基于超车行为的双车道公路通行能力分析

为了研究双车道公路上的超车行为,定义了可回车车头时距与可超车车头时距,通过超车试验得到了两者的临界间隙值;分析了单向、双向车道的最小通行能力,合理解释了双向车道通行能力值小于2倍单向车道通行能力值的原因;最后确定了中国双车道公路上跟车车头时距值和跟车率。结果表明:根据实测数据及拟合仿真试验得到的双车道公路的基本通行能力为3 000 pcu.h-1。     

基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统

采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。     

基于列车运行状态组合预测的虚拟应答器捕获方法

为进一步提高虚拟应答器（VB）技术在基于卫星定位的列车运行控制中的运用效果，分析常规VB捕获原理，从完善其不足的角度提出1种基于列车运行状态组合预测的新型VB捕获方法。首先，明确新型方法的捕获原理；其次，考虑列车运行状态的复杂性和规律性，采用交互多模型（IMM）结合容积卡尔曼滤波（CKF）的自适应IMM-CKF方法，对列车位置进行滤波估计和短期前向预测；然后，将长短期记忆方法引入列车运行状态预测问题，基于实时数据更新预测模型；最后，得到基于列车运行状态组合预测的VB捕获方法，有效改善常规方法中的VB漏捕获和捕获精度低等问题。基于京沈高铁现场试验数据，对比并验证新型方法和其他列车运行状态预测方法、VB捕获方法的性能。结果表明：尽管周期捕获计算平均用时较长，但新型方法下的VB捕获识别位置与下一个VB位置较近，不仅能保证100%的VB捕获率，而且在VB捕获误差均值上最大可实现70.23%的优化效果。     

中心化CBTC系统方案探讨

绿色节能、结构简化、轨旁设备减少等已成为当今及未来列控系统的研究重点。立足于城市轨道交通现状和今后的发展方向，提出了一种基于区域控制器与联锁一体化、设备集中化、弱化轨旁设备功能的中心化CBTC系统解决方案，突显了简化系统架构、减少接口数量、兼容现有CBTC系统等优势。     

陕西地区混凝土无伸缩缝桥梁的温度作用及其区划

为研究混凝土无缝桥温度作用取值的地域差异性，对一整体式无缝桥开展了长期温度测试，基于实测数据验证有限元温度场模拟方法的准确性；调研陕西省及周边省份46个国家基准气象站1993~2015年气象数据，对其中缺失太阳辐射数据的站点进行了补充，并将气象站日值数据分解为逐时数据用于温度场分析；利用气象数据进行了23年长期温度场模拟，并基于新西兰规范温度梯度模式，进一步通过广义帕累托模型计算了有效温度和温度梯度作用具有50年重现期的代表值；采用空间插值方法绘制了温度作用等值线地图，并对等值线地图进行简化得到了温度作用分区地图；考虑不同梁高和铺装厚度参数对温度作用模式进行了修正，并最后给出一个分区地图的应用案例，计算了陕西各分区内整体桥的跨径总长限值。研究结果表明:陕西地区有效温度分区地图分布趋势与《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)基本吻合，但关中和陕南部分地区取值较规范更为不利，而对于温度梯度顶部温差，陕北和陕南的大部分地区均超过规范统一取值14 ℃；在梁高小于1.4 m时，不存在新西兰规范温度梯度模式中的等温段，修正后的温度梯度模式能准确反映不同梁高下的温度分布规律；沥青铺装厚度仅对顶部温差影响较大，不同铺装厚度情况下的顶部温差可按线性插值进行修正；整体桥主梁纵向变形量随桥长线性增长，可在自由伸缩变形的基础上通过过引入纵向伸缩量折减系数进行简化计算；桥长可通过考虑升温时的桥台弯曲破坏和降温时的桩低周疲劳破坏进行控制，根据实际合龙温度计算；在提出的3种温度分区中，最优合龙温度下的理论桥长最大值分别为290、240和220 m。      

混凝土联锁块护岸软体排设计方案优化

针对引江济淮工程J002-1标段护岸软体排出现的预制块挤压破损、施工效率低下等问题，对原设计方案护岸软体排结构以及施工方法进行优化。通过参考工程实例以及方案比选，采用C25混凝土预制块联锁片软体排结构和铺排船施工的方法。结果表明，优化施工方案技术上可行，预制块破损少、施工效率高，达到预期效果。软体排结构优化和铺排船施工工法在引江济淮工程的成功应用，为类似工程提供良好示范，具有较好的推广应用价值。     

钢-混凝土组合梁桥的温度梯度作用——地域差异与等值线地图

为研究组合梁桥温度梯度作用取值的地域差异性，搜集了全国839个气象站的长期历史气象数据，建立了全国91个辐射气象站（有太阳辐射历史数据）太阳辐射预测的Bahel模型，补充了748个常规气象站（无太阳辐射历史数据）各23年的太阳日辐射总量数据。在这些气象数据的基础上，提出了温度作用代表值等值线地图的“逐层绘制法”，该方法首先采用有限元温度场长期计算和气象相关性经验公式分别得到91个辐射气象站和748个常规气象站的温度作用样本数据，随后基于广义帕累托分布（GP分布）的超阈值模型求得各气象站的温度作用代表值，最后，采用空间插值方法绘制各温度作用代表值的等值线地图。采用上述方法，绘制了组合梁桥温度梯度升温模式1、升温模式2和降温模式中各温差代表值的等值线地图。研究结果表明：Bahel模型在中国范围内具有很好的适用性，可用于太阳辐射数据的准确预测和补充；中国组合梁桥各温差存在显著的地域差异性，最大可达到27.89℃，若在一个较大的区域内选取一恒定温差作用取值会明显低估了这种地域差异性；“逐层绘制法”概念清晰，操作方便，是进行温度作用等值线地图绘制的有效方法；所绘制的50年回归期温差代表值等值线地图，可用于全国范围内组合梁桥温度梯度作用的准确取值，所提供的温差数据具有概率统计意义，较现行规范更能满足极限状态设计法的基本要求，对于中国组合梁桥的精细化设计和规范体系的补充具有重要价值。     

下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法

为了得到下承式拱桥合理拱轴线的解析解与计算方法，建立了恒载作用模式和合理拱轴线微分方程，得到合理拱轴线的解析解；在解析解的基础上，定义了主拱恒载占比系数，得到了基于矢跨比和主拱恒载占比系数的合理拱轴线快速求解计算方法；采用拱桥设计规范、工程案例与相关研究成果，验证了本文方法的可靠性。研究结果表明:下承式拱桥的恒载作用模式可等效为连续均布恒载+主拱恒载的形式，合理拱轴线为悬链线，相应的拱轴系数由矢跨比和主拱恒载占比系数共同决定；拟合出的不同矢跨比下的拱轴系数与主拱恒载占比系数的函数关系式为线性相关关系，决定系数大于0.99，说明拟合公式准确；工程中下承式拱桥矢跨比范围为1/3~1/8，相应的拱轴系数范围为1.000~1.792，常见的矢跨比范围为1/4~1/5，相应的拱轴系数范围为1.000~1.465，与工程案例中拱轴系数统计结果的吻合度较高，说明计算结果可靠；工程中常见主拱恒载占比系数范围为0.1~0.5，对应的拱轴系数范围为1.102~1.364，与拱桥设计规范中的取值范围接近，证明了规范取值的合理性；当主拱恒载占比系数小于0.5且矢跨比小于1/7，或主拱恒载占比系数小于0.1时，拱轴系数接近于1.000，即合理拱轴线可采用二次抛物线；利用查表法或简化公式法，可以快速求得合理拱轴线方程；与已有研究成果相比较，主拱截面弯矩、偏心距和偏心距平方和的偏差均在5%以内，证明了本文计算方法的正确性。      

921A调质高强度合金钢塑性收缩量

以921A调质高强度钢在热传导温度场影响下产生的塑性收缩量为主要研究对象，选取船舶局部典型结构进行片体试验，结合分段建造施工工艺要素进行数据测量。进行数据处理，确定921A钢在建造过程中产生的收缩量和收缩因数，并转化为相应的精度加成因数，最终得到精度补偿量，可为实际船体结构建造策划设计的精度控制提供依据。