随机风、车流联合作用下大跨公路悬索桥纵向振动特性研究

为了研究随机风、车流荷载联合作用下大跨公路悬索桥纵向振动特性,基于元胞自动机原理建立了随机交通流模型,采用平稳高斯过程模拟风荷载,同时考虑随机风、车流与桥梁的相互作用,利用ANSYS和MATLAB混合编程技术建立了风-车-桥空间耦合振动分析平台,并基于该平台对随机风、车流荷载单独作用以及联合作用下某大跨公路悬索桥加劲梁的纵向位移时程、纵向位移极值和纵向累积位移等特性进行了深入的研究。研究结果表明：低风速下（5 m·s^-1）由单风引起的加劲梁纵向位移极值要远小于由单车（流）引起的加劲梁纵向位移极值（不足5.0%）。当风速增加至20 m·s^-1时,风致加劲梁纵向位移极值分别为稀疏交通流和轻微拥堵交通流引起加劲梁纵向位移极值的57.7%和24.2%。此外,还发现风-车-桥耦合效应显著,若不考虑风-车-桥耦合效应的影响而采取单个荷载效应线性叠加的方法,将明显低估加劲梁纵向位移的极值响应。风荷载单独作用下加劲梁纵向位移极值的概率分布均服从对数正态分布;车流荷载单独作用以及风、车流荷载联合作用下加劲梁纵向位移极值的概率分布均服从广义极值分布。虽然风荷载对加劲梁纵向位移极值的贡献与车流荷载相比要小很多,但由于风致加劲梁纵向振动的频率较高,风荷载对加劲梁纵向累积位移的贡献要比对纵向位移极值的贡献显著。     

基于ANN-MC的钢筋混凝土桥墩截面能力概率特征统计方法

在传统概率分析方法的基础上,引入神经网络-蒙特卡罗技术,提出了基于神经网络-蒙特卡罗法的钢筋混凝土截面能力概率分析方法.以桥墩的截面尺寸、箍筋间距、钢筋屈服强度、钢筋的弹性模量、混凝土抗压强度以及混凝土弹性模量作为随机变量.每个变量取7个水平进行正交设计,组合成49个工况进行截面能力分析,并以此作为样本建立神经网络.应用蒙特卡罗法产生大量随机参数,并输入到网络进行仿真,再对仿真结果进行数理统计得到相应的截面能力概率特性.实例验证表明,该方法提高了钢筋混凝土桥墩截面能力概率分析的效率.     

基于需求不确定性的机场拥挤风险预测模型与方法

为了获得机场交通需求的概率分布及其变化规律,量化机场交通需求预测的不确定性,从需求不确定性角度分析了航空器进离港时刻对机场交通需求预测的影响,基于多个时段交通需求相互转化的不确定性,建立了多时段机场进离港交通需求概率分布模型.在此基础上,将进离港交通需求与进离港容量曲线相匹配,建立了机场拥挤风险预测模型,给出了具体求解过程与方法.亚特兰大机场实际航班运行数据的验证结果表明,机场概率需求预测值比确定型需求预测值更接近实际进离港交通需求值;与确定型拥塞预测方法的准确度60.0%相比,本文模型将拥挤预测提高到80%;用旧金山机场实际航班数据验证了本文方法的有效性,准确性达到87.5%,为机场拥挤管理提供了依据.      

考虑强地面运动持时的概率分布对桥梁结构概率地震需求的影响

根据桥梁所在场地条件,选择合理的谱加速度衰减关系生成场地中值加速度反应谱,选择合理的持时衰减关系,抽取持时样本,生成2个匹配场地中值加速度反应谱的人工波库,对1座钢筋混凝土桥墩进行非线性动力时程分析,将持时对于EDP概率预计和PSDM的影响与幅值和频谱的影响进行解耦。得到以下结论：（1）考虑持时的分布与否对于EDP概率预计的影响不大,但可以有效地减小离散度,而且对能量需求参数的影响大于对位移需求参数。（2）当选择结构第1模态周期谱加速度和合理的能量需求参数分别作为地面运动强度参数和EDP建立概率地震需求模型时,可以通过选择地震波来考虑持时的影响。     

随机数模拟法在车辆动态排队系统中的应用

利用随机数模拟法,对加入动态因素的车辆到达事件间隔和服务时间的合成分布进行模拟,反映了车辆到达时间间隔和服务时间的动态特性,从而提高了车辆服务系统研究的准确性。     

考虑土性参数概率分布对边坡可靠度的影响

采用基于Morgenstern-Price法的Mont-Carlo模拟,分别对强度参数c、φ服从不同概率分布函数时的边坡稳定性进行了可靠度对比分析,并对不同概率分布强度参数的变异性与边坡稳定性之间的关系进行了分析,探讨了失稳概率对强度参数变异性变化的敏感性。发现强度参数无论服从正态分布还是对数正态分布,安全系数均值都变化不大,但是边坡的失稳概率却随着参数变异性的增大而增大,强度参数服从正态分布时的失稳概率要大于服从对数正态分布情况下的失稳概率,得出边坡的失稳概率都对内摩擦角φ的变异性反应要敏感于对黏聚力c的变异性。     

基于时间不确定的集装箱码头靠泊计划优化

集装箱班轮运输具有较强的计划性，但在实际中，由于天气等原因仍存在运行时间不确定性，对制定靠泊计划产生重要影响.针对这一问题，研究集装箱班轮运行时间的偏差规律；根据问题特点和集装箱班轮靠泊规则，构建基于运行时间不确定的集装箱码头靠泊计划优化模型；设计以遗传算法为外层框架，嵌入仿真过程构成优化循环的算法，针对问题特点设计初始择优策略进行求解.最后，以大连港集装箱码头作业为实际背景进行建模和计算，取得了较好的结果.实例分析和算法测试证明了本文所建模型和算法的有效性.     

随机质点瞬时流谱圆频率及初相位角分布规律

通过对实时量测的173组、154 271个瞬时流速信号进行分析,以随机理论分析为基础,运用运动流体力学、随机信号分析理论等来研究随机质点瞬时流谱的概率模型,对流体质点瞬时流谱中两个关键因素圆频率及初相位角的概率分布规律进行深入研究和探讨,证明了圆频率服从均匀分布,初相位角服从(0,2π)的均匀分布。此研究对后续随机质点概率模型的重构及随机加速度谱及脉动压力谱的推导打下坚实的理论基础。     

基于概率分布函数的动车组车轴应力谱试验分析

根据EN 13103标准分析计算车轴表面应力分布规律,据此在车轴应力较大的距车轮内端面113和163 mm处的动车组车轴表面各布置2个测点,由此得到京津城际铁路和既有线路动车组的车轴应力时间历程,然后进行数据处理后得到车轴弯曲应力谱子样,再由估计的最大应力幅值得到动车组车轴8级程序应力谱.结果表明:动车组车轴应力幅值的分布符合三参数威布尔分布,并且既有线路动车组的车轴应力变化幅度比较大,而京津城际铁路的则比较平缓;在相同速度下,既有线路动车组的车轴应力最大值比京津城际铁路的大1倍左右;动车组以240km· h-1速度运行时其车轴应力幅值最小,在其他速度级下,车轴应力除最大值稍微有差别外,其他应力水平基本一致.     

信号交叉口专用左转车道车辆运行特性分析

对信号交叉口专用左转车道上的车辆运行特性进行了理论分析,给出了车辆实现左转的三种可能方式及影响车辆实现左转的各项因素。利用概率论方法,推导出车辆利用三种方式实现左转的概率公式及其适用条件,并给出了计算步骤。讨论了左转车辆到达分布的确定依据及参数估计方法,推荐直行车辆车头时距分布采用韦布尔分布并建议采用图形法求解参数。