附加系统参数平差在高速铁路CPⅢ控制网数据处理中的应用

高速铁路CPⅢ控制网测量中距离观测值可能存在系统性的固定误差或比例误差。针对该问题,探讨了采用附加系统参数的平差方法进行CPⅢ控制网数据处理,并以一个实际高速铁路CPⅢ控制网为例,对附加系统参数的平差方法和经典约束平差方法进行了比较与分析。通过研究,得出了有益结论：对于存在系统误差的CPⅢ控制网,可预先估计可能存在的系统误差,通过引入附加参数进行自动补偿,平差结果更为可靠。     

关于饱和多孔介质变分原理的研究

采用文献（１，２）提出的变积方法，研究了饱和多孔介质的变分学逆问题，系统地建立了等温，准静态下饱和多孔介质耦合系统的广义变分原理及和级变分原理，其中包括六类变量，五类变量，三类变量和二类变量的变分原理，除到文献中已有的变分原理外，本文给出了许多新的变分原理，为建立有限元分析模型提供了基础。     

非线性最小二乘拟合的计算方法

本文对工程中经常遇到的非线性最小二乘拟合问题提出了一个计算机算法。该方法共分两步：首先利用优选法求出非线性参数，然后计算线性参数。对于三参数曲线，利用线性回归分析求线性参数；对于多参数曲线，则利用广义逆矩阵理论求出线性参数。在这些算法中，迭代初值可以任意选取，而迭代总是收敛的。     

非稀疏欠定盲分离及其在语音分离中的应用

本文提出一种基于马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC)的贝叶斯非稀疏盲源分离算法。用广义高斯分布(GGD)来拟合源信号的分布,通过MCMC抽样得到GGD参数和隐变量的估计,并由此得到源信号的最小均方误差估计(MMSE),解决了GGD参数估计容易陷入局部极值点、鲁棒性差的问题。根据语音信号的局部平稳性,提出基于非稀疏度评判准则的盲分离算法,用MCMC方法分离非稀疏区的语音信号,进一步提高了语音信号分离精度。仿真实验证明,本文方法改善了非稀疏信号和语音信号的分离效果,而且具有更好的鲁棒性。     

广义HOEK-BROWN经验准则在边坡岩体力学参数估计的应用研究

岩体因结构面切割作用而具有非均质、各向异性和不连续性的特性,这使得岩体强度与普通均质材料强度有所区别。工程实践中,岩体力学参数只能通过原位试验或经验公式进行估计。原位试验费钱费力且部分地区无法进行试验,因此通过经验公式获取岩体力学参数是很好的选择。广义Hoek-Brown强度准则考虑岩体结构、岩块强度、岩体扰动等多方面因素,能够很好反映岩体非线性破坏特征,利用该准则可对边坡岩体力学参数进行估计。通过量化GSI的广义Hoek-Brown强度准则估算吉尔木隧道出口边坡岩体力学参数,结果表明:该方法估计获得的参数是合理的。通过计算表明边坡主体部分岩体单轴抗压强度为1.5 MPa,变形模量为4 GPa,抗剪强度指标C=0.6 MPa,φ=32°。广义Hoek-Brown强度准则在高陡边坡岩体参数的估计中能更加方便、及时、准确地反映岩体的实际情况,在工程实践中具有很好可操作性。     

隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究

建立地面实验网,用GNSS测量结果作为参考值,对交叉导线网、横控交叉网、菱形交叉网和中间自由测站点对网等网形进行同步实测,对各种网形就距离定权、距离角度方差估计、常规平差与稳健估计、加入不同精度的陀螺方位等进行测试计算,分析不同方法与处理参数对控制网横向贯通误差的影响。为提高隧道洞内平面控制网的贯通精度及可靠性,应尽量减少旁折光的影响,宜采用交叉导线网或中间自由测站的边角交会网形;有条件时应测量高精度的陀螺方位边,采用边角匹配抗差平差方法处理控制网数据。     

计及时变扰动下永磁牵引电机无传感器滑模控制

针对永磁同步牵引电机因参数摄动不确定因素造成控制性能下降以及速度传感器存在成本高、环境要求严格、估计精度不足等问题，提出了一种基于自适应广义高阶平方根容积卡尔曼滤波算法（ASRGHCKF）无速度传感器的永磁同步电机（PMSM）自适应非奇异快速终端滑模控制算法。首先，建立参数摄动下PMSM数学模型；其次，基于扩展滑模扰动观测器（ESMDO）设计自适应非奇异快速终端滑模转速控制算法（ANFTSMC），选择新型指数趋近律可随系统距离滑模面的远近自适应调整趋近速度，同时ESMDO实时精准观测系统的未知扰动部分；最后，结合ASRGHCKF实时精准估计电机的转速和转子位置。通过与PI和传统SMC算法进行仿真和半实物试验对比，验证了该算法在电机参数摄动下暂稳态性能更佳，有利于改善PMSM的无速度传感器控制效果。     

基于LSSVM的地铁弓网系统广义动态建模与仿真

提出基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的弓网系统广义动态建模方法,并对弓网模型进行辨识及仿真研究。首先对离散化后的弓网系统动力学模型的线性部分和非线性部分进行分析,构建ARX Hammerstein弓网系统模型,然后根据LSSVM的方法对模型参数进行辨识,最后利用弓网实际检测数据对该弓网模型进行弓网接触力的建模预报试验。试验结果表明,LSSVM-ARX Hammerstein弓网模型可以有效地逼近弓网系统接触力的动态行为,具有较高的预报精度,从而验证了所提方法用于弓网系统广义动态建模的有效性。     

材料参数反分析法及其在轨道基础中的应用

论述了用对偶边界法识别材料参数的原理和计算步骤。与直接法和逆解法相比，对偶边界法具有较高的分析精度。在待识别参数少的情况下，３种方法给出了同样的结果。但在待识别参数较多的情况下，直接法和逆解法精度较差，在某些情况下甚至不收敛。作为实际应用的例子，文章对轨道基础的材料参数进行了识别。     

不同轨道状态对轮轨附加动荷载影响

根据随机振动基本理论，建立了轮轨相互作用模型，分析列车速度提高后，轨道不平顺谱、轨道刚度等参数对轮轨附加动荷载的影响，本文主要对不同轨道状态下的轮轨附加动荷载进行了研究，研究结果认为，采用合理的轨道结构，减小轨道的不平顺，可以明显降低轮轨附加动荷载，是减少由于列车速度提高后轮轨动力作用的有效措施。     

轨道车辆系统信息估计技术的容错性

建立考虑传感器噪声和估计系统参数偏差的独立车轮轮对模型,并根据状态观测器理论,设计轨道车辆信息估计技术流程,仿真研究传感器噪声强度及估计系统参数(车轮踏面等效锥度、轮轨接触蠕滑系数、车轮半径和一系纵向刚度)偏差对轮对状态(轮对冲角、左右车轮相对转速)及线路曲率估计结果的影响,以验证估计系统的容错性。结果表明:轮对状态估计系统对传感器噪声表现出极强的容错性,偏差率不超过3%,而传感器噪声强度的增加对线路曲率的估计精度影响基本不变,线路曲率的估计误差主要源于轨道不平顺;轮对冲角的估计精度始终较高,对估计系统参数偏差具有较好的鲁棒性,左右车轮相对转速的估计偏差在一系纵向刚度存在偏差时必须修正,估计系统其他参数偏差的影响可以忽略,线路曲率的估计偏差与估计系统的参数偏差存在比例关系,便于修正。     

浅论特长隧道GPS网的布测及其精度

以秦岭隧道工程为例，以测量设计为前提，全面论述了特长隧道平面ＧＰＳ网的布测方法，包括作业方案设计、外业观测、基线向量解算与评价、控制网平差及其精度与可靠性等。同时还对布网中存在的有关问题，如原《规范》Ｂ级网观测限差及作业要求、隧道进洞方法和隧道ＧＰＳ网横向贯通误差估计等，提出了自己的看法。     

广义变分原理在桥上无缝线路伸缩附加力计算中的应用

将广义变分原理应用于桥上无缝线路附加力的计算中,基于已有的试验及计算结果,先假设钢轨伸缩附加力函数．由此得到钢轨位移及梁轨相对位移函数。通过结构的边界和变形协调条件并运用广义变分法,再计算梁轨体系各部分的能量。建立结构体系的平衡方程,采用相应的软件编制计算程序,计算结果符合工程实际。     

建立莲花山隧道工程的GPS三维控制网

介绍了在广东莲花山隧道工程中应用GPS技术建立三维控制网的工作实践.从隧道工程本身的特点出发,分别就平面和高程控制阐述了GPS网的布设方式和数据后处理的特色,包括附加参数拟合法统一高程系统、采用"施工椭球"的高斯投影法坐标转换和适合隧道控制测量的GPS后处理软件包等.竣工实测的莲花山隧道工程的平面和高程贯通误差均远远小于有关隧道施工测量的技术指标.     

重新认识惯性力

应用牛顿定律和达朗贝尔原理,对质点在惯性参考系和非惯性参考系（平动、转动）下的惯性力进行了讨论,重新认识了惯性力、牛顿力,使牛顿定律在非惯性参考系中得到与惯性参考系中一样的应用。     

建立莲花山隧道工程的GPS三维控制网

介绍了在广东莲花山隧道工程中应用GPS技术建立三维控制网的工作实践，从隧道工程本身的特点出发，分别就平面和高程控制阐述了GPS网的布设方式和数据后处理的特色，包括附加参数拟合法统一高程系统，采用“施工椭球”的高期投影法坐标转换和适合隧道控制测量的GPS后处理软件包等。竣工实测的莲花山隧道工程的平面和高程贯通误差远远小于有关隧道施工测量的技术指标。     

CFG桩网复合地基沉降计算方法研究

高速铁路严格的路基工后沉降控制,对作为主要地基处理方式的CFG桩网复合地基的沉降计算精度提出了挑战.以京沪高速铁路徐沪试验段为依托,分析了常规复合地基沉降计算方法应用于CFG桩复合地基沉降计算上的不足,认为主要问题在于地基土中附加应力计算不准确;进而根据CFG桩网复合地基的受力机理.提出了Mindlin-Boussinesq联合求解附加应力的方法及相应计算条件,再联合分层总和法中的e-lgp法计算CFG桩网复合地基的沉降,计算结果和现场实测结果较为接近.     

基于联动迭代及Heaviside函数的铁路桥墩刚度和位移计算方法

为提高铁路简支梁桥墩刚度及墩顶位移计算的准确度及通用性，克服桥墩及桩基设计中无法实时考虑桩-土耦合作用对刚度的影响，提出一种基于联动迭代及利用Heaviside函数的铁路桥墩刚度及位移计算的广义柔度矩阵法。该算法通过将桩基计算“m”法相关参数代入广义柔度矩阵，实现瞬态反馈桩长及地质变化对桥墩刚度的影响；基于力学等效原则推导集中荷载与分布荷载的等效节点力表达式，并通过将各荷载工况边界条件与Heaviside函数等效置换，得到桥墩单元作用任意形式集中荷载或分布荷载的等效节点力通用完备解；将该算法编入设计程序，实现铁路桥梁桩长、刚度、墩顶位移等参数的精准耦合计算。以变截面圆端形空心桥墩共同作用制动力、纵向风力及土压力为算例，计算结果表明，该算法与3种有限元软件计算的墩顶位移最大误差均在0.600%以内，计算精度高。     

32 m简支梁顶梁作业对有砟轨道无缝线路状态的影响

以32 m简支梁为研究对象，测试两端支座顶升、单边支座顶升、单墩支座顶升三种工况下的钢轨应变，计算分析顶升过程中钢轨纵向附加力和落梁后钢轨锁定轨温的变化规律；应用有限元软件建立桥上无缝线路梁轨相互作用模型，采用双线性阻力模型计算三种顶升工况下的钢轨附加力，并与现场测试结果进行对比。结果表明：落梁后钢轨内部存在残余附加力，引起钢轨锁定轨温改变，最大改变量为0.36℃，小于规范规定的5℃限值，不需要进行应力放散；三种顶升工况下，顶梁作业对钢轨纵向附加力影响范围均在顶升桥梁的相邻一跨简支梁以内，且产生的钢轨纵向附加力峰值均位于顶升位置和梁端位置；两端支座顶升方案对无缝线路影响最小，建议桥梁支座更换施工时采用该方案。     

隧道导线网测量误差对贯通误差影响值的严密估算方法

本文探讨隧道导线网间接平差模型及精度估算方法，提出了导线网测量误差对隧道贯通误差影响值的严密估算方法，对准确地估计贯通误差及进行导线同的优化设计，都有一定的参考作用。