交通运输工程学报

超大粒径沥青混合料级配分形特性与力学指标

江晓霞, 覃润浦, 高文阳, 沙爱民, 常明丰 — 2013-02-20

江晓霞, 覃润浦, 高文阳, 沙爱民, 常明丰为了定量评价超大粒径沥青混合料(SLSM)的级配特性,运用分形理论提出了SLSM集料质量分形分布函数的计算方法,得到了不同级配SLSM-40的质量分形维数,建立了集料质量分布与分形维数的关联模型,分析了分形维数与SLSM-40体积指标的关系,并通过强度试验和简单性能试验研究了SLSM-40的力学指标。分析结果表明:分形维数在2.60左右时,SLSM-40的体积指标均符合技术要求; 分形维数在2.55～2.60之间时,SLSM-40的级配均匀性良好; 随着粒径增大,粘聚力增大,SLSM-40中粘聚力对整体强度贡献率约为50%,比普通沥青混合料提高了1～2倍,而内摩擦角减小5°～10°; 20 ℃试验条件下,SLSM-40抗压回弹模量比AC-25提高了1 869 MPa,为AC-25的2.6倍; 不同试验温度条件下,随着加载频率的增大,SLSM-40的动态模量逐渐增大,相位角随温度和加载频率的变化规律与动态模量相比差异较大,并且温度越高,动态模量指标越小,SLSM-40的抗永久变形能力下降。交通运输工程学报. 2013 13(1): 7-14.

基于改进Sarma法的岩质边坡稳定性分析

周志军, 牛涌, 张铁柱 — 2013-02-20

周志军, 牛涌, 张铁柱以简单非均质岩质边坡的滑动为研究对象,建立了Sarma法力学模型。根据岩质边坡块体静力平衡条件,得出侧向正压力与临界加速度系数之间的关系,推导了临界加速度系数公式,得到边坡处于地震烈度条件下的安全稳定系数。分析了边坡的安全稳定系数与临界加速度系数之间的函数关系,并利用此函数关系将传统Sarma法进行了改进。计算结果表明:岩质边坡安全稳定系数与临界加速度系数之间呈单调递减的函数关系; 与传统Sarma法相比,改进Sarma法无需迭代,不存在收敛性问题,算例分析中仅需6次计算就得到结果,并能满足要求。交通运输工程学报. 2013 13(1): 15-19.

钢-混凝土组合梁的温度骤变效应分析

周勇超, 胡圣能, 宋磊, 李子青 — 2013-02-20

周勇超, 胡圣能, 宋磊, 李子青对自然环境内钢-混凝土组合梁截面内温度进行了测试,以温差梯度为计算模型,基于弹性理论,推导了不同温差模式下组合梁交界面上的剪力、剪应力、相对滑移应变与变形以及弯曲变形曲率计算公式。分析结果表明:在自然温变情况下组合梁截面内存在温差,同时混凝土翼板内温度分布不均匀; 界面剪力最大值在跨中部位,向梁端部逐渐递减为0; 剪应力、相对滑移应变与变形在梁端部达到最大值,向跨中逐渐递减为0; 界面内力及变形与温差大小呈线性正比,斜率与混凝土板内温度分布模式有关; 混凝土板内温度分布模式及厚度是截面内力和变形的主要影响因素。交通运输工程学报. 2013 13(1): 20-26.

大跨径在役桥梁随机地震动模拟方法

赵珺, 牛荻涛 — 2013-02-20

赵珺, 牛荻涛考虑桥梁结构的服役期对地震荷载的影响,应用等超越概率的方法将地震作用进行折减,将公路桥梁抗震规范中的两级设防标准扩展为三级设防标准。考虑地震动的随机性,应用概率理论将目标反应谱随机化,结合相干函数和相位差谱理论,采用MATLAB程序,生成在役桥梁结构空间相关多点非平稳随机地震动。模拟结果表明:应用等超越概率的方法可以将地震动峰值加速度进行合理折减; 应用概率理论进行反应谱随机抽样,得到的随机地震反应谱能够较好地反映地震动的随机性,其中 30条随机反应谱的变异系数最大差值为0.064,精度符合要求; 计算反应谱与随机目标反应谱拟合情况良好,1、2号目标点的拟合优度值分别为0.82和0.81,精度符合要求; 合成的人工地震动能够反映在役桥梁结构的已服役期和地震动的随机性,接近实际的地震记录。交通运输工程学报. 2013 13(1): 27-35.

轴箱定位偏差对机车轮缘偏磨的影响

马卫华, 曲天威, 罗世辉, 宋荣荣 — 2013-02-20

马卫华, 曲天威, 罗世辉, 宋荣荣建立了2C₀轴式机车动力学模型,分析了轮对轴箱定位偏差,仿真了各轮对轴箱定位偏差对同一转向架各轮对横向位移与偏转方向的影响。仿真结果表明:第1轮对轴箱定位偏差对第1轮对横移量有较大的影响,中间轮对与第3轮对轴箱定位偏差对中间轮对横移量有较大的影响,2.4 mm的轴箱定位偏差最大可引起6.0 mm的轮对横移量。当任意2个轮对同时存在定位偏差时,相比同相位偏差,反相定位偏差影响更大,更容易产生轮缘偏磨现象,1.6 mm的组合偏差可导致最大6.5 mm的轮对横移量。通过控制轴箱定位偏差的大小,可以有效改善轮缘偏磨现象。交通运输工程学报. 2013 13(1): 36-41，54.

无人艇艇型优化方法

马伟佳, 孙华伟, 庞永杰, 郭志群, 杨衡 — 2013-02-20

马伟佳, 孙华伟, 庞永杰, 郭志群, 杨衡为了计算和优化无人艇在中低速段艇型阻力性能,考虑了自由表面非线性和黏性的影响,研究了滑行艇在排水航行状态的兴波阻力计算方法。结合线性兴波阻力理论,将给定约束条件下的艇型优化问题转换为求泛函极值的有约束数学优化问题,通过非线性规划优化理论,对给定的艇体主参数约束下的目标函数做有条件最小化,求解最佳优型。理论计算结果和艇模试验结果表明:利用计算方法能够有效、快速地计算艇型兴波阻力,优化后的艇型在给定的速度区间(傅汝德数为0.1～0.7)的兴波阻力系数明显降低,在优化速度点(傅汝德数为0.5)降低约20%。交通运输工程学报. 2013 13(1): 42-46.

海洋拖曳系统对船舶操纵性能的影响

金良安, 苑志江, 迟卫, 田恒斗, 卢祎斌 — 2013-02-20

金良安, 苑志江, 迟卫, 田恒斗, 卢祎斌将拖曳母船、拖缆和拖曳体视为一个相互作用的整体,利用耦合边界条件,将拖缆顶端和底端的张力与其产生的力矩,分别计入船舶操纵性运动方程和拖曳体六自由度运动方程,结合拖缆的有限差分方程,建立了船/缆/体耦合运动模型,采用数值计算方法,对比分析了海洋拖曳系统对船舶操纵性产生的影响。计算结果表明:当计入拖缆和拖曳体耦合影响后,船舶稳态运动时的速度会降低,改变量为3%～5%; 船舶回转机动时,速度、回转半径与横摇角会降低,改变量分别为2%～3%、2%～4%和11%～21%。采用船/缆/体耦合运动模型计算得到的船舶操纵性能符合实际,可为预报海洋拖曳系统的运动信息提供理论依据。交通运输工程学报. 2013 13(1): 47-54.

线控液压制动系统轮缸压力变化特性

徐哲, 魏民祥, 李玉芳 — 2013-02-20

徐哲, 魏民祥, 李玉芳为了降低线控液压制动系统轮缸压力波动,采用稳态压力变化值表征轮缸压力变化率,研究了轮缸压力变化率在轮缸工作压力范围内的变化规律,推导了轮缸稳态压力变化值的计算公式,采用试验方法测得了系统稳态压力变化值随占空比与初始压力变化的脉谱图。计算结果表明:在升压过程中,轮缸压力变化率与初始压力的关系存在拐点,在拐点右侧,压力变化率随压力升高而降低,而在拐点左侧,压力变化率随压力升高而升高。不同占空比下轮缸压力变化率曲线的拐点对应的轮缸压力大体相同,此压力是活塞终止行程压力,在本系统中,此压力约为2.9 MPa。在压力变化的全部范围内,压力变化率与占空比之间的关系近似呈线性。交通运输工程学报. 2013 13(1): 55-61.

一体化公交网络均衡配流模型

李淑庆, 李哲, 朱文英 — 2013-02-20

李淑庆, 李哲, 朱文英分析了一体化公交网络的交通特性,基于一体化公交出行的路径特点,研究了公交出行时间与出行费用因素对出行阻抗的影响。考虑人流密度对步行速度的影响以及出行费用与时间的换算关系,将公交出行的路段阻抗、节点阻抗与费用阻抗统一换算为时间,建立了一体化公交网络的出行阻抗函数。利用Wardrop均衡原理,建立了一体化公交网络的均衡配流模型,并通过FW算法对配流模型进行求解。计算结果表明:当地面公交线路长度与轨道交通长度分别为57.3、16.2 km时,轨道交通线路输送的客流量占总客运量的65.4%,通过换乘进入轨道交通系统的客流量达55.4%。构建合理的一体化公交网络能降低乘客出行总阻抗,提高公交系统运输效率。交通运输工程学报. 2013 13(1): 62-69.

近距平行跑道间隔确定方法

田勇, 孙佳, 万莉莉, 李永庆 — 2013-02-20

田勇, 孙佳, 万莉莉, 李永庆应用最不利环境下的尾流运动特性,研究了近距平行跑道相关平行进近模式下配对飞机斜距、进近下滑角和机型组合对跑道间隔的影响,利用最小尾流间隔标准和NASA侧风统计数据,并根据机型参数,提出了跑道中心线间距和跑道头错开间距的确定方法。分析结果表明:当配对前后机的斜向间隔标准一定时,跑道头错开间距随中心线间距和配对后机下滑角的增大而减小; 当配对前后机下滑角相同时,跑道头错开间距随中心线间距和斜向间隔标准的增大而减小; 当跑道中心线间距为380 m,前后机下滑角均为3°,斜向间隔标准为2 780 m时,长沙黄花国际机场跑道头错开间距应不小于1 483 m,符合国外已授权机场跑道参数。交通运输工程学报. 2013 13(1): 70-76.

飞机和机组一体化恢复的约束规划模型

朱博, 朱金福, 高强 — 2013-02-20

朱博, 朱金福, 高强分析了飞机和机组运行计划的特点与异同,以最小化恢复总成本为目标函数,以飞机、航班、机组和机场的时空衔接、流平衡等为约束条件,建立了飞机和机组一体化恢复的约束规划模型。针对一体化恢复问题的特点和模型结构,利用混合集合规划方法设计搜索算法,并进行了实例验证。计算结果表明:对小规模问题,约束规划模型与分阶段恢复方法得到的结果一致,延误均为6 020 min; 对中大规模问题,约束规划模型与分阶段恢复方法求得的延误分别为9 670 min和12 840 min,约束规划模型比分阶段恢复方法减少约24.69%的延误; 分阶段恢复方法在约22.2%的情况下无法求得可行解。可见,约束规划模型可行。交通运输工程学报. 2013 13(1): 77-83.

高速铁路既有停站方案优化模型

冯旭杰, 孙全欣, 冯佳, 吴珂琪 — 2013-02-20

冯旭杰, 孙全欣, 冯佳, 吴珂琪分析了高速铁路停站方案对列车牵引能耗和旅行时间的影响,总结了列车牵引能耗的测算方法。将列车开行班次和停站方案转化为停站次数,并引进机械效率,改进了基于运动做功的列车牵引能耗的测算方法。以最小列车牵引能耗和最短旅行时间为优化目标,以既有的运输供给为约束,建立了既有停站方案的优化模型,并以沪杭高速铁路为例验证了模型的有效性。研究结果表明:最小列车牵引能耗的停站方案偏向于开行直达列车,单班列车的停站次数减少,中间站停站次数最多为3次,虽然旅行时间比既有方案增大14 min,但牵引电力每天下降559 kW・h; 在最短列车旅行时间的停站方案中,直达列车班次为0,中间站停站1次的列车的开行班次达到了总班次的74.4%,旅行时间比既有方案降低12 min,但牵引电力每天增大3 299 kW・h; 最小列车牵引能耗和最短旅行时间的同时优化结果对既有停站方案的改善效果不明显。交通运输工程学报. 2013 13(1): 84-90.

出行成本对居民出行方式的影响

徐婷, 蓝瑧, 胡大伟, 孙小端, 王伟力 — 2013-02-20

徐婷, 蓝瑧, 胡大伟, 孙小端, 王伟力以北京市居民出行行为为研究对象,收集2010年部分区域居民出行基础数据,使用相关性分析筛选与居民出行方式选择密切相关的影响因素。以小汽车出行方式的效用函数与公共交通出行方式的效用函数的差值构建新效用函数,选择收入、出行目的、支付方式、出行时间比、出行成本比等作为影响因素,将小汽车和公共交通出行时间比划分为1:5、1:3、1:1,分析出行成本对居民出行方式的影响。分析结果表明:当出行时间比为1:5时,居民使用小汽车出行对应的弹性值均小于0.1,出行成本调节缺乏弹性; 当出行时间比为1:3时,对应的最大弹性值为0.39,当出行成本比为25时,40%～50%的出行者继续使用小汽车出行; 当出行时间比为1:1时,对应的最大弹性值为0.89, 当出行成本比为22时,40%～50%的出行者继续使用小汽车出行; 当出行时间在1:3和1:1之间,要使得小汽车的出行分担率为30%,则出行成本比为至少为5。交通运输工程学报. 2013 13(1): 91-97.

信号交叉口饱和流率动态提取方法

杨东援, 罗江邻, 刘翀, 段征宇 — 2013-02-20

杨东援, 罗江邻, 刘翀, 段征宇提出了利用感应线圈检测器动态提取饱和流率的方法,前后车辆离开线圈的时间差为车头时距,计算第4辆至最后一辆处于饱和状态车辆的平均饱和车头时距,运用指数平滑法处理历史饱和车头时距与当前周期饱和车头时距。确定了车型及饱和车头时距判断阈值,当线圈占用时间大于小型车平均占用线圈时间2倍时,判断为大型车,小型车的饱和车头时距判断阈值为历史平均值加1 s,大型车的饱和车头时距判断阈值为历史平均值加5 s。用VISSIM软件进行仿真,验证提取方法的有效性。仿真结果表明:动态提取方法能减少饱和车头时距突变的影响,当前周期车头时距骤减31.3%,饱和流率仅增加5.6%,5个周期的饱和流率分别为1 782、1 682、1 600、1 690、1 773 veh・h^-1,而HCM模型的计算结果为1 680 veh・h^-1。与传统方法相比,该方法能满足动态提取的需求,实施成本低。交通运输工程学报. 2013 13(1): 98-103.

GPS/CP车辆定位与交叉口冲突检测

安毅, 宁滨, 蔡伯根, 上官伟, 王剑 — 2013-02-20

安毅, 宁滨, 蔡伯根, 上官伟, 王剑针对车辆行驶在城市道路中时GPS定位性能受限的问题,提出了一种基于车路协同定位(CP)与高度约束模型的紧耦合定位方法。基于短程通信协议(DSRC)实现交叉口车路共享车辆状态信息,提出了一种车车(V2V)/车路(V2I)信息协同交互的交叉口车辆冲突检测方法。为了验证GPS/CP车辆定位与交叉口车辆冲突检测方法的效能,搭建了基于场景的仿真环境,进行组合定位仿真验证与多场景交叉口冲突检测仿真验证。仿真结果表明:在可见卫星数量下降的情况下车辆定位误差保持在3 m以内; 在交叉口车辆为20 veh,且无定位误差的情况下,车辆冲突数和冲突率减少,车辆通过数略有下降; 要实现交叉口冲突检测,车辆定位误差应小于6 m。综合利用GPS/CP车辆定位方法较高的定位精度和基于V2V/V2I的交叉口冲突检测方法较高的安全性,能获得较低的交叉口车辆冲突率和较高的交叉口车辆通过数。交通运输工程学报. 2013 13(1): 104-113.

交通无线传感网络运动车辆定位方法

来磊, 曲仕茹 — 2013-02-20

来磊, 曲仕茹为提高运动车辆定位可靠性与精度,研究了基于交通无线传感器网络的运动车辆定位系统。根据车辆位置区域随速度变化的规律,提出了一种变区间搜索量子粒子群算法对测量的车辆定位参量进行坐标粗估计,由于噪声干扰和信号传输延时,坐标粗估计值存在一定的误差。根据车辆的运动特性引入机动目标的当前统计模型,采用扩展Kalman滤波对坐标粗估计值存在的误差进行修正,以定位速度与精度为评价指标对定位方法进行了验证。验证结果表明:无线传感网络节点可大量布设的特点提高了定位可靠性; 量子粒子群中引入变区间使定位速度提高了39.13%; Kalman误差修正使得定位精度提高了56.48%。可见,本文方法可以有效提高运动车辆定位速度与准确性。交通运输工程学报. 2013 13(1): 114-120.

基于主动学习AdaBoost算法与颜色特征的车牌定位

张晓娜, 何仁, 陈士安, 姚明 — 2013-02-20

张晓娜, 何仁, 陈士安, 姚明人工选取少量的车牌区域和非车牌区域,采用积分图法快速提取Haar-like扩展特征,构成初始训练样本。使用AdaBoost算法训练样本产生一个初始分类器,经过主动学习过程,产生一个用于车牌检测的强分类器。利用Cascade结构检测法进行车牌的粗定位,通过提取边缘颜色对,对候选区域进行验证,实现车牌区域的精确定位。对不同光照条件及车牌污损等复杂情况下的车牌图像进行了定位测试。测试结果表明:车牌的粗定位率和精确定位率分别为98.3%、97.1%,平均定位时间小于0.1 s,因此,该方法有较好的车牌定位效果和定位准确率。交通运输工程学报. 2013 13(1): 121-126.