交通运输工程学报

沥青混合料体积指标对沥青路面抗滑性能的影响

周兴林, 刘万康, 肖旺新, 冉茂平, 黄晓明 — 2017-12-20

周兴林, 刘万康, 肖旺新, 冉茂平, 黄晓明为研究沥青路面抗滑性能与沥青混合料体积指标的关联,揭示不同体积指标对抗滑性能的影响程度,采用真空法和塑封法对不同AC-16型沥青混合料进行密度试验,对比了空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率等体积指标; 对沥青混合料进行室内磨光试验和摆值测试,采用Asymptotic模型拟合其抗滑性能的衰变趋势,得到了抗滑初值、稳定值与减幅等参数; 建立了体积指标与抗滑性能的函数关系,并应用灰色关联理论分析了不同体积指标与抗滑性能之间的灰色关联度排序。研究结果表明:不同体积指标对抗滑性能的影响存在差异,随着沥青混合料空隙率和矿料间隙率的增加及有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率的降低,沥青混合料的抗滑性能增大; 灰色关联度排序为空隙率最大,矿料间隙率其次,再次为有效沥青饱和度,粗集料框架间隙率最小,可见空隙率是影响抗滑性能的最主要因素,矿料间隙率对抗滑性能影响显著,有效沥青饱和度和粗集料框架间隙率的影响程度不大; 在设计、施工中,可通过合理控制混合料空隙率,调节混合料密实状态和紧密状态等方式提高沥青路面抗滑性能。交通运输工程学报. 2017 17(6): 1-9.

气隙对直线电机地铁系统动力响应的影响

魏庆朝, 夏景辉, 臧传臻, 郝敏, 梁青槐 — 2017-12-20

魏庆朝, 夏景辉, 臧传臻, 郝敏, 梁青槐应用概率统计和频域分析理论,分析了广州地铁4号线列车行驶过程中直线电机与感应板间动态气隙的实测数据; 建立了车辆-轨道垂横向耦合动力学模型,研究了受气隙影响的垂向电磁力对车体和轨道系统的动力影响,并与轨道随机不平顺对系统的动力影响进行了对比。研究结果表明: 92.2%的气隙在9～12 mm的标准范围内,且服从均值为10.5 mm、标准差为1 mm的正态分布; 感应板上表面与钢轨顶面的高度差是峰值气隙的决定因素,通过气隙静态测量可确定线路的最不利气隙位置; 气隙的频域成分以小于0.1 m^-1的空间频率为主,并存在0.2 m^-1的频率尖峰,即气隙存在约为5 m的周期成分; 垂向电磁力对车体加速度影响较小; 垂向电磁力可使轨道结构产生上升位移,在同时存在轨道不平顺的情况下,钢轨最大位移可达0.8 mm,轨道板最大位移可达1.0 mm; 轨道不平顺是轨道结构持续振动的主要诱因,垂向电磁力只会在开始作用于轨道结构的瞬间产生较大加速度,垂向电磁力引起的轨道结构最大加速度大于轨道不平顺引起的最大加速度,轨道不平顺和垂向电磁力的共同作用效果远大于单一因素的影响,钢轨加速度可达2 200 m・s^-2,轨道板加速度可达1 500 m・s^-2; 垂向电磁力对轮轨垂向力的最大影响在9 kN以内; 可采用动态和静态检测相结合的方法测量气隙,先应用列车上的动态检测设备测量出线路感应板超限点的大体位置,然后进行人工精确测量,维护后再次使用动态检测法进行气隙合格检验,实现快速、精确、有效维护线路感应板的目的,减小气隙对轨道结构垂向振动的影响。交通运输工程学报. 2017 17(6): 10-18.

高速铁路低路基桩网结构土工格栅动力特性

魏平, 魏静, 杨松林, 陈建峰, 张栋 — 2017-12-20

魏平, 魏静, 杨松林, 陈建峰, 张栋采用ABAQUS软件建立了低路基桩网结构的动力有限元模型,通过实测数据验证模型的合理性,分析了列车动荷载-土工格栅-桩-土之间的相互作用机理,研究了动荷载作用下土工格栅受力与变形规律。研究结果表明:沿线路纵向,车载作用前,桩顶土工格栅竖向变形后形状为倒“U”形,竖向变形约为2.27 mm,桩顶土工格栅的拉力分布呈“M”形,桩间土工格栅的拉力分布呈倒“V”形; 车载作用后,桩顶土工格栅竖向变形增量约为0.10 mm,大于桩间土工格栅变形,桩顶土工格栅动位移大于桩间土工格栅动位移,桩顶边缘土工格栅拉力增量最大,桩顶中心土工格栅拉力增量较小,桩间土工格栅拉力增量最小,四桩间土工格栅拉力增量大于两桩间土工格栅拉力增量; 沿路基横断面,车载作用前,路基中心土工格栅竖向变形约为12.0 mm,车载作用后,格栅竖向变形的增量从路基中心至坡脚逐步减小,其竖向变形增量约为0.47 mm; 桩顶和桩间土工格栅动位移和动拉力整体分布规律相似,从路基中心到坡脚呈递减规律,坡脚处土工格栅动拉力为负; 横断面土工格栅竖向变形增量和最大动拉力均大于线路纵向土工格栅。交通运输工程学报. 2017 17(6): 19-27.

加筋土边坡筋材拉力分布与分区

张琬, 许强, 陈建峰, 薛剑峰 — 2017-12-20

张琬, 许强, 陈建峰, 薛剑峰基于离心模型试验成果,建立了不同坡高和坡度加筋土边坡有限元模型,采用强度折减法计算了边坡安全系数达到1.30时的筋材最大拉力; 通过归一化筋材拉力和边坡高度,分析了坡高和坡度对筋材拉力沿坡高分布的影响,并结合实际加筋土边坡筋材拉力实测数据,探讨了筋材拉力分布与分区。分析结果表明:数值计算的边坡滑动面位置和形态以及破坏时的安全系数与离心模型试验结果吻合; 边坡高度对筋材拉力分布影响不大,而坡度对其影响显著,随坡度增大,筋材最大受力区域由边坡中部逐渐向底部转移; 从总体筋材拉力分布来看,边坡上部1/3和下部2/3高度范围内各层筋材最大拉力之和分别占总加筋力的1/4和3/4,边坡上部所需的筋材拉力较小,若按假定筋材拉力沿坡高均匀分布的1区方法进行总加筋力的分配,会使得加筋土边坡下部的安全度降低; 宜按坡度进行加筋土边坡总加筋力的分区,对于坡度不大于1.0:1的边坡,总加筋力按高度相等的3个区分配,顶、中、底区加筋力分别为总加筋力的1/3、1/2、1/6,对于坡度为1.0:1～2.0:1的边坡,以其上部1/3高度为顶区,下部2/3高度作为底区,顶、底区加筋力分别为总加筋力的1/5、4/5,而对于坡度不小于2.0:1的边坡,也等分为3个区,顶、中、底区加筋力分别为总加筋力的1/6、1/3、1/2; 可收集更多的实测数据充实筋材拉力数据库,应对加筋土边坡加筋力按坡度分区方法进行进一步的完善和验证。交通运输工程学报. 2017 17(6): 28-35.

采用墙式整体桥台的无缝桥受力特征

朱伟庆, 衡江峰, 刘永健, 王卫山 — 2017-12-20

朱伟庆, 衡江峰, 刘永健, 王卫山建立了考虑桥台-土相互作用的墙式整体桥台无缝桥的空间有限元模型,采用实测数据验证了模型的准确性; 分析了不同荷载工况下主梁与桥台的受力特征,研究了温度、台后填土密实度与桥梁跨径对桥梁受力特征的影响。研究结果表明:与同等跨径简支梁桥相比,墙式整体桥台无缝桥受力最不利主梁的跨中弯矩降低了20%～40%,跨中与梁端弯矩之和降低了约28%,说明主梁内力分布比较均匀,结构纵、横桥向整体性增强; 桥台顶部存在较大的弯矩和剪力,桥台变形比较复杂; 墙式整体桥台无缝桥的内力和变形受温度作用的影响较为明显,且梯度升温与整体降温在梁端产生正弯矩,梯度降温与整体升温在梁端产生负弯矩,因此,设计过程中对于不同的构件应选用合适的荷载工况; 台后填土密实度由松散变化至密实时,整体升温或降温作用下主梁梁端和跨中弯矩变化幅度小于5%,桥台变形幅度小于9%,说明台后填土密实度对主梁弯矩和桥台变形的影响较小; 当桥梁跨径由6 m增加至13 m时,桥台顶部弯矩增加了1.781倍,桥台内力随跨径的增大而快速增大,因此,在墙式整体桥台无缝桥梁的设计时,建议最大跨径不超过10 m,以控制桥台在正常使用极限状态下的混凝土裂缝宽度。交通运输工程学报. 2017 17(6): 36-45.

两种加载频率下LZ50车轴钢疲劳短裂纹行为对比

杨冰, 廖贞, 马佰全, 吴亚运, 肖守讷, 阳光武, 朱涛 — 2017-12-20

杨冰, 廖贞, 马佰全, 吴亚运, 肖守讷, 阳光武, 朱涛在加载频率为180、15 Hz条件下,分别利用高频疲劳试验机和电液伺服疲劳试验机完成了各6根光滑漏斗形圆棒试样的短裂纹复型试验。试验结果表明:在微观短裂纹(MSC)阶段,主导短裂纹的扩展均经历2次显著的减速过程,在加载频率为180 Hz,扩展率降至最小值时,裂纹统计平均尺度分别为11.49、106.32 μm,在15 Hz下分别为14.14、122.29 μm; 考虑试样个体间不可避免地存在微观结构细节差异,从统计角度出发,可以认为2次减速完成时的裂纹尺度分别对应铁素体晶粒平均直径14.26 μm和富珠光体带状结构间距111.53 μm这2种特征尺度; 进入物理短裂纹(PSC)阶段后,扩展率随主导短裂纹尺度增加持续上升; 2种加载频率下主导短裂纹扩展率曲线和密度曲线在很大程度上相互重合,变化趋势一致,整体来看无显著差异; 在MSC阶段,低加载频率下的短裂纹扩展率略高于高加载频率下的结果,但差异并不明显,最大速率差未超过一个数量级; 加载频率15 Hz下短裂纹突破微观组织结构障碍消耗的寿命占总寿命比例较小,2次降速对应的平均寿命分数分别为0.027和0.525,而180 Hz下对应的寿命分数分别为0.071和0.688; 通过统计分析,对比了7种常用统计分布,确定了主导短裂纹尺度服从极大值分布,疲劳寿命分数和有效短裂纹密度服从极小值分布。交通运输工程学报. 2017 17(6): 46-55.

CNG公交客车燃料消耗量计算方法

闫晟煜, 肖润谋, 李腾飞, 邓群 — 2017-12-20

闫晟煜, 肖润谋, 李腾飞, 邓群分析了CNG公交客车的燃料消耗量测试参数,确定了流量计的安装位置; 基于安装位置的固定气压范围,考虑到驾驶节能技术水平与乘坐人数的影响,提出了CNG质量流量的计算方法; 通过场地测试,验证了CNG质量流量与燃料温度、燃料压力之间的非线性关系,以及与环境温度、气瓶出口端压力的关系; 通过运营测试,分析了CNG质量流量修正前后的差异,并验证了测试方案的可行性。研究结果表明:受测试气压的限制,流量计唯一的串接位置是减压阀的出口端与低压燃气滤清器之间,CNG经过减压阀后的出口压力基本稳定在0.80～0.95 MPa之间; 在运营测试结果修正中,驾驶节能技术的影响最大,最大偏差可达4%,受测公交线路的驾驶节能技术水平有87.6%的相对值介于0.9～1.1,离散度较低; 当环境温度升速为4.0～4.3 ℃・h^-1时,燃料温度的变化速度基本波动于±0.61 ℃・h^-1之间,证明了燃料温度对环境温度的变化不敏感; 气瓶出口端压力与燃料压力没有必然联系,其数值的减小不会影响CNG质量流量的变化; 在0.80～0.95 MPa的燃料压力下,测试位置的CNG当量密度基本稳定在6.1 kg・m^-3,连续测试30 km后,CNG质量流量计算值与实测值误差小于5%; 经对CNG质量流量修正后,3辆测试车CNG质量流量的变化幅度分别为1.88%、-4.04%和1.71%,因此,采用CNG质量流量计算CNG消耗量更为精确。交通运输工程学报. 2017 17(6): 56-63.

考虑交通需求特征的有轨电车运营网络优化

李岩辉, 陈宽民, 马静, 李岩, 王玉萍 — 2017-12-20

李岩辉, 陈宽民, 马静, 李岩, 王玉萍为了提高有轨电车线网规划的科学性与运营效率,研究了有轨电车运营网络的特征与指标,建立了基于客流需求特征的运营网络搜索方法; 考虑有轨电车网运分离特点,应用客流需求-运营效益建立了节点-边集网络; 以断面客流量为依据,采用切比雪夫法则确定初始选择阈值,通过计算重要度、“节点-流量”矩阵,建立了时间效益-票价-运营成本的最优运营效益模型,对有轨电车运营线网进行筛选,结合遗传算法对运营网络总规模进行控制; 基于西咸新区有轨电车线网规划方案,筛选出14条有轨电车运营线路,通过MATLAB软件进行运营网络最优化模拟。分析结果表明:有轨电车最优运营线路长度为24～25 km,运营网络总规模为339.5 km,得出的运营网络与最优效益、断面客流分布、线网布局、客流需求特征、重要客流集散点等网络要素有较好的匹配,且大部分运营线路长度小于30 km,满足一般有轨电车运营网络要求; 该优化方法考虑了有轨电车规划与运营过程中诸多实际因素,通过对搜索过程的整合与量化,得出的优化结果与需求特征较为符合。交通运输工程学报. 2017 17(6): 64-75.

考虑风险爱好驾驶人的相依Weibull随机交通分配模型

俞礼军, 谈进舟 — 2017-12-20

俞礼军, 谈进舟建立了考虑风险爱好驾驶人的相依Weibull随机交通分配(Weibull-DSA)模型,分析了感知等价路径负效用的Weibull 边缘生存函数,假设驾驶人总是选择感知等价路径负效用最小的路径到达目的地,采用Copula方法构建了感知等价路径负效用的联合生存函数,预测了路径选择概率; 设计了模型的迭代求解算法,对模型进行了理论分析和数值验证; 研究了广州市交通调查获得的风险系数,基于风险爱好和风险中立驾驶人,比较了采用Weibull-DSA模型与经典的Logit-SUE 和Weibit-SUE模型计算的路径选择概率、路段交通量、饱和度与系统总出行时间。计算结果表明:随着风险系数的降低,3种分配模型的交通系统总出行时间变大; 在风险中立情况下,应用Weibull-DSA模型、 Logit-SUE模型和Weibit-SUE模型计算得到每OD对的所有连接路径选择概率的最大差值,分别为0.17、0.33、0.34,在风险爱好情况下,由3种模型得到的最大差值分别为0.20、0.36、0.41,因此,采用Weibull-DSA模型计算得到的不同路径选择概率的最大差值明显小于经典模型计算得到的最大差值; 相对于风险中立情况,风险系数使得每OD对的所有连接路径选择概率的最大差值变大; 无论是风险爱好还是风险中立驾驶人,采用Logit-SUE 和Weibit-SUE模型计算得到的路段饱和度均小于0.9,采用Weibull-DSA模型计算得到路段饱和度大于0.9; 与经典模型计算结果不同,采用Weibull-DSA模型得到的不同路径选择概率的最大差值相差较小,一些路径获得更多交通量,使得路径中通行能力最小的路段的饱和度大于0.9,这一特征给出了城市路网中部分瓶颈路段拥堵现象一个新的解释。交通运输工程学报. 2017 17(6): 76-85.

带有偏好约束的控规单元用地与交通协调DEA模型

袁振洲, 闫欣欣, 张野, 王佳冬 — 2017-12-20

袁振洲, 闫欣欣, 张野, 王佳冬为定量评价城市控规阶段交通与土地利用的协调程度,分析了城市控规单元用地与交通协调的相互机理,指出了传统数据包络分析将输入、输出指标影响无差别处理与实际情况不符; 针对控规单元特点和实际控制需求,建立了土地利用与交通协调的指标体系; 根据数学规划的约束锥理论,借助层次分析法的思想,构建了反映用地指标和交通指标偏好的约束锥模型,将数据包络评价的客观分析与层次分析的主观判断科学结合,以隶属度函数判定土地利用与交通系统互为投入产出情况下的相互协调度,进而定量评价控规单元交通与用地不同规划方案的相互协调效果; 以邯郸市南湖管理单元3为背景,设定22个外部交通小区和68个内部交通小区,预测了4类土地利用指标和9类城市交通指标,计算了模型输入指标和输出指标的偏好约束条件。研究结果表明:提出的模型克服了层次分析法过于依赖主观意向的局限,弥补了数据包络分析忽视决策者偏好的不足,缩小了土地利用与交通协调分析结果与实际状况之间的偏差; 采用原始模型对6个街区相互协调度的计算结果均为0.80以上,全部为协调状态,采用改进后模型对其中4个街区相互协调度的计算结果为0.32～0.57,为不协调状态,2个街区相互协调度为0.80以上,与实际情况更相符。交通运输工程学报. 2017 17(6): 86-96.

自营货车与公交车协同快件配送优化

贺韵竹, 杨忠振 — 2017-12-20

贺韵竹, 杨忠振为了应对数量多、货件小、批次频、时效性高的城市快件配送需求,提出了公交车与自营货车协同配送的运营模式,构建了以快递运营总成本最低为目标的快件配送优化模型; 通过决策快递的配送批次、起运时间和运输路径,优化了公交车与货车协同配送下的快件运输网络; 设计了蚁群算法求解模型; 基于大连市道路网与公交线网,分别求解有97个需求点的协同配送和货车单独配送方案,并比较了配送结果。分析结果表明:在协同配送模式下,总成本降低了9.5%,货车的行驶距离减少了12.6%,二氧化碳排放量由0.159 t减少到0.139 t,未按时配送的需求点减少了26.2%,总延误降低了57.7%; 协同配送的单位时间惩罚成本适用范围为0.2～0.4元・min^-1,公交车最优单位配送价格为1.5元・(t・km)^-1。可见,在一定范围内,协同运输模式的配送成本低,配送准时性高,产生的环境负荷少,可以提供比货车单独配送更好的服务。交通运输工程学报. 2017 17(6): 97-103.

公共交通票价对通勤走廊出行结构的影响

姚恩建, 张茜, 张锐 — 2017-12-20

姚恩建, 张茜, 张锐针对通勤走廊构建交通方式选择模型,分析公共交通票价对通勤走廊出行结构的影响; 考虑公共交通多种末端衔接方式,针对有车和无车通勤者,分别构建了包含组合出行模式的出行方式选择NL模型; 以北京市地铁5号线沿线通勤走廊为例,结合实际数据对NL模型精度进行检验; 在考虑公共交通运能约束的基础上,应用NL模型分析不同单一交通方式票价、组合票价下,各出行方式分担率与公共交通满载率的变化,从公共交通运能利用率和服务水平的角度研究不同票价下出行结构的合理性。研究结果表明:北京市票价调整政策可以提高地面公交运能利用率,但对降低地铁满载率的作用有限; 若将地面公交票价调整为0.01～0.06 元・km^-1或地铁票价调整为0.32～0.42 元・km^-1时,通勤走廊内地面公交的高峰小时平均满载率为60%～65%,北京市地铁5号线高峰小时满载率为86%～100%,公共交通运能利用率保持在一定水平的同时,提高了公共交通服务水平,且小汽车的分担率基本保持现状,未造成小汽车出行量的激增; 当地面公交和地铁票价同时满足限制条件时,通勤走廊内地面公交的高峰小时平均满载率为58%～80%,北京市地铁5号线高峰小时满载率为86%～100%,小汽车分担率的增幅在5%以下,票价调整可以改善通勤走廊的出行结构。交通运输工程学报. 2017 17(6): 104-114.

不确定因素下的集装箱码头车船间装卸作业集成调度

常祎妹, 朱晓宁 — 2017-12-20

常祎妹, 朱晓宁为了提高集装箱码头的效率,建立了集装箱码头车船装卸作业集成调度模型; 考虑了装卸同步作业与一些实际约束条件,如岸桥、龙门吊间干扰和安全距离等,以及生产调度中的不确定因素,如岸桥、集卡的速度变化等,设计了改进的多层遗传算法求解模型; 为了确定随机变量的具体值,在传统的遗传算法中引入蒙特卡罗法,为了使得集装箱在集卡间均衡分配,在传统的遗传算法中引入均衡算子; 通过试验验证模型和算法的可行性和有效性,并进行了改进的多层遗传算法中引入均衡算子与未引入均衡算子间的对比试验。分析结果表明:引入均衡算子后的装卸作业完成总时间为7 437.8 s,比未引入均衡算子减少760.3 s,且在引入均衡算子的试验中50 FEU集装箱均匀分配给了5辆集卡,而在未引入均衡算子的试验中未能均匀分配; 固定龙门吊和岸桥数量,改变集卡的数量,通过比较每组试验中作业总完成时间和边际效益值,得出当集装箱数量为80、90、100 FEU时,最优设备配比为3台龙门吊、10辆集卡和4台岸桥。可见,改进的多层遗传算法可以提高集装箱码头车船装卸作业的效率,是解决集装箱装卸作业集成调度问题的一种有效方法。交通运输工程学报. 2017 17(6): 115-124.

欠驱动船舶自适应迭代滑模轨迹跟踪控制

沈智鹏, 代昌盛, 张宁 — 2017-12-20

沈智鹏, 代昌盛, 张宁针对欠驱动船舶轨迹跟踪控制问题,考虑系统存在未知参数和外界扰动,提出了一种带强化学习的神经网络自适应迭代滑模控制方法; 利用轨迹跟踪的横向和纵向误差信息构造非线性迭代滑模面,分别设计了船舶柴油机转速和舵角的神经网络迭代滑模控制器; 根据船舶柴油机转速和舵角的实时测量值,计算了反映控制量抖振状态的强化学习信号,在线优化了神经网络的结构和参数,以抑制控制量的抖振,进一步增强控制系统的自适应性; 建立了5446 TEU集装箱船舶数学模型,分别对圆轨迹和正弦轨迹进行了跟踪控制。仿真结果表明:在风浪扰动下圆轨迹跟踪时,与迭代滑模控制策略相比,采用提出的控制策略250 s左右能跟踪上目标轨迹,速度提高约1倍,最大跟踪偏航距离为250 m,误差减小约30%,控制舵角在400 s后基本平稳,波动幅值约为2°,舵角和柴油机转速的抖振变化幅值均减小了50%以上,柴油机转速控制参数和舵角控制参数分别在38～45和3.3～3.9之间实现了自适应调节; 在正弦轨迹跟踪时,与模糊迭代滑模控制策略相比,采用提出的控制策略纵向跟踪平均误差小于20 m,减小了50%以上,舵角抖振量平均幅值小于10°,减小了60%以上,柴油机转速控制参数和舵角控制参数分别在5.7～5.8和0.8～2.5之间实现了自适应调节。交通运输工程学报. 2017 17(6): 125-134.

中高速重型半挂车适时模式切换的集成控制策略

聂枝根, 王万琼, 王超, 宗长富 — 2017-12-20

聂枝根, 王万琼, 王超, 宗长富在中高速工况下,建立了重型半挂车五自由度简化模型,提出了适时模式切换的集成控制策略; 集成控制策略由差动制动和挂车主动转向2个控制系统集成,针对中高速重型半挂车工况变化,适时切换集成控制策略的控制模式,实现中高速重型半挂车各工况精准控制; 采用遗传粒子群算法,设计了集成控制策略各控制模式对应优化函数,优化了各控制模式的权重系数,融合与协调了集成控制策略多个单一控制策略,以实现各控制模式重型半挂车最优控制; 分析了重型半挂车多个控制策略的仿真结果,并搭建了硬件在环试验台,验证了集成控制策略的控制效果。研究结果表明:在普通工况下,集成控制策略与挂车主动转向控制策略的控制效果类似,优于差动制动控制策略的控制效果,而在极限工况下,控制能力强于挂车主动转向控制策略和差动制动控制策略; 采用集成控制策略增强了中高速普通工况重型半挂车横摆和折叠稳定性,牵引车质心侧偏角、挂车横摆角速度和挂车质心侧偏角最大值分别改善了27.46%、53.19%和91.60%,铰接角最大值改善了29.07%; 提升了中高速普通工况重型半挂车路径跟随能力,挂车后端路径最大偏差改善了95.48%; 提高了中高速普通工况的重型半挂车侧倾能力,牵引车侧倾角、挂车侧倾角、挂车侧向加速度最大值分别改善了11.15%、10.34%和4.08%; 避免了极限工况重型半挂车侧翻,且控制牵引车和挂车侧倾角在25°左右的稳定范围内。交通运输工程学报. 2017 17(6): 135-149.

混合动力客车模式切换多控制器的协调控制

田翔, 何仁 — 2017-12-20

田翔, 何仁分析了并联混合动力客车由纯电动驱动模式向发动机单独驱动模式切换的过程,借鉴了切换系统的基本思想,提出混合动力客车模式切换多控制器的协调控制策略; 按照离合器的状态将驱动模式切换过程划分为3阶段,根据车辆运行所处的不同阶段,设计了Fuzzy-PI控制器与滑模控制器对发动机与驱动电机进行动力协调控制; 以冲击度作为评价模式切换品质的量化指标,在MATLAB/Simulink/Stateflow中建立了并联混合动力系统仿真模型,搭建了整车试验平台,分析了协调控制的效果。仿真结果表明:未采用协调控制策略时,在离合器滑摩阶段,由于离合器两端转速差较大,其传递摩擦转矩会产生约189 N・m的扰动,导致车速骤降,反向的最大冲击度约为41.2 m・s^-3; 采用协调控制策略后,在整个模式切换过程中冲击度变化范围为-3～4 m・s^-3,保证了动力传动系统输出的平稳性,有效地抑制了驱动模式切换过程中对车辆所造成的冲击; 在一完整的驱动模式切换中,实际车速的偏差小于5%,冲击度控制在-5～7 m・s^-3,试验结果与仿真结果基本一致,证明了该策略的可行性与有效性。交通运输工程学报. 2017 17(6): 150-158.