机荷载参数与道面结构参数进行分析,得到了单轮飞机荷载下水泥混凝土道面板的应力计算公式。对单轮飞机荷载应力计算公式引入荷载圆半径修正系数,并采用多元非线性回归方法,得到了双轮和双轴双轮飞机荷载下道面板的应力计算公式。利用荷载叠加原理得到多轴多轮飞机荷载下道面板应力计算公式。误差分析结果表明:回归应力计算值与有限元应力计算值相对误差不超过2%,应力计算公式具有较好的精度。交通运输工程学报. 2010 10(4): 8-15.

基于人-车-路五自由度振动模型的路面平整度评价方法

张洪亮, 杨万桥 — 2010-08-20

张洪亮, 杨万桥为了准确评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,采用五自由度振动模型,考虑车路耦合,用传递矩阵法进行了人-车-路相互作用分析,研究了车速、车架转动惯量、座椅刚度系数和阻尼系数以及轮胎的刚度系数对加权加速度均方根值的影响,并建立了基于人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。算例结果表明:A、B、C、D四个等级路面的加权加速度均方根值分别为0.381 2 、0.796 3、1.232 0和2.970 6 m・s^-2,舒适性评价分级与路面分级时的主观评价分级相一致; 相对于现有方法,该方法考虑了不同路面类型和行车速度的影响,体现了车辆的转动,可评价货车行驶的舒适性。交通运输工程学报. 2010 10(4): 16-22.

钢管混凝土拱桥桥面平整度评价

吴庆雄, 陈宝春 — 2010-08-20

吴庆雄, 陈宝春分别采用激光连续式路面平整度仪与水准仪对福鼎桐山大桥的桥面平整度进行了测量,采用最大熵谱法进行桥面平整度的频谱分析,获知了使用激光连续式路面平整度仪测量的优势。对福建省内多座钢管混凝土拱桥的桥面平整度进行了采集和分析,进一步验证了桥面平整度功率谱法与国际平整度指数法的关系方程式的正确性; 从主梁型式、主拱跨径、使用年数等方面对钢管混凝土拱桥桥面平整度进行了分析。发现桥面平整度指数随使用年数的递增呈指数形式增大,据此提出了桥面状况与使用年数的关系式,可简便地进行钢管混凝土拱桥桥面状况的预估。交通运输工程学报. 2010 10(4): 23-28.

振动下沉桩施工对受损桥梁影响范围计算

冯忠居, 乌延玲, 成超, 吴明远 — 2010-08-20

冯忠居, 乌延玲, 成超, 吴明远应用计算机仿真分析法、振动理论求解法与小孔扩张理论,结合九江大桥事故现场情况,研究了振动桩施工对周围地基土的影响范围。采用计算机仿真分析法,模拟振动荷载作用下地基土的横向位移,根据位移的递减规律得出其影响范围为20 m; 根据振动理论,考虑振动波在地基土中的衰减因素,得出其影响范围为15 m; 利用小孔扩张理论,研究了孔径与地基土弹塑性区范围的关系,得出其弹性区边界,即影响范围为 23 m。3种计算方法所得安全距离范围在15～23 m,实际施工中须综合考虑打桩速率、打桩顺序及打桩工艺等因素,综合考虑理论计算结果、工程现场实际情况和已有的实测结果,工程处理安全范围选用18 m。事故处理平台振动下沉桩基础施工中的振动波没有引起周边环境的进一步坍塌,因此,安全距离范围合理。交通运输工程学报. 2010 10(4): 29-33，44.

隧道施工塌方风险评估与控制措施

王华牢, 李宁, 王皓 — 2010-08-20

王华牢, 李宁, 王皓为在施工前预防隧道塌方,优化隧道设计,以卧龙岗隧道施工塌方风险为研究对象,对隧道初期支护进行了安全性分析,明晰了诱发隧道塌方的风险因素,结合隧道工程地质情况辨识了风险源,采用层次分析法对风险源进行了重要性排序,通过专家调查法对塌方风险发生的概率等级和风险损失等级进行了调查统计,并运用风险矩阵法确定了塌方风险等级。分析结果表明:初期支护及时封闭、临时支撑拆除时机、二次衬砌紧跟与爆破震动是塌方发生重要诱因,卧龙岗隧道塌方风险等级为Ⅲ级,风险等级较高。交通运输工程学报. 2010 10(4): 34-38.

缓和曲线线型对铁道车辆动力学性能的影响

张建全, 黄运华, 李芾 — 2010-08-20

张建全, 黄运华, 李芾分析了车辆在缓和曲线上的受力情况,利用动力学仿真软件SIMPACK对转向架为ZK6的25 t载货车辆通过3次抛物线型、4-3-4型、5次型缓和曲线时的动力学性能进行了仿真计算,并与理论分析结果进行对比。对比结果表明:缓和曲线线型对车辆动力学性能的影响较大,特别是在连接点处; 3次抛物线型缓和曲线连接点处的动力学性能相对4-3-4型与5次型较差,车体垂向加速度最大相差达到83%,其他指标相差也在10%左右; 4-3-4型相对于5次型只是在缓和曲线上的分段点处的车体垂向加速度相差63%,而其他动力学性能指标相差均在2%以内; 4-3-4型和5次型要体现其优势则需要增加其长度。交通运输工程学报. 2010 10(4): 39-44.

强机动超空泡水下航行器空间运动控制面布局

罗凯, 李代金, 秦侃, 党建军, 王育才 — 2010-08-20

罗凯, 李代金, 秦侃, 党建军, 王育才针对超空泡航行器航向舵后置布局在强机动航行时舵效不足的问题,建立了一种全新的兼顾直航与机动运动的控制面布局模式,首次提出了非对称分布艏舵的超空泡航行器控制面总体方案,采用双自由度空化器作为控制面,水平偏转控制航向,上下偏转控制俯仰和深度,且在空化器下部复合抗横滚鳍片。针对某超空泡水下航行器进行了系统动态特性仿真分析,横滚剩余力矩约从0.1 s衰减至0,极限横滚角小于0.1°。分析结果表明:以空化器作为艏部航行舵替代常规布局的尾部航向舵,可以显著提高舵效。交通运输工程学报. 2010 10(4): 45-49，57.

地铁车辆直线电机恒隙控制仿真

罗仁, 邬平波, 刘彬彬 — 2010-08-20

罗仁, 邬平波, 刘彬彬为了研究直线电机悬挂方式对车辆动力学性能的影响,以及通过主动悬挂以减小直线电机气隙变化和轮轨冲击力,建立了基于多体动力学的地铁车辆仿真模型。采用经典电磁场理论建立了直线电机电磁力仿真模型,以及机电作动器驱动的直线电机恒隙控制系统模型。采用数值仿真研究了直线电机恒隙控制方法及其对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明:直线电机采用架悬结构并选择大挠度的一系垂向弹簧时,气隙变化主要是由载荷变化引起的,变化频率很低,易实现恒隙控制。恒隙控制可以保证车辆在不同荷载工况下满足气隙要求,降低轮轨垂向作用力10 kN左右,减小车体垂向平稳性指标0.1左右。车辆动力学性能较传统直线电机车辆得到改善,并能提供平稳的牵引力。交通运输工程学报. 2010 10(4): 50-57.

九自由度乘坐动力学模型的人体振动特性仿真

张鄂, 刘中华, 邵晓春 — 2010-08-20

张鄂, 刘中华, 邵晓春为高效预测动态环境下人-车系统的人体振动响应特性及汽车乘坐舒适性,依据人-车-路系统间的相互作用和多体动力学原理,建立了9 自由度汽车乘坐动力学模型,应用拉格朗日原理推导了乘坐动力学方程。基于路面不平度激励及汽车行驶速度变化,构建了路面随机激励的时域模型。利用MATLAB/Simulink仿真工具,建立了人-车-路系统仿真模型,并对某轻型车辆在不同路面、不同车速下的人体振动响应进行了仿真分析。仿真结果表明:在同样车速下,随着路面等级的降低,人体各部位的加速度响应幅值明显增大; 当车辆行驶在随机路面上时,路面不平度随机激励引起的人体振动能量主要集中在低频段,约在5 Hz出现第1阶共振频率,大约在10 Hz出现第2阶峰值,这与众多试验结果一致。可见,9 自由度汽车乘坐动力学模型及其仿真模型,不仅能快速计算动态激励下人体的振动特性和乘坐舒适性,而且具有较好的可信度。交通运输工程学报. 2010 10(4): 58-64.

城市轨道交通线网基本单元与复杂网络性能分析

马嘉琪, 白雁, 韩宝明 — 2010-08-20

马嘉琪, 白雁, 韩宝明从局部角度与整体角度对城市轨道交通网络性能进行了综合分析。从局部角度,分析了轨道交通网络二线、三线和四线的基本组成功能单元,并提出采用换乘次数、路网吸引区覆盖强度和换乘站的负荷强度等指标对各功能单元进行评价。从整体角度,运用复杂网络理论,在 Space P拓扑空间中,采用节点的度、群集系数和平均路径长度等参数来研究轨道交通网络的性能,并从网络拓扑本身来认识网络特性。研究结果表明:轨道交通网络最基本的形式为放射、交叉、环形,三角与环形、三角与三角及多三角都是较为理想的复合形式; 在北京市轨道交通网络中,随节点的度增大,其概率分布呈先增加后减小趋势,群集系数等于1的站点较多,网络中直达站点和换乘1次就可完成出行站点之和超过了总数的80%,可认为该网络出行较便捷。交通运输工程学报. 2010 10(4): 65-70，102.

大型公建对向机动车出入口间距计算及优选

卓曦, 张宁, 钱振东 — 2010-08-20

卓曦, 张宁, 钱振东为降低交通事故率,参考出入口管理策略,分析大型公建对向机动车出入口特征,以消除间距不足引发的冲突点为优化目标,根据微观交通流理论,建立对向出入口最小间距模型,给出避开交叉口功能区的最大间距,构成间距范围。结合交通仿真与熵权法,利用基于交通冲突技术的逼近理想解排序法,对间距候选方案进行安全评价,得出最优间距,并以某大型公建区域为例进行计算及优选。计算结果表明:该区域对向出入口间距范围为83.98～278.76 m,最优间距为120.73 m,对应最优解贴近度为0.518 2,间距值位于间距范围内时,存在最大贴近度。交通运输工程学报. 2010 10(4): 71-78.

信号交叉口专用双左转车道通行能力

邵长桥, 荣建 — 2010-08-20

邵长桥, 荣建在北京市6个信号交叉口双左转车道交通流数据调查的基础上,应用数理统计学方法对信号交叉口双左转车道饱和车头时距和饱和流率以及影响因素进行了研究。通过比较算术平均值、截尾均值和中值计算结果,提出应用截尾均值法计算饱和车头时距与饱和流率。研究了饱和流率与车道宽度、转弯半径的关系,应用回归方法给出了饱和流率与转弯半径关系模型,并对内、外侧车道饱和流率与单一左转车道饱和流率进行了比较。研究结果表明:内侧车道饱和车头时距为2.14～2.60 s,外侧车道饱和车头时距为2.08～2.37 s,平均饱和流率为1 600 pcu・(h ・lane)^-1; 双左转车道饱和流率为单一左转车道饱和流率的1.80～2.05倍。交通运输工程学报. 2010 10(4): 79-84.

船队规划研究现状与动态

杨秋平, 谢新连, 赵家保 — 2010-08-20

杨秋平, 谢新连, 赵家保为了推动船队发展战略优化领域的研究,分析了船队规划的主要任务和基本目标,归纳了该领域的研究进展,对船队规划采用的线性规划、整数规划、动态规划、仿真技术及其他研究方法进行了理论总结和评述,指出了这一领域未来的研究重点与方向。研究结果表明:目前大宗工业物资运输的船队规划研究比较成熟,研究对象将转为集装箱班轮运输和不定期船运输问题; 新优化模型和算法的开发依然是今后研究的重点; 不确定条件下的船队规划问题是未来的研究方向; 船队规划决策支持系统的应用是航运业发展的必然趋势。交通运输工程学报. 2010 10(4): 85-90.

轨道交通对沿线住宅房产增值的影响

马超群, 杨富社, 王玉萍, 李学军 — 2010-08-20

马超群, 杨富社, 王玉萍, 李学军分析了轨道交通对沿线房地产价格的作用机理和增值效应影响因素,基于Alonso的住宅区位理论,提出了轨道交通对其沿线房价增值的测算模型。以居民追求生活总费用最低为平衡条件,将住宅费用与交通费用之间进行“互换”,并考虑到住宅费用和交通费用支出在时间上的差异性,利用收益还原法,计算由于轨道交通建设后沿线的住宅房产增值量,并以西安地铁二号线为例进行了测算。计算结果表明:地铁沿线的楼盘距离城市中心越远,其房价的增值空间越大,西安地铁二号线对沿线的房价增值影响平均为10%。交通运输工程学报. 2010 10(4): 91-96.

基于DEA的公路建设有效性纵向评价

张春梅, 马占新 — 2010-08-20

张春梅, 马占新应用DEA方法中的C²R模型和C²GS²模型,以内蒙古地区2000～2008年9个年度作为决策单元,提出了适合DEA方法的公路建设输入输出指标,对内蒙古地区9年的公路建设情况进行了整体有效性、技术有效性和投影测度分析,并提出了相关改善措施。分析结果表明:内蒙古地区在2004年和2008年两年整体有效,达到投入产出的最佳组合; 其他年份规模收益递增,继续增加投入可得到更大的产出; 9年内仍有2003、2006、2007年技术无效,内蒙古地区在加大公路建设投入的同时要加强管理,注重技术引进和应用。交通运输工程学报. 2010 10(4): 97-102.

基于EHPN的A-SMGCS机场滑行道运行控制建模

朱新平, 汤新民, 韩松臣 — 2010-08-20

朱新平, 汤新民, 韩松臣针对先进机场场面引导与控制系统(A-SMGCS)中滑行道运行控制建模,提出一种基于扩展层次Petri网(EHPN)的建模方法。将滑行道分为交叉口和直线段模块,然后对模块内部的航空器行为进行封装,形成基于扩展Petri网的过程层通用模块,并进一步采用同步合成技术建立过程层模型。利用面向Agent的着色赋时Petri网建立决策层通用模块,同时将场面运行控制知识与模块的库所和变迁集成,增强模型的智能决策能力。采用某机场12 h滑行道运行数据进行了仿真试验。研究结果表明:基于EHPN模型的仿真,其直线段和交叉口冲突次数分别为6次和11次,滑行道系统总延误为346 s,与SIMMOD仿真模型效果相近,因此,该建模方法有效。交通运输工程学报. 2010 10(4): 103-108.

基于模糊线性回归模型的机场延误性能评估

张静, 徐肖豪, 王飞, 卫东选 — 2010-08-20

张静, 徐肖豪, 王飞, 卫东选为了有效评估机场延误性能,考虑到天气和交通变量取值通常会受到一些不确定性因素的影响,建立了机场到达延误与天气和交通需求之间的模糊线性回归模型。根据模糊线性回归模型得到了估计延误,通过比较估计延误与实际延误,可以得到评估延误的连续型性能基准,并根据性能基准对延误性能进行评估。研究结果表明:机场到达延误与天气和交通需求之间有较强的线性关系,可以用线性模型进行拟合。得到的延误性能基准同时考虑了机场天气和交通需求对延误的影响,将机场到达延误分为低、中、高三种水平,从而可对不同日的延误水平进行比较评估。交通运输工程学报. 2010 10(4): 109-114.

交通仿真中驾驶人空间视野感知模型

张驰, 杨少伟, 潘兵宏, 赵一飞 — 2010-08-20

张驰, 杨少伟, 潘兵宏, 赵一飞分析了驾驶人视野注视点的移动规律,研究了空间视野范围内的视野水平角,给出了车速与视野和注视距离的关系,提出了空间视野感知模型。结合道路中心线与平行线三维坐标计算方程,建立了驾驶人空间视野感知模型的计算方法。通过计算机模拟实际场景,对5位受试者分别进行了4次测试,得到了722段组合数据和3 585个速度数据,对模型进行了验证。研究结果表明:预测结果与实测结果吻合率大于70%,不明显效果率低于20%,错误效果率低于10%。该模型仿真效果明显,算法易于实现。交通运输工程学报. 2010 10(4): 115-120.

高速公路车辆安全行驶速度仿真识别系统

蒋工亮, 吕佳, 杨丽改 — 2010-08-20

蒋工亮, 吕佳, 杨丽改对高速公路合理限速值的确定方法进行了研究,以多体动力学仿真软件ADAMS为平台,建立了车辆模型、道路模型、车-路耦合模型、车辆行驶过程仿真试验模块和车辆安全状态识别模块,并开发了高速公路车-路条件下安全速度仿真识别系统。运用该系统对车辆在弯道与下坡路段的行驶状况进行了虚拟仿真分析。试验结果表明:车辆在弯道与下坡路段的安全行驶极限速度仿真结果与标准标定的运行速度的相对误差为1.05%～3.80%,该仿真识别系统可行。交通运输工程学报. 2010 10(4): 121-126.