交通运输工程学报

颗粒材料双轴试验离散元数值模拟

常明丰, 裴建中, 陈拴发 — 2010-10-20

常明丰, 裴建中, 陈拴发为了得到颗粒材料的力学参数与试验条件之间的关系,选取5组粒径范围的颗粒材料,利用离散元方法生成初始试件,并数值模拟了其双轴试验,分析了不同围压对材料弹性模量和强度的影响,以及不同加载速率下材料的弹性模量、泊松比和强度的变化规律。提取了围压为10 MPa与加载速率为0.03 m・s^-1时5组试件的应力-应变曲线,从微观角度给出了荷载作用后试件中的裂缝分布。模拟结果表明:随着围压的增大,5组试件的弹性模量和强度增大,增长趋势相对平缓,但粒径为9.50～13.20 mm的试件出现较大波动; 加载速率与弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力基本呈二次多项式关系,最小判定系数为0.900 9,最大为0.995 9; 在5组试件中,随着粒径的增大,由应力-应变曲线得到的应力峰值减小。交通运输工程学报. 2010 10(5): 1-7.

边坡稳定性联合评价方法

李炜 — 2010-10-20

李炜借助MATLAB优化工具箱,考虑土性参数变异性影响,采用二次多项式序列响应面法求解边坡可靠指标和对应的安全系数,并用可靠指标对应的失效概率对安全系数进行折减计算,采用可靠指标与折减概率安全系数联合评价方法对边坡稳定性进行综合评价,将计算结果和滑裂面图示与传统定值方法和二元指标方法的中值安全系数折减法进行对比分析。对比结果表明:在土性参数变异性较大时,即便传统定值方法计算出的安全系数明显大于1,也会存在较大失稳风险; 但该方法利用失效概率对安全系数进行折减的过程,实质是提取安全系数中可信部分的过程,剔除了其中由于忽略不确定性因素而放大边坡稳定性的成分,从而保证了评价结论的可靠性。交通运输工程学报. 2010 10(5): 8-11.

减荷措施下涵洞土压力与填土变形数值计算

郭婷婷, 顾安全 — 2010-10-20

郭婷婷, 顾安全以南广高速公路的2座涵洞为试验工点,采用EPS板作为减荷材料,通过ANSYS有限元计算,并结合现场土压力实测,研究了涵洞在有、无EPS减荷措施,以及EPS板铺设厚度不同情况下的涵洞垂直土压力与填土变形,并将有限元计算结果与现场实测值进行了对比。分析结果表明:在涵洞覆盖最大填土高度时,涵洞洞顶垂直土压力的计算值与实测值相差平均不超过16%; 洞顶铺设不同厚度EPS板减荷时,洞顶土压力约减小了1/2～2/3,且在本试验条件下,洞顶EPS板愈厚,减荷效果愈好; 变形云图直观展示了洞顶平面内外土柱沉降差的存在,是反映垂直土压力各种影响因素的综合性参数; 洞顶铺设EPS板减荷时,洞顶平面内外土柱形成沉降差,从而达到减荷效果,且在同等填土高度下,洞顶EPS板愈厚,洞顶平面内外土柱间的沉降差值愈大,故其减荷效果也愈显著。交通运输工程学报. 2010 10(5): 12-16，29.

流线型桥梁断面雷诺数效应

白桦, 李加武, 崔欣, 刘健新 — 2010-10-20

白桦, 李加武, 崔欣, 刘健新采用数值模拟方法计算了不同雷诺数苏通桥流线型断面三分力系数,通过风洞试验研究了宽高比为10:1的流线型桥梁断面的雷诺数效应,分析了雷诺数对阻力系数、表面压力系数、风压功率谱及斯特罗哈数的影响,研究了粗糙度对雷诺数效应的抑制作用。分析结果表明:阻力系数随雷诺数的增大而减小,雷诺数会改变表面压力系数0值出现的位置,斯特罗哈数对雷诺数有平台区存在,低雷诺数风洞试验测得的斯特罗哈数比实桥值小20%,因此,流线型桥梁断面存在明显的雷诺数效应,且粗糙度对雷诺数效应有抑制作用。交通运输工程学报. 2010 10(5): 17-22.

随机车流作用下T梁桥的整体刚度特性

孙胜江, 徐建炜, 韩万水, 梅葵花 — 2010-10-20

孙胜江, 徐建炜, 韩万水, 梅葵花采用有限元程序ANSYS建立T梁桥的铰接、湿接及湿接加整体层3种不同联结方式的空间杆单元模型,编制了随机车流荷载谱,利用桥梁动力分析软件系统(BDANS)计算了T梁桥在随机车流下的动挠度,分析了其整体刚度特性。研究结果表明:动力响应的横向分布规律和静力反应规律基本一致,铰接联结T梁桥各片梁动力响应差异最大,表明其整体刚度最差,在各种运营状态下的最大动挠度是湿接与湿接加整体层联结方式时的1.30倍以上,在一般运营单车道作用下达到了2.02倍,而湿接和湿接加整体层联结各片梁动力响应一致性较好,因此,后2种联结方式显著提高T梁桥整体刚度。交通运输工程学报. 2010 10(5): 23-29.

25 t轴载外径向臂径向转向架动力学分析

杨春雷, 李芾, 付茂海, 黄运华 — 2010-10-20

杨春雷, 李芾, 付茂海, 黄运华基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析了25 t轴载外径向臂径向转向架的结构特点和受力特性,建立了货车-轨道空间耦合动力学模型,并编制电算程序对外径向臂径向转向架和普通三大件转向架进行了车辆横向运动稳定性、直线运行和曲线通过性能仿真分析。分析发现:对普通三大件转向架加装外径向臂,可使转向架稳定性提高10%以上,轮轨磨耗降低40%以上,轮轨横向力降低20%以上。交通运输工程学报. 2010 10(5): 30-37.

偏载对车辆平稳性的影响

池茂儒, 张卫华, 曾京 — 2010-10-20

池茂儒, 张卫华, 曾京建立了偏载车辆的数学模型,采用德国低干扰谱,选择车辆直线运行速度为300 km・h^-1,分析了偏载对车辆平稳性的影响趋势,对比了纵向偏载和横向偏载对车辆平稳性的影响程度。分析结果表明:随着偏载的增大,车辆的整体平稳性逐渐变差,纵向偏载将引起车辆前后端的平稳性产生较大的差距,而横向偏载引起车辆前后端平稳性产生的差距较小,因此,为了提高车辆的整体平稳性,应尽量减小车辆的偏载,尤其应严格控制车辆的纵向偏载。交通运输工程学报. 2010 10(5): 38-41.

电动轮驱动汽车转向节能行驶模式仿真

张缓缓, 靳立强, 王庆年 — 2010-10-20

张缓缓, 靳立强, 王庆年为了研究电动轮驱动汽车在转向过程中的能量消耗特点,分析了车辆曲线行驶时的阻力,提出了车辆准中性转弯行驶的节能模式。在MATLAB/Simulink上建立了电动轮驱动汽车仿真模型,利用横摆角速度作为控制变量对前后轴的转矩分配系数进行PID控制,利用车辆的侧向加速度作为控制变量对左右轴的转矩分配系数进行PID控制,并对车辆匀速转弯工况进行了仿真。仿真结果表明:在准中性转向的行驶模式中,车轮没有产生滑移现象,后外轮上的驱动转矩明显大于其他车轮,外侧车轮的转矩要大于内轮,后轮的转矩要大于前轮,车辆的功率消耗减小了1.15%。交通运输工程学报. 2010 10(5): 42-46.

翻新轮胎承载变形特性

齐晓杰, 王强, 于建国 — 2010-10-20

齐晓杰, 王强, 于建国在考虑翻新轮胎主体结构及多元复合材料结合性能基础上,应用复合材料层合结构和有限元大变形理论,构建了11R22.5载重车辆翻新轮胎的力学模型、几何模型及有限元模型,通过轮胎承载性能试验,对翻新轮胎的承载变形特性进行了仿真分析和试验研究,并与同品牌、同型号新轮胎进行了对比分析。根据翻新轮胎承载变形特性变化规律,修正了翻新子午线轮胎变形理论计算公式。分析结果表明:当充气压力一定时,随着载荷的增大,载重车辆翻新轮胎径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均增大,变形规律近似线性,而径向刚度变化不大; 当载荷一定时,随着充气压力的增大,其径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均减小,而径向刚度逐渐增大。研究得出翻新轮胎胎体弹性模量较新轮胎胎体大,且两者之差越大,说明翻新轮胎的胎体老化程度越高,其剩余使用寿命越低,据此可有利于对翻新轮胎胎体老化程度进行预测。交通运输工程学报. 2010 10(5): 47-56.

轿车轮胎动力滑水分析

季天剑, 高玉峰, 陈荣生 — 2010-10-20

季天剑, 高玉峰, 陈荣生基于弹性流体动力润滑理论,将轮胎、路表水膜和路面作为一个弹性流体动力润滑系统,研究了轮胎的动力滑水问题。在轮胎上建立坐标系,则轮胎是静止的而水膜是运动的,推导了控制动力滑水的Reynolds方程、水膜厚度方程和变形方程,采用复合直接迭代求解方法,并编制了计算程序,分析了轿车轮胎在沥青路面上行驶的动力滑水。分析结果表明:随着行驶速度的增大,能够引起动力滑水的路表水膜厚度不断减小,当行驶速度为120 km・h^-1时,路表水膜厚度为2 mm就会发生动力滑水。交通运输工程学报. 2010 10(5): 57-60.

基于粒子群算法的双目标可靠性网络设计

陈玲娟, 蒲云 — 2010-10-20

陈玲娟, 蒲云用离散的路段通行能力变量来刻画路网的随机性,建立了网络设计的双层规划模型。上层模型为基于路网期望总走行时间最小和路网净经济效益可靠度最大的双目标规划模型,下层模型为弹性需求下的用户平衡配流模型。采用增设多余需求路段的方法求解下层模型,采用基于向量的粒子群算法(VEPSO)求解整个双层规划模型。计算结果表明:所得到的解为一组Pareto解,路网期望总走行时间和净经济效益可靠性为2个相悖目标; 随着期望总走行时间下降,可靠度也有所降低; 在可靠度不变的情况下,减少期望总走行时间,会导致总投资额的增加。在进行网络设计时,应结合总投资额和现实需要来选取最优解作为网络设计方案。交通运输工程学报. 2010 10(5): 61-65.

GIS与多属性决策理论在公路飞机跑道选址中的应用

张罗利, 蔡良才, 种小雷, 杜宜霖, 汪晓辉, 张忠陵 — 2010-10-20

张罗利, 蔡良才, 种小雷, 杜宜霖, 汪晓辉, 张忠陵通过对影响公路飞机跑道建设、使用和保障3个方面因素进行分析,得到了公路机场跑道选址评价指标体系。运用公路网地理信息系统的信息管理与空间分析功能,获取了若干可行待选方案的样本集,构建了多属性决策模型,根据最优化理论确定各属性要素的权重值,进而确定各备选方案考核目标值及最优方案,最后以某公路飞机跑道选址为例进行了实例验证。分析结果表明:4个备选方案的考核目标值依次为0.022 6、0.084 3、0.015 8、0.022 9,比较得出最佳方案为方案3,符合实际,因此,该选址方法有效。交通运输工程学报. 2010 10(5): 66-70.

多跑道机场停机位分配仿真模型及算法

尹嘉男, 胡明华, 赵征 — 2010-10-20

尹嘉男, 胡明华, 赵征基于传统滑行路径和停机位等待的理念,建立了多跑道机场停机位分配仿真模型,在满足场面运行安全约束的条件下,寻求滑行时间最小的分配方案。通过多跑道机场的地面网络数据、运行模式以及航班计划等信息,利用计算机仿真对模型进行了算法设计,并对场面的实时运行状况进行了停机位分配的仿真模拟。仿真结果表明:该算法与随机分配算法相比,多跑道机场的地面容量提高了4.6%,冲突探测与解脱的次数降低了10.7%,最大延误减小了34.8%,因此,机场场面的运行效率得到提高,所提算法有效。交通运输工程学报. 2010 10(5): 71-76.

不确定性对城市交通出行者路径选择的影响

张杨 — 2010-10-20

张杨为了研究城市交通中旅行时间的不确定性对出行者路径选择的影响,基于展望理论,提出了出行者规避不确定性假说,应用贝叶斯模型分析了重复出行中出行者对不确定性的认知更新及其对出行行为的影响,并通过调查数据进行了实例验证。分析结果表明:77.73%的出行者偏好旅行时间不确定性小的路径; 路径旅行时间不确定性降低时,有66.39%的出行者改变了出行时间,平均时间预算减少了10.03%; 对路径熟悉程度增加时,有70.90%的出行者改变了出行时间,平均时间预算减少了15.56%。可见,出行者的出行时间预算随旅行时间不确定性的下降和重复出行的增加而减少。交通运输工程学报. 2010 10(5): 77-80，101.

信息不完全时公共停车场停车费和规模优化

郑士源 — 2010-10-20

郑士源为了对信息不完全情况下公共停车场的费率和规模进行规划,建立了规制经营和竞争经营2种管理模式下的停车费和规模优化模型。运用二维逆向选择和动态博弈方法得出了公共停车场最优停车费和规模的制定准则,分析了各因素对最优停车费和规模的影响。通过对2种模式下公共停车场的经营状况和社会福利的比较得知:经营模式对停车费的影响不定; 竞争经营模式下停车场的规模较规制经营模式下大94.21%; 私人停车管理公司的利润较规制经营模式下高67.13%; 停车服务需求较规制经营模式下大36.70%,社会福利较规制经营模式下高41.34%,可以看出竞争经营模式对公共停车场的经营管理和社会福利较为有利。交通运输工程学报. 2010 10(5): 81-89.

区域物流与经济发展协整与因果互动机制

崔国辉, 李显生 — 2010-10-20

崔国辉, 李显生以物流产业投资、货物周转里程、物流网络密度和GDP为研究对象,运用动态计量经济理论的模型和方法,对吉林省1991～2007年物流产业与经济发展之间的协整与因果互动机制进行了实证分析。研究结果表明:从格兰杰因果关系检验看,吉林省物流网络密度对经济发展有单向的因果关系,经济发展对物流货物周转里程与物流产业投资有单向的因果关系; 从协整检验和误差修正模型看,吉林省物流与经济关系呈现出比较稳定的长期均衡发展趋势,短期内的偏差波动将以8.7%的速度被纠正。交通运输工程学报. 2010 10(5): 90-96.

基于物元模型的农村公路协调发展多指标可拓评价

马忠英, 杨琦, 周伟 — 2010-10-20

马忠英, 杨琦, 周伟针对农村公路与区域社会经济协调性评价问题,分析了农村公路协调发展影响因素,采用主成分分析法构建评价指标体系,以可拓学、关联函数为基础,构建综合物元评价模型,将复杂多指标评价转换为单目标评价,通过计算综合关联度,对农村公路与区域社会经济协调性做出评价,最后将模型应用于青海省海东地区。评价结果表明:海东地区农村公路与社会经济协调发展的综合关联度为0.368 7,处于不太协调状态,符合目前海东地区农村公路与社会经济的发展现状。交通运输工程学报. 2010 10(5): 97-101.

基于CKF的GNSS/INS列车组合定位鲁棒滤波算法

刘江, 蔡伯根, 唐涛, 王剑 — 2010-10-20

刘江, 蔡伯根, 唐涛, 王剑针对列车组合定位融合估计的非线性以及鲁棒性问题,分析了GNSS/INS列车组合定位的基本原理和系统结构,给出了非线性滤波算法CKF的基本过程,通过将H_∞鲁棒滤波思想应用于标准CKF,提出了一种基于CKF的新型鲁棒滤波算法,从滤波器收敛判别及误差H_∞范数界鲁棒性判别两方面探讨了滤波器的自主状态监测,并采用青藏铁路实测数据对算法进行了验证。分析结果表明:在该实测数据条件下,所提算法平均估计误差与标准UKF、CKF相比,分别降低了7.13%、4.85%; 约束水平从31.5到1 315.0时,估计误差均方根增大了8.56%,估计精度变化趋势较平缓,该算法有效。交通运输工程学报. 2010 10(5): 102-107.

GPS微弱信号捕获跟踪算法

上官伟, 王晶晶, 蔡伯根, 王剑, 梁前浩 — 2010-10-20

上官伟, 王晶晶, 蔡伯根, 王剑, 梁前浩在GPS微弱信号捕获算法设计中,为提高捕获灵敏度,采用相干积分与非相干积分结合的方式消除数据码长度对相干积分增益的影响,采用差分相干积分减小非相干积分中的平方衰耗。为了提高信号捕获速度和精度,利用FFT工具进行伪码与载波频率捕获,采用延迟锁定环(DLL)与锁相环(PLL)实现GPS微弱信号的跟踪。最后对GPS微弱信号的捕获跟踪算法进行仿真实现。应用结果表明:通过仿真技术能有效地复现出捕获和跟踪载噪比为25 dB・Hz^-1的GPS微弱信号,差分相干积分捕获灵敏度比相干-非相干积分高0.8 dB,频率捕获误差小于1.25 Hz,码捕获误差小于0.1码元。交通运输工程学报. 2010 10(5): 108-113，126.

城市路网交通状态的小波分析检测方法

张菁, 巨永锋, 陈荔 — 2010-10-20

张菁, 巨永锋, 陈荔选取交叉口进口饱和度和路段平均行程速度作为路网状态检测的基本参数,采用小波包变换的时频高分辨率特性,以能量分析方法识别进口饱和度和路段平均行程速度的突变与异常状况,并定义了交通状态系数来定量描述交通状态变化,设计了基于小波分析的交通状态检测算法,并采用贝叶斯算法对交通状态进行预测。仿真分析结果表明:小波包变换可有效识别节点能量分布的突变区间,据此可准确判别交通状态发生变化的时段; 当采样数据的模极大值点为200～243时,此段节点能量变化比较剧烈,信号在此出现突变,由较平稳向非平稳状态变化,对应的路段交通状态系数大于0.300 h・km^-1,为拥挤状态。该方法原理简单,检测响应时间短,检测结果可靠交通运输工程学报. 2010 10(5): 114-120.

考虑时空相关性的固定检测缺失数据重构算法

孙玲, 刘浩, 牛树云 — 2010-10-20

孙玲, 刘浩, 牛树云应用相关性理论,研究了交通流数据中缺失值与其他数据的相关性,对与缺失值不同相关性的数据给予不同的权重值,提出了基于交通流时空相关权重的重构算法,并以北京市二环快速路为研究对象,运用VISSIM仿真软件建立仿真模型,利用仿真数据对新算法和现有算法进行了对比分析。研究结果表明:在连续缺失1～10个数据时,模型1的重构值与仿真值平均相对误差最大仅为1.876 6%,一般情况下,平均相对误差均在1.000 0%以下,可见,模型1算法优于现有的重构算法。交通运输工程学报. 2010 10(5): 121-126.