交通运输工程学报

AC-25粒度分布对级配离析的影响

彭余华, 胡佳寅, 胡顺峰 — 2014-10-30

彭余华, 胡佳寅, 胡顺峰在AC-25级配范围内,通过调整拌合楼各热料仓比例生产出7种级配的沥青混合料,采用贝雷法将AC-25级配组成划分为0～0.3、0.3～1.18、1.18～4.75、4.75～13.2、13.2～31.5 mm5个区间,运用灰色关联法计算了不同级配的各区间集料含量与级配离析的灰色关联度。分析结果表明:灰色关联度可以较好地反映AC-25级配区间集料含量对级配离析的影响程度,5个区间4.75～13.2、0.3～1.18、0～0.3、1.18～4.75、13.2～31.5 mm的关联度依次减小; 4.75～13.2 mm区间集料含量与级配离析的灰色关联度最大,该区间集料含量的变化对最终路面级配变异会产生较大影响,设计时可通过调整该种集料含量以获得较好的抗离析级配; 1.18～4.75 mm和13.2～31.5 mm粒径区间的集料含量与级配离析的灰色关联度偏小,说明粗集料和细集料中的较粗部分对级配离析的影响较小; 各级配区间集料含量与级配变异程度的二次回归相关系数大于0.6,说明集料间交互作用对最终离析程度影响较大,仅考虑单个筛孔通过率对沥青混合料性能的影响,有可能会消弱集料级配的离析特征,应从不同粒级组合角度分析沥青混合料级配的抗离析性能。交通运输工程学报. 2014 14(5): 1-7,18.

路基压力注浆处治的离心模型试验与数值仿真

邱延峻, 刘玉良, 阳恩慧, 向可明 — 2014-10-30

邱延峻, 刘玉良, 阳恩慧, 向可明针对绵广高速公路路基病害压力注浆处治工程,采用现场调查测试、离心模型试验以及数值仿真对压力注浆处治路基病害的工艺过程及影响因素进行了研究。揭示斜坡路基断面几何异型是导致路基不均匀沉降的主要原因,并进而导致路面出现纵向开裂。离心模型试验表明:注浆方式宜采用2次注浆法,第1次注浆压力为0.2 MPa,第2次注浆压力控制在0.4～0.5 MPa; 注浆孔的合理间距推荐为2.0 m; 工程实际中应兼顾经济性,选择合理的浆液配合比和养护时间。数值仿真结果表明:压力注浆包括应力累积、裂纹延伸和裂缝扩张3个阶段,土体劈裂所需要的压力随均质度及土体强度的提高而增大。交通运输工程学报. 2014 14(5): 8-18.

混合设计的高性能钢梁抗弯性能试验

段兰, 唐友明, 王春生, 王继明 — 2014-10-30

段兰, 唐友明, 王春生, 王继明采用两点加载的方式,对3片混合设计的高性能HPS 485W工字钢梁进行抗弯性能试验,分析了截面几何参数对试验梁抗弯承载力、弹塑性变形和破坏形态的影响。结合跨中单点加载的试验结果,对比分析了不同加载方式对试验梁抗弯承载力的影响,建立了能够准确模拟试验梁抗弯过程的有限元模型,在非厚实截面范围内对混合设计的高性能钢模型梁进行了关键参数的数值分析。分析结果表明:对两点加载的试验梁,抗弯破坏形态为纯弯段区出现受压翼缘与受压区腹板的局部屈曲; 随着翼缘宽厚比的降低,钢梁的塑性转动能力明显提高; 随着腹板高厚比的增加,钢梁的抗弯强度和延性均会降低; 对相同几何尺寸的模型梁,加载方式改变时,钢梁的抗弯过程相似,但控制钢梁失效的破坏形态不同; 对混合设计的钢梁,建议腹板与翼缘材料强度等级差不大于2个强度等级。交通运输工程学报. 2014 14(5): 19-28.

大纵坡双洞隧道互补式通风运营测试

王亚琼, 胡彦杰, 邓敏, 夏丰勇, 谢永利 — 2014-10-30

王亚琼, 胡彦杰, 邓敏, 夏丰勇, 谢永利为解决大纵坡双洞隧道风量不平衡时,上坡隧道是否需要设置通风井的技术问题,以大别山公路隧道为实体工程,现场检测了互补式网络通风隧道内CO浓度、烟雾浓度和风速,分析了大纵坡隧道采用的双洞互补式网络通风方式中换气通道的作用和存在的问题。测试结果表明:互补式网络通风能够满足隧道内污染物浓度控制要求; 2个换气通道能起到气流双向交换的作用,交换风量满足设计要求,互补式通风方案可行; 上下行隧道通风负荷不平衡,对于纵坡较大的特长隧道,可以采用互补式通风,取消其上坡隧道的通风井。交通运输工程学报. 2014 14(5): 29-35.

基于动态面控制的船舶动力定位控制律设计

杜佳璐, 杨杨, 胡鑫, 陈海泉 — 2014-10-30

杜佳璐, 杨杨, 胡鑫, 陈海泉针对水面船舶动力定位控制问题,考虑带有未知界的时变环境扰动,将动态面控制技术与矢量逆推方法相结合,设计了船舶动力定位系统的自适应鲁棒非线性控制律。引入动态面控制技术,利用一阶滤波器的微分项代替虚拟控制矢量的微分项,使得在控制律设计过程中的微分运算被简单的代数运算所替代,简化了计算,易于工程实现。为阻止自适应参数漂移,采用包含基于σ-修正泄漏项的自适应律估计未知扰动的界。应用Lyapunov函数证明了所设计的控制律能迫使船舶的位置和艏向角达到并保持在期望值,保证船舶动力定位闭环系统中所有信号最终一致有界。仿真结果表明:在水平面上,当船舶初始位置偏离期望位置25 m时,利用设计的控制律能迫使船舶在50 s内达到期望的目标位置,因此,所设计的控制律是有效的。交通运输工程学报. 2014 14(5): 36-42,50.

基于磁流变阻尼器的铁道车辆模糊半主动控制

李忠继, 戴焕云, 曾京 — 2014-10-30

李忠继, 戴焕云, 曾京研究了基于磁流变阻尼器的铁道车辆半主动悬挂系统的控制方法,建立了50自由度的车辆多体动力学模型和磁流变阻尼器的Spencer模型。运用模糊控制方法设计了基于车体加速度和速度反馈的模糊控制器,利用电压控制函数和滞回特性分离法建立了磁流变阻尼器的逆模型,用于预测控制电流。采用数值仿真方法研究了基于磁流变阻尼器的模糊半主动悬挂系统的特性,分析了装用半主动悬挂系统车辆的动力学性能。仿真结果表明:采用基于逆模型的模糊控制方法,阻尼器实际阻尼力能有效跟踪控制系统的期望阻尼力。相对于被动悬挂,基于磁流变阻尼器的模糊半主动悬挂系统能够有效地减小车体1～10 Hz范围内的振动,改善车辆的运行平稳性。当车辆运行速度为250 km・h^-1时,振动加速度减小53.3%。当车辆运行速度为100～300 km・h^-1时,车辆运行平稳性指标改善率为6%～9%。交通运输工程学报. 2014 14(5): 43-50.

混合动力车辆无离合器操作换档动态协调控制方法

王俊, 王庆年, 王鹏宇, 曾小华 — 2014-10-30

王俊, 王庆年, 王鹏宇, 曾小华为减小混合动力车辆换档过程中产生的冲击,缩短换档时间与提高车辆的加速性能,基于一种双电机混合动力系统构型,提出了无离合器操作的换档协调控制方法。通过控制自动变速器输入轴处的电机,实现无离合器操作换档过程中变速器输入轴的转速快速同步,缩短换档时间。为了防止离合器频繁分离与结合导致过度的磨损,控制自动变速器输出轴处的电机,在换档过程中通过驱动力补偿来保证整个系统的转矩输出连续,减小换档过程的冲击度。试验结果表明:应用无离合器操作换档协调控制方法能够确保车辆在换档过程中驱动力的连续输出,与传统的换档方式相比,冲击度降低了约60%,车辆在0～50 km・h^-1与0～60 km・h^-1的加速性能分别提高了5.53%与5.94%。交通运输工程学报. 2014 14(5): 51-58.

集装箱船舶全航线配载优化模型与改进遗传算法

祝慧灵, 计明军 — 2014-10-30

祝慧灵, 计明军以集装箱船舶稳性、强度、载荷为约束条件,以全航线倒箱量最小和吃水差最优为目标函数,建立了集装箱船舶全航线多目标配载优化模型。利用启发式算法获得初始可行解,利用改进了的遗传算法进行优化,并用1 841 TEU、3开口的集装箱船舶进行实例验证。计算结果表明:与传统遗传算法相比,改进的遗传算法能在1.967 s内求得全航线上5个挂靠港口的配载计划,并能求得5个港口的满意解; 在求得的满意解中,船舶倒箱量均为0,吃水差的绝对值分别为0.003 5、0.000 8、0.109 7、0.001 1、0.371 2 m,均在船舶行驶的合理范围0～0.5 m内; 对于不同挂靠港数量的其他航线,改进的遗传算法能在5 s内快速获得合理的配载计划。可见,优化模型与改进的遗传算法可行。交通运输工程学报. 2014 14(5): 59-67.

基于行程速度指数的城市快速路服务水平评价方法

杨富社, 邹群, 李明, 陈宽民, 高扬 — 2014-10-30

杨富社, 邹群, 李明, 陈宽民, 高扬根据城市快速路的特性,将城市快速路分为基本路段、交织区和分合流区。运用Greenshields模型计算自由流行程速度,通过双线圈检测器获取地点速度并由此估算行程速度。对行程速度指数进行右侧均值和均方差的一致性检验,将服务水平量化,提出了基于行程速度指数的城市快速路服务水平评价方法,并在西安市南二环某路段上进行实例验证。评价结果表明:当自由流、高峰时段、平峰时段的行程速度分别为82.514、47.825、67.930 km・h^-1时,高峰时段行程速度指数的均值和均方差检验结果分别为7.206、8.482,城市快速路服务水平为2.667,为Ⅲ级; 平峰时段行程速度指数的均值和均方差检验结果分别为6.408、8.960,城市快速路服务水平为4.083,为Ⅱ级。计算结果与实际情况相符,提出的方法有效。交通运输工程学报. 2014 14(5): 68-73.

道路交通网络脆弱性动态辨识方法

张勇, 屠宁雯, 陶骏杰 — 2014-10-30

张勇, 屠宁雯, 陶骏杰分析了路段和节点的流量传播过程与离散的瞬时动态用户最优路径选择均衡条件,建立了反应型的动态用户均衡网络交通流模型,设计了对角化的启发式算法求解模型,评价了动态化的道路网络脆弱性指数。分析结果表明:在自由流速度为40 km・h^-1、堵塞密度为125 veh・km^-1的9节点12路段构成的算例路网中,在时刻3路段1受损时,路段3在高峰时的车辆数量从原有的50 veh增加到了100 veh,入口流量增加1倍,路段2的入口流量降为0; 在路段3、6、7和10构成的路径上,路段1受损使得此路径的车辆数将近增加1倍,车辆数量的增加导致各路段的阻抗增加。提出的方法能刻画车辆绕开受损路段的交通流传播过程,能有效辨识道路网络在各个路段各个时刻的脆弱性。交通运输工程学报. 2014 14(5): 74-81.

基于均衡流量的城市停车费用优化模型

林湛, 四兵锋, 胡卉, 蒋明清, 杨小宝 — 2014-10-30

林湛, 四兵锋, 胡卉, 蒋明清, 杨小宝基于随机用户平衡原则,分析了出行者的路径选择和停车选择行为,建立了满足Logit关系的城市道路停车流量分配模型。基于收益管理思想,以停车收益最大为决策目标,建立了城市停车费用的双层规划模型,并以7个节点和2个停车场的小型网络进行实例验证。分析结果表明:当停车需求为10 000 pcu・h^-1时,随着停车场2停车费用的提高,停车流量不断向停车场1转移,停车场1在停车费用不变的情况下收益不断增加,当停车场2的停车费用为4元・h^-1时,总的停车收益达到最大; 当停车需求为20 000 pcu・h^-1时,随着停车费用的上升,总的停车收益将持续增加; 2个停车场之间存在博弈关系,停车费用存在纳什均衡点,当停车需求为10 000 pcu・h^-1时,2个停车场的最优停车费用均为5元・h^-1; 当停车需求为20 000 pcu・h^-1时,2个停车场的最优停车费用均为最高限价10元・h^-1。交通运输工程学报. 2014 14(5): 82-89.

高速列车跟驰运行控制策略与安全车距的互动演化

潘登, 梅萌, 郑应平 — 2014-10-30

潘登, 梅萌, 郑应平为实现高速列车的安全、高效、平稳运行,利用Petri网描述与分析了给定跟驰状态下高速列车控制策略与安全车距的互动演化机理,探讨了高速列车复杂跟驰形势下的安全车距计算问题,建立了能够反映高速列车控制策略的停车减速运行数学模型,提出了基于控制策略的安全车距计算方法,以满足高速列车当前跟驰状态下行为调整的安全性、高效性和平稳(舒适)性和有助于动态安全车距和控制策略的实时标定。在前车速度分别为250、300、350 km・h^-1,后车速度为300 km・h^-1三种跟驰状态下,计算了前后车分别采取不同的控制策略时应保持的安全车距。计算结果表明:随着前后车控制策略的变化,安全车距是不同的,对列车行为调整的平稳(舒适)性与跟驰效率的影响也存在差异; 综合考虑安全、效率和列车行为调整的平稳(舒适)性,宜针对高速列车不同跟驰状态重新标定不同跟驰控制策略下的安全车距,并建立相应的数据库,作为列车运行和控制的依据。交通运输工程学报. 2014 14(5): 90-100.

性能基导航中飞行技术误差估计研究综述

赵鸿盛, 徐肖豪, 李锐, 熊智勇, 李冬宾 — 2014-10-30

赵鸿盛, 徐肖豪, 李锐, 熊智勇, 李冬宾从人为因素、飞行器性能与环境因素3方面剖析了性能基导航中飞行技术误差的影响因素及其特性。依据导航方式与特定运行条件分类论述了基于飞行试验的飞行技术误差试验统计研究,指出了此类研究方法的局限性。评述了基于成型机理的飞行技术误差方差估计模型与方法,讨论了各种方法的特点和应用范围。从飞行技术误差估计方法与应用2方面分析了现有研究的局限性与后续研究展望。分析结果表明:在手动操作方式下,不同的飞行策略对飞行技术误差有较大影响,航径偏移指示器的灵敏度与侧向飞行技术误差负相关。在航路和终端区,某些通用航空飞行器的侧向飞行技术误差的标准差分别高达759.32、481.52 m,主要原因是未安装高精度导航系统。对飞行试验结果进行统计拟合的估计方法无法全面地覆盖全部机型、航段与天气条件,因而具有一定的局限性,而基于成型机理的飞行技术误差估计方法估计的侧向、高度飞行技术误差的标准差分别为2.68、1.13 m,通过与仿真结果和实测数据的比较,方法的有效性得到验证。性能基导航设备在实时估计飞行技术误差时,采用假设常值而不进行实时估计,将会使飞行器处于危险中。从多重因素入手研究如何减小性能基导航中飞行技术误差是未来的重要研究方向。交通运输工程学报. 2014 14(5): 101-110.

基于BP神经网络与D-S证据理论的路段平均速度融合方法

李瑞敏, 马玮 — 2014-10-30

李瑞敏, 马玮为精确估计路段平均速度,提出了基于BP神经网络与D-S证据理论的路段平均速度融合方法。通过训练完成的BP神经网络估计概率密度函数值,进而通过D-S证据理论进行数据融合,整合了BP神经网络自学习的特点与D-S证据理论推理的能力。提出了融合方法的框架,给出了具体的计算模型。利用京藏高速公路上的实测浮动车数据、微波检测器数据、车牌识别数据对融合方法进行了验证,并分析了当微波检测器失效时融合方法的鲁棒性。分析结果表明:融合数据的平均绝对误差百分率比仅使用浮动车数据或微波检测器数据分别提高了7.90%、20.72%,融合方法能够得到较好的效果。微波检测器失效的情况下,融合精度有所下降,但融合数据的误差仍然小于仅使用浮动车数据的误差,说明融合方法具有一定的鲁棒性。交通运输工程学报. 2014 14(5): 111-118.

基于方向可变Haar特征和双曲线模型的车道线检测方法

王海, 蔡英凤, 林国余, 张为公 — 2014-10-30

王海, 蔡英凤, 林国余, 张为公针对快速路车道线易受多种因素影响而较难检测的问题,提出了一种基于方向可变Haar特征和双曲线模型的分布式车道线检测方法。首先对车载摄像头进行标定,确定图像中车道平面消失线的位置,将车道平面消失线以下部分的下2/3区域作为感兴趣区域Ⅰ。利用边缘分布函数获得感兴趣区域Ⅰ内车道线直线模型倾角,再采用方向可变Haar特征提取边缘特征点并拟合车道线直线模型,利用直线模型参数进一步确定感兴趣区域Ⅱ。提出一种单方向搜索算法,提取边缘特征点并利用双曲线模型拟合获取完整的车道线模型。通过约10 000幅实际道路图片对车道线检测方法进行验证。验证结果表明:检测方法能很好地实现多种环境下的车道线检测,在晴好天气检测率为99.9%,不良天气检测率为99.7%。交通运输工程学报. 2014 14(5): 119-126.