本期导读

为了提高内河航运中船闸整体通过能力,基于单航向且每个站点仅考虑一个船闸的情况,对同一条河流上的多个站点,建立了多站点航运协调调度模型,并在目标函数中引入船闸服务水平等级因子,提出了相邻船闸间的耦合约束。依据苏北运河上船舶的概率统计信息,设计了仿真优化算法对模型进行     

基于遗传算法的高速公路应急站点选址模型及应用

合理的高速公路应急站点布局对提升应急处置水平具有重要意义.以高速公路应急时间、应急站点建设与运营成本、服务水平为多决策变量,对高速公路应急站点的数量及选址进行建模.利用随机模拟的遗传算法对该模型进行求解,通过种群评价、选择、交叉、变异的遗传择优过程搜索最优解,进而获取最佳应急站点的分配矩阵.仿真结果表明,通过该模型及求解算法确定的应急站点能满足高速公路应急管理需求,并能以不低于91%的概率向应急需求点提供应急服务,具有较好的普适性.      

基于M/M/C排队模型的三峡大坝船舶待闸时长预测研究

为研究三峡大坝船舶在锚地长时间滞留待闸的问题,收集并统计了三峡坝区2013年下行方向上不同类型船舶到达上游锚地和通过船闸的流量数据,并对船舶待闸时间进行了频数统计;引入排队论方法,将船舶在三峡坝上锚地排队待闸到离开锚地的过程构建为随机输入多服务台排队系统,利用M/M/C排队模型求解系统的平均等待时间,平均队长等;将2013年船舶到达率和锚地服务率作为输入,模型计算得出的平均停留时间与实际情况的绝对误差为7.3%,表明了模型的适用性;使用不同的船舶到达率和锚地服务率参数,开展模型敏感性分析,结果表明若船舶到达率降低15%(例如15%的船舶采用翻坝运输),锚地泊位由超负荷状态转为能力充足;相反,若达到率增加15%,系统将处于不稳定状态,无法继续运行;但此时若将锚地服务率提高30%,则系统又能够恢复稳定,泊位可以满足需求.      

船闸船舶撞击力计算方法研究

为了合理确定船闸的船舶撞击力,采用瞬态动力分析方法对船闸闸室撞击力进行了计算研究。基于ABAQUS软件,建立船舶、护舷、闸室结构及周边土体三维动力有限元模型,考虑船侧橡胶护舷作用,对船舶撞击闸室进行瞬态动力分析,得到了撞击力与船舶排水量、撞击速度、撞击角度的变化规律,并对撞击力计算公式进行了拟合。研究结果表明:现有规范公式撞击力计算值偏小,低估了过闸船舶撞击力的影响;船舶撞击闸室的法向平均撞击力大小与船舶排水量的0.5次方、撞击速度的1次方、撞击角度的1.1次方成线性关系。     

基于状态空间的连续断面船舶交通流量预测研究

船舶流量预测是船舶交通流研究的重要内容,建立科学合理的船舶流量预测模型有助于航道的设计、规划和管理。将传统的单断面船舶交通流预测方法向多断面进行改进和推广,提出基于状态空间和卡尔曼滤波的多断面交通流预测模型。利用船舶交通流多断面流量数据的时间序列进行多维线性回归,并转化为状态空间模型形式;在此基础上由卡尔曼滤波算法对交通流量进行递推预测,得到多断面交通流的预测值。作为实证研究,分别对武汉长江大桥、武汉长江二桥2个断面,以及长江重庆段朝天门、万州、巫山3个断面进行实际数据分析来验算模型的有效性,并与单断面多维线性回归预测方法进行对比。结果表明,使用状态空间模型得到的武汉长江大桥、二桥预测结果的平均相对误差分别减少4.59%,0.97%;而重庆段3个连续观测点采用状态空间法预测比使用时间序列预测平均绝对误差和平均相对误差均有不同程度的降低,其中平均相对误差分别降低1.08%,4.28%, 3 .54%。因此,在不同时间维度上,该模型有助于提高多断面交通流预测精度。      

基于Anylogic的地铁站站厅层设施布置仿真研究

在地铁站厅层中,行人的走行特性很大程度上受到设施布置的影响.利用Anylogic仿真软件对设施布置进行仿真研究,提出了评价指标人流密度和平均走行时间.以北京地铁动物园站站厅层为对象,依据客流流线、设施布置出现的问题,建立了站厅层内设施布置仿真模型.仿真实验后得出了人流密度图和平均走行时间表,提出了优化措施,经再次进行仿真实验后人流密度和平均走行时间均有一定比例的下降.仿真研究提高设施服务水平,得出了较为合理的设施布置方案,为实际的站厅层设施布置提供了依据.      

城区桥梁施工期交通组织设计与优化——以浦南运河桥为例

以上海市奉贤区浦南运河桥为例,分析桥梁施工对城区交通运营的影响.采用Synchro仿真软件、信号配时优化算法评价交通组织方案.根据仿真结果对路网服务水平及延误时间进行评价.结果表明,公交车不绕行社会车辆绕行方案相对于公交车半绕行社会车辆绕行方案,早晚高峰平均延误较少,道路服务水平降低值较小,并据此建立动态综合安全评价模型.最终建议选取对周围路网服务水平影响较小、延误水平较低的公交车辆不绕行社会车辆绕行方案.      

基于AIS船舶数据的港口交通流量预测模型研究

针对当前船舶交通流量预测手段落后,精度不高的问题,利用宝船网A PI数据接口提取船舶A IS数据,依托该数据构建基因算法优化神经网络的船舶交通流量预测模型,K近邻回归预测模型、时间序列预测模型和灰色预测模型的组合预测模型.通过自编程序采集了天津港某时段的船舶交通流量数据,在剔除错误和不可用数据后,对船舶交通流量数据进行统计,分析得到了进出天津港的船舶航行特性.同时为了更直观的验证所提出的预测模型效果,与利用K近邻回归、时间序列和灰色预测模型3种方法预测的结果进行对比.组合模型进港预测的平均绝对误差、均方误差和平均相对误差分别是0.5595,1.0119和12.98%,出港分别是0.6726,1.3155和15.23%,以上指标均优于上述的传统3种模型.相比于组合模型,优化的BP神经网络模型预测结果更优,进港和出港预测的平均相对误差分别降低了3.23% 和4.76%,结论证明,组合模型和优化的BP神经网络模型具有较高的预测精度.      

基于改进YOLOv5的雾霾环境下船舶红外图像检测算法

从监控图像中准确检测船舶对于港区水域船舶交通智能监管具有重要意义。为解决雾霾条件下传统YOLOv5目标检测算法对船舶红外图像检测准确率低、小目标特征提取能力弱等问题，提出了基于Swin Transformer的改进YOLOv5船舶红外图像检测算法。为扩大原始数据集的多样性，综合考虑船舶红外图像轮廓特征模糊、对比度低、抗云雾干扰能力强等特点，改进算法提出基于大气散射模型的数据集增强方法；为增强特征提取过程中全局特征的关注能力，改进算法的主干网络采用Swin Transformer提取船舶红外图像特征，并通过滑动窗口多头自注意力机制扩大窗口视野范围；为增强网络对密集小目标空间特征提取能力，通过改进多尺度特征融合网络（PANet），引入底层特征采样模块和坐标注意力机制（CA），在注意力中捕捉小目标船舶的位置、方向和跨通道信息，实现小目标的精确定位；为降低漏检率和误检率，采用完全交并比损失函数（CIoU）计算原始边界框的坐标预测损失，结合非极大抑制算法（NMS）判断并筛选候选框多次循环结构，提高目标检测结果的可靠性。实验结果表明:在一定浓度的雾霾环境下，改进算法的平均识别精度为93.73%，平均召回率为98.10%，平均检测速率为每秒38.6帧；与RetinaNet、Faster R-CNN、YOLOv3 SPP、YOLOv4、YOLOv5和YOLOv6-N算法相比，其平均识别精度分别提升了13.90%、11.53%、8.41%、7.21%、6.20%和3.44%，平均召回率分别提升了11.81%、9.67%、6.29%、5.53%、4.87%和2.39%。综上，所提的Swin-YOLOv5s改进算法对不同大小的船舶目标识别均具备较强的泛化能力，并具有较高的检测精度，有助于提升港区水域船舶的监管能力。      

防汛应急保障资源站点优化布设方法研究

针对高速公路网防汛应急保障资源站点的最优化布设问题,从资源到达时间、站点建设成本、线路的功能定位出发,构建更符合法规要求和应急抢险实际需要的防汛应急保障资源站点的多目标最优化布设模型,并采用粒子群优化算法进行了模型的求解,提出了高速公路网防汛应急保障资源站点的优化布设方法。对北京市高速公路网防汛应急保障资源站点的优化布设结果表明,基于粒子群算法的高速公路网应急保障资源站点多目标优化布设方法能够满足应急抢险实际工作所需,具有较好的实际应用效果。     

京杭运河口门低等级老船闸扩容改造研究

针对京杭运河苏北段沿线低等级口门船闸规模较小、周边限制性因素较多、工程防洪等级较高、船闸设计水头较高且常水头与设计水头相近的特点,宝应船闸扩容改造工程中,通过合理进行平面布置,采用闸墙廊道短支孔分散输水系统,优化上下游引航道结构型式等工程措施,提高了船舶过闸效率,改善了船舶泊稳条件,取得了良好的工程效果。     

电动汽车充电接口的电子锁的研究

充电接口的电子锁是电动汽车推广的前提条件之一,电子锁是电动汽车充电的安全性保证。本文介绍了国外充电接口电子锁的发展和现状,结合中国电网行业和电动汽车行业的实际情况,本文分别对国内车辆端、桩端的电子锁的应用和技术细节做了简要描述。     

高桩承台靠船墩群桩水平受力简化分析

在船闸及河道中广泛应用的靠船墩、防撞墩等高桩承台结构承受较大的水平荷载,多采用群桩基础,而群桩受力分析比较复杂,有必要进行简化研究。以高桩承台靠船墩桩群为研究对象,分析了最不利工况,即撞击力作用通过靠船墩角点,且呈切线方向。通过典型的钢管桩三桩墩台进行分析,进一步推广到其他群桩结构,推导出简化公式。     

半开放式差速器的技术优势及实践应用探讨

差速器提供了自由的转速差满足车辆的行驶需要,然而却在特殊路况下导致了车轮空转车辆停滞。差速锁介入消除了转速差,解决了这一特殊情况的同时却带来了其他问题。差速器不限制的转速差超出使用要求,差速锁直接砍掉全部转速差。差速器与差速锁,本身就是矛盾对立的二者,汽车总是在二者之间艰难的取舍。其实我们并不需要差速锁,只需差速器保留正常行驶所需要的转速比的即可,我们将之命名为:半开放式差速器。基于机械控制式的、结构简单的、功能可开可关的半开放式差速器已经实现了技术突破并试验成功,也取得了相关发明专利,故在本文中研究讨论。     

半开放式差速器的原理及结构优势的探讨

家用汽车与它的四个轮子作为一个整体,在没有打滑的情况下,彼此之间是遵守"同动"效应的,四轮之间的差异只在于运动快慢,即变化的转速比。差速器提供的不限制的转速差远超正常行驶需要,带来了汽车驱动轮单侧空转的弊端并无解。为了解决此种弊端,差速锁直接锁死差速器帮助车子脱困。差速锁不去解决差速器多余转速差,而是关闭差速器消除全部转速差,原理上就走错了方向,这使得它无论采取怎样的工作方式,都很难达到一个理想的效果。而半开放式差速器,在差速器基础上砍掉多余的转速比,原理上这才是正确的方向。     

浅析船闸锚泊区沉井施工

船闸基地锚泊区采用沉井式结构作为基础,主要是由于受周边环境影响,施工场地狭隘,同时地基承载力较弱.沉井施工能较好地适应上述问题,从施工结果来看达到了预期的效果.同时,沉井施工对缩短工期起到了一定的作用.文中介绍了施桥三线船闸工程土建标船闸基地锚泊区沉井的制作、下沉及下沉过程中施工技术控制.     

基于EEOI的内河船舶航速优化研究

航速优化对船舶节能减排,提高能效水平具有重要意义.运用船舶动力学理论,以内河船舶为实例,规避理论模型中的不确定参数,利用实测数据确立主机油耗与航速关系模型,该模型考虑水流速度对油耗的影响,进而建立船舶EEOI与主机转速模型,并应用Matlab软件对模型进行优化求解.研究结果表明,在预定时间内,船舶主机采用优化得到的转速运行时,油耗节省0.8t,EEOI减少1.64%,提高了船舶能效水平.      

船闸混凝土裂缝处理施工技术

分析了船闸混凝土裂缝的原因,提出了混凝土裂缝观测方法,对裂缝进行科学分类,并结合工程实践,提出了船闸常见裂缝的处理方法及相关裂缝处理工程实例、修补工艺等.     

船闸闸首廊道混凝土裂缝治理探索

分析了三角门型闸首廊道裂缝现状,阐述了施桥三线船闸工程闸首廊道仿真计算和优化研究成果及采取的防裂措施.提出了先浇体概念、后浇带改进方案,通过组合使用,有望根治廊道侧墙裂缝.     

某车型潮湿环境下制动抱死问题整改研究

为解决某车型售后用户抱怨在汽车刚开始行驶时(冷启动,尤其每天早晨)的后轮制动抱死问题,分析可能造成潮湿环境下后轮制动抱死的原因。通过分析试验得出:鼓式制动器的摩擦片材料锈粘着问题是导致潮湿环境下制动抱死的主要原因。