国家自然科学基金委员会交通与运载工程学科2022年度管理工作综述与展望

为服务“交通强国”建设,提升交通与运载工程基础研究水平,2022年交通与运载工程学科继续以学科建设为抓手,深化以交通运输方式为主导的代码改革,促进各运输体系研究均衡发展。强化需求牵引、问题导向,破除“四唯”倾向,推动科技成果从“书架”走向“货架”。在《交通与运载工程科学问题百问》的征稿工作基础上组织各类研讨、论证,凝练关键科学问题和“卡脖子”难题,有力提升重大、重点类项目立项质量。本文具体内容包括：2022年度交通与运载工程学科基金项目的申请、受理、评审和资助情况,学科有组织科研的初步设想与举措,2023年度学科重大、重点类项目布局等。     

C61Y型敞车用进口车轴存在问题分析

针对C61Y型敞车用进口车轴在运用、检修过程中存在的问题，进行了深入的分析，并提出制定合理的车轴使用寿命标准、加速淘汰C61Y型敞车进口车轴等解决措施。     

蒙华重载铁路矿山法隧道设计与施工关键技术

为解决铁路隧道施工中存在的忽视围岩的承载主体地位、过分强调支护作用和过度使用支护手段等问题,进一步提高隧道建设技术和管理水平,蒙华铁路公司组织参建各方和科研院所采用科研先行、试验验证、专家论证的技术路线,综合运用模型试验、现场试验和数值模拟等方法对隧道初期支护优化和隧道限阻耗能型支护结构的研发等关键技术进行了研究,形成了适合蒙华铁路建设条件和地质条件的矿山法隧道初期支护体系:在试验表明不设系统锚杆也能满足隧道稳定性要求的前提下,蒙华铁路有钢架的Ⅳ,Ⅴ级围岩地段隧道取消了系统锚杆;隧道喷混凝土结构普遍为小偏心受压状态,格栅钢架代替型钢钢架能够保证隧道的安全,蒙华铁路矿山法隧道的初支钢架全部采用格栅钢架;经全线229座隧道推广应用,支护优化成果得到了充分验证。研发了钢板式限阻耗能型支护新结构,有效解决了老黄土地层和高地应力水平岩层隧道结构开裂破坏的难题,全线推广应用达7 km,取得了显著效益。通过以上矿山法隧道关键技术,实现了全线隧道按时贯通和“0”重伤及以上人身安全事故的总目标。     

光端机与网络摄像机的未来趋势

光端机与网络摄像机在不同的应用场合各有优势和劣势,并不是单纯网络比光端机好。在光纤允许的情况下,使用光端机在图像性能和成本上都是比较优先的。就目前应用来讲,网络对光端机的取代主要在各个监控中心之间的图像传输,户外视频的收集依然以光端机为主。例如高速公路、城市交通或者平安城市这些对光端机需求较大的项目中,沿线的摄像机图像主要也是通过光端机传输到收费站和分中心或者派出所,之后再通过视频服务器传输到上级管理单位。     

基于射频技术的随船器材仓储监控系统的研究

在随船器材舱室部署电子标签和相关设备,开发主机监控管理系统,实现器材出入库作业的实时监控.该系统可及时了解随船器材收发、库存、消耗等情况,辅助实现机动灵活的随船器材保障,达到器材收发方便快捷,库存查询实时精确,消耗报表及时可靠的目的.     

基于离散天牛群算法的高桩码头传感器优化布置

天牛须搜索(BAS)及其优化算法天牛群(BSO)算法是近两年新兴的一种生物启发式算法,具有易实现、收敛速度快等特点,但其仅适用于连续函数优化问题。目前高桩码头结构健康监测系统中传感器优化布置研究较少、布置方法存在盲目性。针对高桩码头传感器优化布置这一具体的离散问题,采用"0-1"编码的方法,引入位置变换概率的思想和离散化天牛群算法,基于模态置信度准则,提出了一种基于离散天牛群(BBSO)算法的高桩码头传感器优化布置方法。以某高桩码头为例,研究了该方法的应用,并与传统的离散粒子群(BPSO)算法进行了比较。结果表明,该方法比传统的BPSO算法更适合和有效。     

蒙华铁路隧道工程施工技术要点及机械化配套

目前我国隧道钻爆法施工存在整体机械化程度较低、施工环境恶劣、工人劳动强度大的问题。以蒙华铁路隧道工程实践为依托,从建立监控量测信息化平台、大断面开挖及初期支护早封闭施工、提高硬岩地段隧道光面爆破水平、确保隧道支护结构质量等方面总结蒙华铁路隧道工程施工技术要点,即"一强化(强化量测)、二紧跟(钢架紧贴掌子面、仰拱紧跟下台阶)、三超前(超前预报、超前加固、超前支护)、四到位(工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌质量到位)";并重点介绍隧道施工机械化配套情况,包括湿喷机械手、自行式仰拱长栈桥、新型二次衬砌台车工装、马蹄形盾构、预切槽设备、悬臂式掘进机等的应用和创新;为全面统筹全线路隧道施工技术管理及提高隧道施工机械化水平形成示范效应并提供技术支撑。     

基于电话网络的船舶修理质量监控系统的研究

以电话网络为手段,建立船舶修理质量监控系统。可实时将分布在不同修理基地的船舶的各种与维修有关的技术指标传送到总部,从而可依据数学模型判定该船舶的完好率,得出该船舶能否出航的判断。该系统可辅助船舶修理计划的制订,实现精确化的远程修理技术支援,为船舶的指挥调度工作提供第一手的资料。     

长大货物多式联运路径优化模型与算法

基于可行性与合理性的角度, 分析了长大货物多式联运路径优化的影响因素。以最小运输时间、里程与费用为目标函数, 以线路限界、桥梁承载能力、起重设备的起重能力为约束条件, 建立了长大货物多式联运路径优化原始模型。考虑了约束条件的改造性特征, 将原始模型扩展优化, 设计了二维序列编码策略, 运用遗传算法求解扩展模型。计算结果表明: 运用提出的优化模型与遗传算法, 最优运输时间、里程和费用分别为12.5d、1 116km、58.18万元, 运用提出的优化模型与模拟退火算法, 最优运输时间、里程和费用分别为15.5d、1 131km、67.74万元; 运用单一的铁路运输方式与遗传算法, 最优运输时间、里程和费用分别为12.7d、1 152km、56.50万元。与其他2种情况比较, 提出的优化模型与遗传算法的综合优化程度分别提高52.22%与8.95%, 可见, 模型可行, 算法有效。