基于非线性有限元的桥梁船撞分析与撞击力研究

桥梁船撞通常造成很大的风险,其撞击过程是一个复杂瞬态动力过程,现行规范将这种冲击作用以等效静态力的形式施加到桥梁结构上,计算撞击效应。基于一座内河航道上施工中的桥梁受到船只撞击,计入几何和材料非线性,分析其撞击力和撞击损伤效应。并对比研究不同初速度下的数值分析结果、不同规范的等效静力及其与撞击速度的关系,探讨桥梁船撞作用力。在此基础上,讨论了内河航道船舶等效撞击力,在现有规范下,建议了桥梁设计撞击力的参照公式。     

考虑前导船影响传递性的船舶安全间距计算及软件设计

为了降低船舶在航道内的通航风险,提升船舶通航效率,基于跟驰理论,构建了考虑前导船影响传递性的船舶安全纵距计算模型,引入风流载荷对模型中的参数进行优化,并开发了安全间距计算软件,可快速实现不同船舶、风速、流速等情况下跟驰船舶安全间距的计算.将该模型应用到船舶在东营港区航道单向行驶时安全间距计算中,结果表明：应用该模型确定船舶安全间距,可在保证船舶安全航行的前提下提高航道的利用率,充分利用航道资源,验证了模型的有效性与可信度.     

柴油机驱动无人船测量系统的研发及测试

本文自主研发了一套无人船内河航道测量系统.该系统由岸基控制系统和船载测量系统两部分组成,通过岸基系统对柴油机控制,可完成对无人船的航速、方向的控制.船载测量设备可将采集到的航道水深,船舶姿态,GPS—RTK等数据,通过无线通信网络实时传输到岸基系统中进行决策分析.系统经多次测试,验证了安全、稳定,精度可满足测量要求.     

内河船舶避碰路径优化研究

内河船舶碰撞事故导致重大生命及财产损失，已经引起人们的高度关注．提出一种内河船舶自动避碰路径优化的研究方法，建立了内河船舶操纵运动数学模型，将遗传算法运用到内河船舶避碰路径选优中，提出内河船舶避碰路径优化准则，并构建一种考虑内河航道中运动船舶及障碍物的适应度函数．优化结果表明了本方法的可行性。     

�������������˺����ι��̽����ʽ����Ӧ��

内河的整治工程资金需求量大，而且内河航道还具有准公用品和跨地区的特点，这些都造成了内河航道建设的投资吸引力不足，内河航道建设严重滞后，不能满足内河运输和国民经济发展的要求.本文运用非合作博弈的模型对内河整治工程建设资金的筹措进行研究，并结合苏南运河建设资金的筹措进行了实证分析.结果表明，本文的资金分摊模型为内河航道建设的合理筹资和利益分配提供了一个可行的方案.     

内河航道发展策略研究——以常州市为例

随着江苏省干线航道的不断建设和完善,水路运输逐渐由“量”向“质”提升,内河水运货运量逐渐向高等级干线航道网络集中,服务模式也由“门到门”转变为通道性的长距离运输加公路短驳。常州市位于江苏省南部,地处长江以南、太湖之滨,与苏州、无锡联袂成片,地处苏南水网地区,境内水运资源丰富,内河航道发达。基于常州市内河航道现状,剖析区域航道发展存在的薄弱环节,结合市域航道发展目标,以问题和目标为导向,提出未来常州市内河航道的发展策略,为促进常州市内河航道发展、加速运输结构调整及有效支撑现代综合交通运输体系提供参考。     

顺德西伶通道内河航道整治工程启动

<正>10月23日,顺德西伶通道内河航道整治工程在佛山市顺德区开工,工程承建单位为中交上海航道局有限公司,这标志着西伶通道内河航道整治工程正式启动。西伶通道内河航道整治工程是贯彻落实《珠江—西江经济带发展规划》及省委省政府关于加快推进西江、北江等航道扩能升级工作部署的重点航道建设项目,由南沙局负责实施,工程总投资概算约13999.69万元,整治航道里程为南华至     

内河水上服务区功能与布局形式研究

针对我国水网地区内河航道及航运特点,通过航道服务需求意向调查,从内河船舶服务需求特性分析入手,深入探讨内河水上服务区功能、服务区分类以及不同航道条件下服务区布局形式,旨在为水网地区内河水上服务区规划建设提供指导与帮助。     

船舶主机能效模型

根据船、机、桨关系,以船舶动力装置的能量传递为基础,基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了主机能效模型。以某内河旅游船舶为研究对象,根据船体与主机参数,利用回归多项式法得到螺旋桨敞水特性曲线。在船舶上安装了油耗仪等传感器,采集了主机瞬时油耗、船舶对地航速、对水航速等数据,并计算了主机的实际能效。针对实船采集数据,分析了航道水流速度的分布特征。基于仿真模型,计算了船舶在不同航道水流速度与对水航速下的主机能效,比较分析了实测数据与仿真结果,并对模型进行了验证。验证结果表明:航道水流速度偏度为-0.033,总体服从正态分布;船舶实际主机能效与对水航速之间不是一一对应关系,而是相关系数为0.824的散点分布;船舶主机能效模型能够精确地表征船舶在航行过程中的主机能效水平及其变化规律,误差不大于10.5%。     

水网地区航道OD调查方法研究

在借鉴城市与公路交通OD调查成熟经验的基础上,对我国水网地区内河航道OD调查内容、方法及步骤进行了较为深入的探索和研究,经实践检验,内河航道OD调查可提供准确、翔实的基础数据,为水网地区航道规划、建设、管理的科学性、合理性提供积极支撑。     

多桥水域航道通过能力仿真研究

为了确定内河多桥水域的航道通过能力,提出多桥航道的交通流仿真模型.以长江武汉段的多桥航道为研究对象,收集大量的船舶交通流历史数据,用统计的方法分析这些数据获得交通流特征,提出基于蒙特卡罗方法的船舶生成模型、队列模型、航路模型和船舶运动模型等;开发仿真系统并对模型进行验证;通过仿真实验确定多桥水域的航道通过能力.仿真结果表明,所提出的内河多桥航道交通流仿真模型是可行和有效的;在目前的通航条件下,长江武汉段多桥水域的航道通过能力与实际的交通流量相比显得非常富余;在安全航速范围内,通过整体提高船舶的航行速度可以显著提高航道的通过能力;航道水深的变化对上行和下行航道通过能力的影响具有明显的差异.     

不同交通流状态下的车头间距分布

采用实地调查方法,将车头时距经速度转化成车头间距,并利用实测流量进行饱和度的计算,进而对车头间距进行深入的研究,得出不同交通流状态下车头间距的分布特性．自由流阶段车头间距分布是属于负指数分布,稳定流开始车头间距属于移位负指数分布,至稳定流后期车头间距分布只有部分属于移位负指数分布,r值随着交通流量的增加会缩小;在稳定流后期（0．53～0．63）和不稳定流（0．64-1）一般采用爱尔朗分布拟合．     

基于Monte Carlo法的多车道公路桥梁车流模拟

在分析实测车辆数据的基础上,确定了模型车辆、车重、车头时距等交通特征的分布类型及参数.采用Monte Carlo法进行随机抽样,自编MATLAB程序,对自由车流进行模拟,得到车重、轴重在桥梁上的纵横向分布及其随时间变化情况;讨论了车辆占用车道不均匀系数的3种不同情况,发现轴重在桥上均呈多峰分布,峰值相近,但出现频率差异...     

基于实时信息的公交运行速度控制策略与算法研究

针对公交运行到站时间不稳定的现象,本文提出实时的公交速度控制方法,以车头时距平均绝对误差最小为目标进行求解.设计了3种公交运行场景,基于实时道路交通状态及乘客到达率,求解期望速度.并通过数值仿真对公交车头时距的稳定性、公交运行时间的可靠性、乘客等待平均时间及运行速度进行评价.结果显示,3种场景下,不考虑道路交通流影响的速度控制方法效果最佳,可以提高公交车头时距的稳定性(77.63%)及公交运行的可靠性(93.5%).如进一步考虑道路交通流影响,乘客的平均等车时间会略有增加(6.12%).因此速度控制方法更适用于受道路交通流影响较小或长度较短的线路.此外,本研究还发现,在要达到公交运行可靠性的目标下,公交站间运行速度并不是越快越好.     

内河集装箱港锚地—泊位资源配置多目标决策

鉴于锚地—泊位资源配置直接影响内河集装箱港的运作效率,且受到内河航道及岸线等设施资源制约,本文在考虑船舶通行安全的基础上,运用随机服务理论,以港口总成本和船舶在港等待时间最小为目标,建立内河集装箱港锚地—泊位配置的多目标规划模型,设计了一种针对非线性整数规划问题的实代码遗传算法,并以重庆某集装箱港作为算例,验证该模型的合理性和算法的有效性,同时分析了不同船舶到港强度和泊位服务强度下的锚地—泊位最佳配置关系,为建立和拓展内河集装箱港资源优化和配置提供理论基础.     

CACC 车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

CACC车头时距与混合交通流稳定性的解析关系

研究协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)车头时距对不同CACC比例下混合交通流稳定性的影响关系，进而为CACC车头时距设计提供参考. 应用优化速度模型(Optimal Velocity Model，OVM)作为手动车辆的跟驰模型，PATH真车实验标定的模型作为CACC车辆的跟驰模型. 基于传递函数理论，推导混合交通流稳定性判别条件，计算关于CACC比例与平衡态速度的混合交通流稳定域. 分析混合交通流在任意速度下稳定所需满足的临界CACC比例与CACC车头时距的解析关系，提出随CACC比例增加的可变 CACC车头时距设计策略，并通过数值仿真实验验证所提可变CACC车头时距策略的正确性. 研究结果表明：在所提可变CACC车头时距策略下，CACC车头时距随CACC比例增加而逐渐降低，避免取值较大影响混合交通流通行能力的提升；当CACC比例大于35%时，混合交通流在任意速度下稳定.研究结果可为大规模CACC真车实验的实施提供理论设计参考.     

城市快速路单车道车头间距的研究

为了研究城市快速路不同车型在单车道自由流状态下车头间距分布现象,文章基于交通调查和系统数据采集的方法,通过统计分析解析了城市快速路单车道自由流车头间距分布规律,得出了自由流状态下城市快速路单车道车头间距符合负值数分布,不同车型之间的车头间距分布也不同的结论.利用数理统计的方法对实测数据进行分析处理,分析当前车为小汽车、后车为出租车时,车头间距较大;而前车为出租车、后车为小汽车时,车头间距较小,车头间距与流量成反比关系.     

基于自动车牌识别数据的混合交通流饱和流率实时估计

为解决混合交通流饱和流率测算的实时性和时变性问题,实时获得混合交通流的饱和流率用以信号配时,本文提出基于自动车牌识别数据(Automatic License Plate Recognition,ALPR)的混合交通流饱和流率实时自动估计方法。首先,分信号周期提取车头时距数据,在当前车和后车车辆类型确定时车头时距满足同一正态分布的假设基础上,构建车头时距的高斯混合模型并应用 EM(Expectation Maximization) 算 法 求 解 ;其 次 ,基 于 赤 池 信 息 准 则 (Akaike Information Criterion,AIC)选取高斯混合模型的最优个数,拟合数据得到高斯混合模型参数;最后,根据车头时距的高斯混合模型推算出混合交通流饱和流率。以杭州城市道路3条路段的ALPR数据为例,分析基于 ALPR 数据获取车头时距的采样误差,对模型进行验证,并与传统的 HCM(Highway Capacity Manual)方法进行对比。结果表明：基于ALPR数据的车头时距采样误差满足精度要求; 与HCM的实测法相比,模型所得的混合饱和交通流率相对误差小,结果准确;该方法与传统的标准车流饱和流率折算法效果相近,并考虑混合交通流时变特性,能自动部署实时计算,鲁棒性良好,有实际应用意义。     

船闸日到船概率分布参数估计

讨论了船闸日到船分布参数的确定方法，分析了样本容量和方差估计精度的关系及方差估计相对误差对日到船量计算的敏感性，提出了合理的数据容量和取样方法。应用结果表明，样本容量取90时，日到船量计算的相对误差主要控制在5％以内，对于工程实际是偏于安全的，这说明该方法可行。