山区铁路上下行不同速度的匹配方案研究

随着我国西部地区经济的不断发展,西部山区铁路产生了运输能力无法满足国民经济发展需要等一系列的问题,需要加强山区铁路基础设施建设。根据在山区铁路的新线建设中往往会出现新旧线速度目标值不同的问题,本文提出了基于中国客运运价规则和旅客旅行舒适度等的广义旅行成本确定方法。结合旅客旅行支付的成本与旅客对旅行的满意度间关系,提出了以旅客广义旅行成本进行旅客满意度评价的方法,并构建了基于该方法的旅客满意度函数,用来分析山区铁路上下行速度目标值不同给旅客运输带来的影响,并结合南昆线研究了新旧线使用不同速度目标值的可行性并提出了可采用的速度目标值匹配方案。     

考虑电动斥力的直流牵引供电系统开断特性

空气直流断路器在城市轨道交通直流牵引供电系统中起着分断电路的作用.随着断路器的开断容量的提高,电动斥力对供电系统开断性能的影响越发明显.基于麦克斯韦电磁学理论,分析了电动斥力的产生原理,计算了分断电流过程触头间的电动斥力.通过建立动力学仿真模型,分析了断路器空载和短路开断时的分闸特性,并进行了断路器开断特性的试验研究.     

城市道路拥堵状态下驾驶人心率特性研究

为了量化交通拥堵对驾驶人生理和心理特性的影响,选取驾驶人的心率均值为指标,在大量实测数据基础上研究交通拥堵程度对驾驶人心率特性的影响,并构建心率均值和压力系数间的关系模型。研究表明,交通拥堵对驾驶人的心率特性影响显著,3种回归模型拟合优度的确定系数都达到了0.6以上,且二次多项式的回归效果最好。     

无信号公路平交口支路上游功能区减速驾驶行为研究

为分析无信号公路平面交叉口上游功能区车辆通行安全和效率问题,针对驶入交叉口前驾驶员驾驶行为决策过程及其影响因素进行分析。对在南京采用视频采集的数据进行处理,提取驾驶员减速行为的速度和减速度数值并对它们的特性进行定量分析。采用方差分析得出各影响因素对速度、减速度的影响程度,并且建立减速度与各影响因素之间的减速驾驶行为模型。结果表明,车辆在无信号控制公路平交口上游功能区内车速呈现明显的下降趋势,且速度的分布逐渐由离散变得集中;车辆其减速度的变化过程是先变大后变小;初速度V A0、左右转变量被选入模型并对减速模型有显著作用。从而为无信号控制公路平交口交通设计、政策和改善安全提出建设性意见和提供理论基础。     

短连线交叉口饱和条件下相位差优化设计研究

短连线交叉口在城市高峰期间常由于其路段间长度的限制导致车辆排队溢出,因此导致交叉口死锁,甚至引起路网局部的拥堵.以增大系统的通过量为目标,研究了最短车辆排队长度和相位差之间的函数关系,利用波动理论研究上下游交叉口之间最短车辆排队长度的形成及其计算方法,提出对于短连线交叉口之间的相位差应该以周期为单位进行实时动态调整的观点,并用仿真分析证实了该方法的有效性.     

短波波磨状态的轮轨纵向蠕滑力特性

为了对具有简谐波形的钢轨短波波磨进行分组与分析轮轨非稳态滚动接触的纵向蠕滑力特性, 引入了波磨深度指数与波长比, 采用Kalker三维滚动接触理论计算了车轮的纵向蠕滑力, 并与采用稳态滚动理论计算结果进行了对比, 使用频率响应的系统辨识法对纵向蠕滑力的波动分量进行了拟合, 在短波波磨等深度指数条件下, 用波长比的二阶传递函数描述了轮轨纵向蠕滑力的波动分量与稳态理论波动分量之间的关系, 使用传递函数, 由稳态纵向蠕滑力的波动分量计算了非稳态纵向蠕滑力的波动分量, 进而计算了非稳态的纵向蠕滑力。计算结果表明: 在小蠕滑条件下, 由Kalker三维滚动接触理论计算出的纵向蠕滑力的波动分量随着波长比的变化产生明显的幅值衰减和相位滞后, 波长比越大, 幅值衰减越大, 相位滞后越多, 而稳态滚动理论的计算结果与波长比无关。由传递函数和Kalker数值理论计算的纵向蠕滑力的时域波形、频域幅值谱和相位谱相同。     

组合载荷作用下动车牵引电机转子系统弯扭耦合振动特性

为了研究组合载荷作用下动车组用牵引电机转子弯扭振动机理和识别典型故障特征, 依据动车牵引电机结构特点, 将其转子结构离散化为集总质量盘轴系统, 得到了电机转子系统的10自由度弯扭力学模型; 考虑定转子静动气隙偏心引起的不平衡磁拉力、转子质量偏心引起的机械不平衡力、转子重力以及电机驱动转矩和负载转矩等径向和扭转载荷作用, 利用拉格朗日方程法建立了牵引电机转子系统弯扭耦合运动微分方程; 基于Runge-Kutta法求解和分析了不同组合载荷工况作用下的转子系统弯扭振动特性。分析结果表明: 由转子质量偏心造成的系统弯扭自由度耦合关系, 使得牵引电机转子系统的弯扭振动特性受到转子径向和扭转载荷的共同影响, 且影响规律符合转子质量偏心耦合规律; 在全部径向和扭转载荷作用下, 牵引电机转子的径向振动包含零频、转频、二倍转频、弯振固有频率、二倍供电频、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率与转频组合等频率成分, 其中转频成分对应的弯振幅值最大, 而脉动转矩频率与转频的组合频率的振幅非常小, 说明脉动转矩对牵引电机转子径向振动的贡献并不明显; 在全部载荷作用下牵引电机转子的扭转振动包含转频、二倍转频、弯振固有频率与转频组合、二倍供电频与转频组合、脉动转矩频率等频率成分, 其中脉动转矩频率成分对应的扭振幅值最大, 其次由重力和不平衡磁拉力引起的转频成分对应的扭振幅值也较大, 且基本具有同一数量级, 表明它们对扭振的贡献均不能忽略。     

翻新轮胎承载变形特性

在考虑翻新轮胎主体结构及多元复合材料结合性能基础上, 应用复合材料层合结构和有限元大变形理论, 构建了11R22.5载重车辆翻新轮胎的力学模型、几何模型及有限元模型, 通过轮胎承载性能试验, 对翻新轮胎的承载变形特性进行了仿真分析和试验研究, 并与同品牌、同型号新轮胎进行了对比分析。根据翻新轮胎承载变形特性变化规律, 修正了翻新子午线轮胎变形理论计算公式。分析结果表明: 当充气压力一定时, 随着载荷的增大, 载重车辆翻新轮胎径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均增大, 变形规律近似线性, 而径向刚度变化不大; 当载荷一定时, 随着充气压力的增大, 其径向变形、侧向变形、接地长度及接地面积均减小, 而径向刚度逐渐增大。研究得出翻新轮胎胎体弹性模量较新轮胎胎体大, 且两者之差越大, 说明翻新轮胎的胎体老化程度越高, 其剩余使用寿命越低, 据此可有利于对翻新轮胎胎体老化程度进行预测。     

柴油与LPG/柴油双燃料喷雾特性的对比

采用高分辨率数码照相机对柴油与LPG/柴油混合喷雾特性进行了对比研究。结果表明, 随着LPG掺混比的增大, 喷雾油滴的平均直径减小, 油滴尺寸数目分布曲线向小颗粒方向偏移, 小颗粒油滴数目增多, 雾化质量提高, 使发动机碳烟排放大幅度降低; 大颗粒油滴尺寸变化不大, 小颗粒油滴尺寸变小, 相对尺寸范围和发散边界扩大。随着喷雾贯穿距离的增大, 柴油油滴的粒度增大; 混合燃料的油滴尺寸的数目分布向小颗粒偏移, 累积容积油滴直径则增大; 相对尺寸范围和发散边界呈减小趋势, 油滴容积分布在较大油滴的范围内渐趋均匀; 喷射距离较长, 油束射程总是等于油束到达燃烧室壁面的最大距离。     

基于时序融合的自动驾驶多任务感知算法

采用连续图像帧作为输入,挖掘连续图像帧之间的时序关联信息,构建一种融合时序信息的多任务联合驾驶环境视觉感知算法,通过多任务监督联合优化,实现交通参与目标的快速检测,同时获取可通行区域信息;采用ResNet50作为骨干网络,在骨干网络中构建级联特征融合模块,捕捉不同图像帧之间的非局部远程依赖关系,将高分辨率图像通过卷积下采样处理,加速不同图像帧的特征提取过程,平衡算法的精度和速度;在不同的图像帧中,为了消除由于物体运动产生的空间位移对特征融合的影响,且考虑不同图像帧的非局部关联信息,构建时序特征融合模块分别对不同图像帧对应的特征图进行时序对齐与匹配,形成融合全局特征;基于共享参数的骨干网络,利用生成关键点热图的方法对道路中的行人、车辆和交通信号灯的位置进行检测,并利用语义分割子网络为自动驾驶汽车提供道路可行驶区域信息。研究结果表明：提出的感知算法以多帧图像代替单一帧图像作为输入,利用了多帧图像的序列特性,级联特征融合模块通过下采样使得计算复杂度降低为原来的1/16,与CornerNet、ICNet等其他主流模型相比,算法检测精确率平均提升了6%,分割性能平均提升了5%,并保持了每秒12帧图像的处理速度,在检测与分割速度和精度上具有明显优势。