公路隧道照明中央布灯参数优化研究

高速公路隧道照明系统的布灯参数决定着路面照度,影响着交通安全和照明能耗。为了得到高速公路隧道中间段中央布灯方式下最节能的布灯参数,以灯具安装高度、纵向安装间距和单灯功率为优化参数,以总功耗最小为目标,建立了隧道中间段中央布灯方式的参数优化模型。以九景高速公路雁列山隧道为例,通过优化模型得到该隧道中间段在中央布灯方式的优化布灯参数,并将优化结果与该隧道的布灯情况进行了比较。结果表明,基于优化布灯参数的LED灯照明系统,即使满负荷工作,比原高压钠灯照明系统节能超过51%,比改造后的电磁感应灯照明系统节能超过39%,节能效果显著;LED灯光衰30%以后路面照度及均匀度依然满足隧道照明要求。利用Dialux软件根据优化布灯参数建立了照明仿真系统并进行了仿真实验,仿真结果与优化计算结果基本一致,均满足隧道照明要求,证明了优化模型的正确性。     

基于可见度水平的侧壁材料辅助隧道逆光照明效果分析

为提高隧道照明质量,实现隧道安全节能运营,通过室内隧道模型试验,分析采用不同隧道侧壁材料时逆光照明布灯间距对隧道照明效果的影响。研究表明:逆光角度为30°、布灯间距为11 m时隧道内的行车视看环境最好,最有利于行车安全;距逆光照明光线投射方向的第一盏灯具正下方的水平距离为3 m处测点的可见度最低,减小灯具照明交叠区域能够提高隧道内的照明质量;中央逆光照明条件下,隧道两侧的照明质量比中央差;采用高漫反射率侧壁材料能够提高隧道内的照明质量,提高行车安全性。     

公路隧道入口和过渡段照明布灯参数优化研究

为了得到高速公路隧道入口段和过渡段两侧对称布灯方式下的最优布灯参数,以总功耗最小为目标,以路面照度满足照明要求为约束条件,建立隧道入口段和过渡段两侧对称布灯方式下的参数优化模型。以九景高速公路雁列山隧道为例,通过优化模型求出布灯优化参数以及总功率,与该隧道的实际布灯情况进行了比较。结果表明,采用优化布灯参数的LED隧道灯照明系统,装灯总功率比该隧道的电磁感应灯方案的装灯总功率减少69.59%。利用DIALux软件对雁列山隧道的优化布灯参数进行仿真实验,验证优化模型的正确性。优化亮度适应曲线与理论亮度适应曲线的比较表明,优化的布灯方案同样能较好地满足视觉适应要求。     

基于DIALux的公路隧道入口段侧壁 反光材料布设方法研究

结合国际照明协会推荐的一般天空亮度模型,基于DIALux照明计算软件对公路隧道入口段照明环境进行室内仿真,模拟了在全晴天、全阴天两种天空类型下,3种不同反射率(0.75、0.80、0.85)的反光材料,在4种布设高度(2.0、2.5、3.0、3.5 m)和两种布灯方式(中间及交错布灯)情况下洞口照明工况,研究反光材料在公路隧道入口段侧壁对隧道内路面平均亮度和亮度均匀度的影响,并选取实际能效值,表征反光材料布设方法对公路隧道照明节能效果的影响。结果表明:公路隧道入口段路面照度指标随侧壁反光材料反射率和布设高度的提高而增大;交错布灯对应的路面平均照度值远高于中间布灯所对应的路面平均照度值;洞外自然光的亮度越大,侧壁反光材料对洞口照明质量的提升效果越明显;反光材料布设在隧道侧壁的单位长度能效比受洞外亮度影响较大。     

基于振动响应的高铁声屏障结构体系研究

为了研究不同开口形式的封闭式声屏障在高速列车所产生风压作用下的受力特征，以某高铁声屏障为研究对象，利用有限元软件Midas建立顶部不同开口间距的双侧封闭式声屏障及顶部不同覆盖长度的单侧封闭式声屏障整体模型；将速度为350 km/h的列车驶过时产生的脉动风压激励时程作用于声屏障结构整体模型，计算得到声屏障结构的静力响应和动力时程曲线；最后计算动力放大系数. 研究结果表明:双侧封闭式声屏障顶部增加开口间距和单侧封闭式声屏障顶部覆盖长度减小都有利于风压的释放，改善结构受力情况，随着开口间距增加或覆盖长度减小，有利作用愈加明显；对于双侧封闭式声屏障，开口2 m时立柱最大动应力是开口8 m时立柱最大应力的1.15倍，放大系数也增加0.12；对于单侧封闭式声屏障中，覆盖8 m时立柱的最大动应力是覆盖2 m时立柱的最大动应力的1.28倍，放大系数也增加0.37.      

双侧壁导坑法隧道围岩受力变形研究

以昌景黄高铁瑶里隧道暗挖段DK90+550～DK90+610作为研究断面，建立三维数值模型，研究隧道双侧壁导坑法施工过程中隧道的变形和支护结构的内力，深入分析了双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径和初期支护钢拱架间距的影响。研究表明，隧道施工过程中隧道拱顶处围岩竖向位移较大，隧道拱腰处围岩水平位移较大。当开挖左侧导坑中间土体和拆除临时支撑时，拱腰水平位移会显著增大。随着双侧壁导坑法临时竖撑曲率半径的增大，围岩的竖向位移逐渐减小，水平位移逐渐增大，初期支护钢拱架的应力逐渐减小，且临时竖撑曲率半径对围岩竖向位移的影响更加显著。围岩竖向位移和水平位移均随着初期支护钢拱架间距的增大而增大，且钢拱架的变化对拱顶围岩竖向位移的影响更为显著。     

特长公路隧道避难联络通道间距设置研究

根据我国特长公路隧道交通流特性．运用避难行为理论对隧道内发生火灾等紧急事件后司乘人员的避难行为进行分析,在考虑司乘人员避难疏散所需的安全性最大与设施设置成本最低双重因素的约束下,结合多目标模型分析的透明化、合理化、弹性化等优点,可建立人身安全性最大与设施设置成本最低为目标的特长公路隧道避难联络通道间距设置模型,并运用该模型对我国第三长高速公路隧道雪峰山隧道避难联络通道设置间距提出最优值。工程实例表明,该模型能有效地指导符合我国国情的特长公路隧道避难联络通道间距的设置。     

特长公路隧道避难联络通道间距设置研究

根据我国特长公路隧道交通流特性,运用避难行为理论对隧道内发生火灾等紧急事件后司乘人员的避难行为进行分析,在考虑司乘人员避难疏散所需的安全性最大与设施设置成本最低双重因素的约束下,结合多目标模型分析的透明化、合理化、弹性化等优点,可建立人身安全性最大与设施设置成本最低为目标的特长公路隧道避难联络通道间距设置模型,并运用该模型对我国第三长高速公路隧道雪峰山隧道避难联络通道设置间距提出最优值.工程实例表明,该模型能有效地指导符合我国国情的特长公路隧道避难联络通道间距的设置.     

基于布灯参数优化的隧道照明节能控制

为了保证在行车安全的前提下最大程度地降低隧道照明能耗,提出了一种针对隧道中间段的照明节能控制系统。该系统以布灯参数优化后的照明系统为基础,根据实际车速、车流量确定隧道最小需求亮度,采用调光控制方法调节LED灯的功率,实现照明节能。以雁列山隧道为例,对参数优化后的中央布灯照明系统进行节能控制,并与只进行优化的照明系统和该隧道实际改造后的照明系统进行比较,结果表明,实行调光控制的照明系统比只进行优化的照明系统至少节能38.8%,比实际改造后的电磁感应灯照明系统至少节能63.1%,节能效果非常显著。利用Dialux对实行调光控制的照明系统进行了仿真,仿真结果表明,不同车速、车流量条件下的隧道路面最小照度、路面照度总均匀度和路面纵向照度均匀度均满足交通要求。     

高速公路隧道照明系统节能技术的发展

隧道照明系统不仅影响隧道通行安全,同时又是能否降低公路隧道建设成本及运营成本的关键所在。在保证隧道通行安全的前提下,有效降低照明功耗是非常必要的。本文对隧道照明节能灯具、基于参数优化的隧道照明节能研究,以及基于智能控制的隧道照明节能研究进行了总结和分析,提出一种更加节能的方案,即在隧道照明满足安全通行的前提下,隧道各段LED灯的布灯参数以节能为目的进行优化,对布灯参数优化后的照明系统,进行无极调光控制,最后,采用CAN总线对各段照明灯具的功率进行控制和管理,实现隧道照明系统的最大化节能。     

黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制标准

针对西安地铁5号线近距离下穿地铁2号线的工程实际情况, 分析了既有地铁线路的安全判断准则、正常使用要求和服役状态, 选取弯矩、曲率半径、容许应力、容许切应变与轨道变形作为新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降标准的控制因素, 构建了既有地铁线路的力学模型, 推导了既有地铁线路允许沉降计算公式, 确定了黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路的沉降控制标准。分析结果表明: 以既有地铁线路的弯矩、曲率半径、容许应力、轨道变形与容许切应变依次作为控制因素时既有地铁线路允许沉降分别为22.40、20.85、48.14、20.23、21.06mm, 其他地区下穿工程经验允许沉降与国内相关规范允许沉降为20mm, 因此, 最不利控制因素即轨道变形的允许沉降接近既有相关允许沉降, 建议黄土地区新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降控制基准为20mm; 对既有地铁线路沉降控制标准进行了分级管理, 选取沉降控制基准的100%、80%和60%分别作为既有地铁线路的控制值(20mm)、报警值(16mm) 与预警值(12mm), 提出了下穿时既有地铁线路的预警体系; 评价了新建地铁隧道下穿时既有地铁线路沉降的安全级别, 并给出了相应的处置措施, 安全级别为Ⅰ级, 即沉降不大于12mm时, 新建隧道正常施工并做好监测, 安全级别为Ⅱ级, 即沉降为(12, 16]mm时, 加强监测并实时反馈, 安全级别为Ⅲ级, 即沉降为(16, 20]mm时, 停止施工, 并启动应急预案, 安全级别为Ⅳ级, 即沉降大于20mm时, 达到破坏级别, 不允许施工。      

基于知识工程的轿车视野校核系统的开发

结合轿车总布置和相关法规标准,开发了基于知识的轿车视野校核系统,利用Catia知识工程模块进行参数化设计,完成了前风窗刮扫校核模块、仪表板盲区校核模块和A立柱盲区校核模块视野的自动校核,实现了视野校核系统的智能化。     

航空发动机多级叶盘-轴系统扭转耦合振动特性

针对多级叶盘转子结构, 考虑多级叶片弯曲变形和轴扭转变形耦合作用, 引入叶片离心刚化作用, 建立了包含多叶片、2级叶盘和轴的耦合振动模型; 应用哈密顿原理推导了多级叶盘-轴耦合振动微分方程组, 通过数值积分方法得到了系统质量矩阵与刚度矩阵, 进而求解出系统耦合模态; 研究了叶盘固有频率、叶片长度、叶盘间距、叶片扭转角对振动特征的影响。研究结果表明: 2级叶盘-轴系耦合振动包含3类耦合模态, 各阶模态频率以叶盘固有频率为边界相互分离; 叶片长度小于1 m时, 耦合第1、2阶频率受轴半径的影响较大, 叶片长度超过1 m后, 耦合第1、2阶频率受叶片长度的影响较大; 在系统转速为2 000 rad·s-1时, 在不同叶盘间距下, 耦合的3阶模态频率变化幅度分别降低5、3、7 Hz; 转速-频率曲线存在明显的频率转向特征, 叶片扭转角增加60°, 转向区域提高500 rad·s-1; 2级叶盘系统会产生不同于单级叶盘的耦合模态, 短叶片与长叶片均会对耦合频率产生显著影响; 叶片扭转角与叶盘间距的变化会使耦合区域移动, 从而降低可能发生的危险共振。      

高速公路拓宽方式对路基沉降的影响

为了研究高速公路拓宽方式对路基沉降的影响,结合西潼高速公路改扩建工程,针对单侧拓宽和双侧对称拓宽方式建立了路基沉降数值模型,利用有限元方法分析了路基顶面沉降、差异沉降与坡脚水平位移的变化规律,并选定试验段进行双侧对称拓宽方式下的数值模拟分析和分层总和法计算,同时进行了路基沉降观测。分析结果表明:拓宽相同宽度时,双侧拓宽的旧路基中心沉降减小幅度较单侧拓宽增加15.2%;两侧各拓宽2车道时,路基差异沉降是单侧拓宽4车道时的24.3%;随着拓宽宽度的增加,旧路基中心沉降增量逐渐减小,最大沉降位置在距新建路基边缘内侧3～5m处。数值模拟、分层总和法计算及现场观测最大沉降分别为18.40、18.74、16.06mm,表明数值模拟方法可靠,模拟结果与观测结果基本相符。     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定验算方法及参数影响分析

针对独柱墩桥梁倾覆倒塌时有发生的现状,从现行相关规范的局限出发,给出了抗倾覆稳定安全系数的定义及详细的验算方法,适用于工程抗倾覆稳定验算。通过对桥宽、梁端支座间距、曲率半径、联长等影响参数进行有限元数值分析,得到了独柱墩抗倾覆稳定安全系数随以上参数改变而变化的规律,并以此建立了能够较为全面的反映倾覆破坏临界状态的抗倾覆稳定安全评价指标体系。     

一种新型道路缓和曲线的线形分析与评价

缓和曲线作为一种空间过渡曲线,其设计的合理与否直接关系到车辆行驶的平稳性和旅客舒适性。介绍了利用缓和曲线边界条件确定其代数方程式的一种通用方法：根据边界条件列出曲率待定方程,并利用曲率边界条件确定出缓和曲线曲率方程,然后对曲率方程二次积分得到缓和曲线的方程。此方法适用于推导缓和曲线方程,可为公路缓和曲线线形设计提供参考。采用此方法设计出了一种连接直线与直线的新型缓和曲线,并建立5种不同工况,以横向加速度及其时变率为评价指标,对新型缓和曲线和回旋线进行了行驶动力学性能评价,通过比较分析得出这种新型缓和曲线在行驶动力学性能上明显优于回旋线,为高速公路缓和曲线的线形选择提供参考。     

基于元胞自动机的高速公路临时瓶颈交通流仿真

为研究强制换道及冲突点分布对高速公路临时瓶颈交通流的影响,在NS(NaSch)模型和STCA(symmetric two-lane cellular automata)模型的基础上,引入强制换道规则,根据瓶颈口上游驾驶员心理状态的变化,建立高速公路瓶颈交通流模型.在开口边界条件下,针对不同的安全换道概率、强制换道概率、冲突点距离和冲突区间长度参数,模拟得到瓶颈交通流量和换道频率与车辆到达率的关系.仿真结果表明,安全换道行为对系统流量影响小;强制换道行为是降低瓶颈系统最大流量的主要因素,当安全换道概率为0.5时,强制换道概率从0.0增加至0.1,最大流量下降了17%;冲突点距离的增加缓解了交通拥堵程度,当冲突点距离从1 cell增加至4 cell时,临界车辆到达率上升了4%;冲突区间长度对交通事故风险的影响较大,最大强制换道频率随冲突区间长度的增加而增加.      

城市干道信控交叉口最小间距计算

为提高城市干道信控交叉口交通安全水平,提出信控交叉口的感知反应区域、 减速行驶区域、排队区域等上游功能区空间要素长度公式,在此基础上,通过红灯、黄灯 损失、黄灯起始、绿灯等信号时段车流运行规律分析,建立上游功能区长度模型.然后提出 考虑反应视距的下游功能区长度模型,从而确定基于功能区长度的信控交叉口最小间距 公式.最后应用逼近理想解排序法,以某干道相邻信控交叉口为例进行计算及评价.评价 结果表明,与现状相比,满足最小间距的相邻信控交叉口区域交通安全水平较高;当间距 大于最小间距数值时,该区域交通安全水平趋于稳定.通过基于信号配时的功能区长度建 模,提出的最小间距计算方法可优化信控交叉口间距方案,提高交叉口布局的合理性.     

大跨度悬索桥竖弯涡振条件下驾驶员行车视线研究

为研究大跨度悬索桥竖弯涡振条件下桥上驾驶员的行车视线，首先，基于传统的风-车-桥耦合振动分析理论，引入桥梁涡激力数值模型，自主编制了涡振条件下风-车-桥耦合振动分析程序；其次，以有3个半波的涡振振型为例，借助几何作图法推导了桥面发生涡振时车内驾驶员视线盲区的计算公式；最后，基于已建立的涡振条件下风-车-桥耦合振动分析程序和驾驶员视线盲区的计算公式，以一座发生竖弯涡激共振的大跨度悬索桥为工程背景，分析了车型、车速和入桥时刻对车内驾驶员视觉盲区最大高度、盲区总持时和盲区占比的影响规律.研究结果表明：驾驶员盲区最大高度呈现周期性变化，其周期约为车辆前进一个涡振半波长度所需要的时间；车速变化不会影响驾驶员盲区的最大高度，但车辆类型不同则驾驶员目高不同，车内驾驶员目高越低，驾驶员前方视觉盲区最大高度也就越高；车重会进一步增加驾驶员前方视觉盲区的最大高度；车辆入桥时刻对驾驶员盲区总持时的影响很小，但驾驶员盲区总持时随着车速的提高而降低；车辆入桥时刻或车速对驾驶员盲区占比的影响小，而车型则对驾驶员盲区占比的影响显著，其中小轿车驾驶员的盲区占比最高（21%左右），大客车驾驶员的盲区占比最小（12%左右...     

双后桥平衡悬架骑马螺栓的布置分析

分析了双后桥车型底盘平衡悬架板簧连接骑马螺栓竖直布置与内八斜拉布置2种布置形式对平衡悬架系统的性能的影响,并通过CAE软件完成了相应骑马螺栓的受力及变形分析。通过分析可知,骑马螺栓内八字斜拉布置应力分布优于竖直布置结构,该布置可增加板簧的有效作用长度。