基于粒子群-遗传优化算法的船舶避碰决策

为能在开阔水域中提升船舶驾驶员在多船会遇场景下的避碰决策能力,按照国际海上避碰规则(Convention on the International Regulations for Prerenting Collisions at Sea,COLREGs)的要求,综合考虑船舶航行的安全性与经济性,提出一种基于粒子群-遗传(Partide Swam Optimization-Genetic Algorithm,PSO-GA)的混合优化避碰决策算法。基于最近会遇距离(Distance of Close Point of Approaching,dCPA)和最近会遇时间(Time to Close Point of Approaching,tCPA)确定船舶碰撞危险度(Collision Risk Index,ICR)的计算方法,基于转向幅度与航行时间建立避碰决策目标函数。基于PSO-GA算法具有提高收敛精度和加速全局寻优的特点,当ICR≥0.5时,启动PSO-GA算法,获得让路船舶在全局范围内的最佳转向幅度和在新航向上的航行时间。仿真结果表明:与单独使用PSO或GA算法相比,PSO-GA算法能够以较少的迭代次数找到安全经济避碰航线。提出的避碰决策算法能够为船舶驾驶人员在避碰决策中提供参考,有助于提升船舶航行的安全性和降低船舶碰撞事故发生的风险。     

现代有轨电车车辆独立轮对与传统轮对曲线导向能力分界点计算

采用单轮对纯滚线判别法与整车动力学仿真方法,对现代有轨电车低地板列车采用的传统轮对与独立轮对的曲线导向性能分界点进行深入研究,为轮对选取与导向控制提供参考。从纯滚线角度分析,传统轮对曲线通过时趋向于纯滚线运动,独立轮对基本处于轮对最大横移位置,典型踏面下对应区域的线路曲线半径100~200 m为性能分界点。建立全传统轮对与全独立轮对的五模块现代有轨电车列车模型进行分析,典型踏面下各项指标结果同样表明两种轮对的性能分界点为线路曲线半径100~200 m区域。     

基于Ls-dyna的船舶与码头碰撞动力特性仿真分析

运用非线性显式有限元的方法,分析船-码头碰撞的全过程,探讨碰撞部位对船舶动力特性的影响规律,揭示船-码头碰撞过程中船体构件的受损情况,预报碰撞力及变性能的时程变化规律。研究表明:船舶与码头发生首碰、尾碰时,船舶主要受力构件、受力特点明显不同,主要受力构件的应力分布特点是分布面积小,维持时间长,应力数值大;次要受力构件的应力分布特点是分布面积大,维持时间较短,应力数值小性。船舶与码头碰撞过程中伴有船舶的凹陷及船体外板的运动,在实际工程中应当给予足够的重视。     

基于关联规则挖掘的铁路超限超重货物运输路径决策方法

路径决策问题是铁路超限超重货物运输组织的核心.以总成本最小为目标函数,构造超限超重货物运输路径决策模型;通过分界口、伪分界口将铁路超限超重货物运输路网划分成若干子网络,提出运输路径历史数据预处理方法;采用模糊分割的理念,设计路径数据泛化规则,创建路径频繁序列,挖掘超限超重货物运输路径模糊多层次关联规则;在此基础上,设计目标实例与历史案例的相似度计算方法,提出超限超重货物运输路径实例匹配决策算法,得到最优路径集合.实例表明:所提出的方法能高效合理地挖掘历史运输路径信息,制定路径决策方案,能够为铁路超限超重货物运输路径决策提供技术和数据支撑.     

服役转臂节点刚度对运营车辆动力学影响研究

运用SIMPACK软件建立CRH3型高速动车组模型,结合试验获得服役120万km转臂节点刚度变化范围,在考虑2种抗蛇行减振器、3种磨耗踏面与3种钢轨廓形匹配的实际运营工况下,仿真分析服役转臂节点刚度变化对车辆动力学性能的影响。结果表明:120万km服役转臂节点纵向刚度分布范围为90~150 MN/m,主要变化率在-10%~0%之间。在服役转臂节点刚度变化范围内,增大转臂节点纵向刚度可以降低车辆非线性临界速度及运行平稳性,并增大轮轨磨耗,其影响程度与轮轨匹配关系以及抗蛇行减振器种类关系紧密。为保证车辆运行稳定性及平稳性,建议避免使用60N(min-wear)钢轨,适当减小转臂节点刚度以及使用T60抗蛇行减振器。     

桥墩温度梯度对桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道纵向力的影响

针对桥墩温度梯度引起的桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向附加力与变形, 以梁-板-轨相互作用原理和有限元法为基础, 建立了多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型, 详细考虑了钢轨、轨道板、CA砂浆、底座板及桥梁等主要结构和细部结构的空间尺寸与力学属性; 采用单位荷载法计算了桥墩纵向温差作用引起的墩顶纵向位移, 分析了墩顶位移影响下桥上无砟轨道无缝线路纵向力与位移的分布规律。分析结果表明: 当各墩顶发生均匀位移时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分布规律及其最大值一致, 且随着墩顶均匀位移的增加而线性增大, 轨板相对位移峰值均出现在两侧桥台、台后锚固结构末端以及第2跨和最后一跨固定支座墩顶处; 当墩顶均匀位移为5 mm时, 多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上钢轨最大纵向力分别为79.62和79.54 kN, 最大纵向位移分别为4.94和4.91 mm, 轨板最大相对位移均为0.23 mm; 当各墩顶发生不均匀位移时, 钢轨纵向力及轨板相对位移均在邻墩位移存在差异处发生突变, 多跨简支梁桥上固结机构纵向受力大于大跨连续梁桥; 对于高墩桥梁, 需重点关注相邻墩身高差最大处的轨板相对位移、底座板与桥梁相对位移及固结机构的纵向受力。      

富春江船闸扩建改造工程闸、阀门液压启闭机设计特点

富春江船闸是我国首座保留原有船闸建筑物， 在其下游新建一座Ⅳ级标准船闸的碍航船闸的扩建改造工程， 通过对老船闸的加固及改造利用， 老船闸作为新建船闸的引航道， 同时作为新建船闸输水系统的组成部分。 最大设计水头差 20.21m， 经南科院水力模型试验表明， 充、 泄水阀门的开启方式决定老闸上闸首口门水跌和闸室水流流速的大小， 对船闸运行的安全性有很大的影响， 因此液压启闭机的设计必须按照闸、 阀门运行特性曲线的要求进行， 文章通过对电比例泵、 电比例阀及两位两通电磁换向阀回路在无级变速、 液压系统同步控制、 可靠性及经济型等方面进行充分比选， 得出电比例泵最适合通航闸、 阀门的运行要求。     

基于三方演化博弈的城市地铁盈利仿真分析

为改善城市地铁企业长期运营亏损现状,基于演化博弈理论,构建以政府部门、城市地铁企业及乘客为主体的三方演化博弈模型,研究地铁企业盈利模式构建过程中参与主体的策略选择及其博弈均衡,并对模型求解所得演化均衡策略进行数值仿真分析.结果表明:政府干预企业运营的处罚和补贴对政府策略演化有正向影响,政府补贴产生的影响更大;城市地铁企业受企业收益与损失的双重影响,但企业收益的影响会更显著;乘客选择认真监督的概率与其收到的反馈奖励和检举奖励呈正相关关系,且更加关注检举奖励.在此基础上,提出相应对策建议,对提高地铁企业自主发展能力有一定参考价值.     

考虑桩土相互作用的车-轨-桥系统地震响应分析

弄清桩土相互作用对车桥系统地震响应的影响对于研究地震引起的高速铁路桥上列车行车安全问题十分必要. 基于列车-轨道-桥梁耦合振动理论,采用Winkler地基梁模拟群桩基础并通过m法计算弹簧参数,建立了地震作用下的列车-轨道-桥梁-群桩耦合振动模型,并编制了仿真分析程序. 以某（88 + 168 + 88）m预应力混凝土连续刚构桥为例,分别建立了考虑桩土相互作用的群桩基础模型以及作为对比的刚性基础模型和弹性基础模型,通过输入3条典型地震波,计算对比了3种模型的耦合振动响应,研究了桩土相互作用的影响. 结果表明:地震作用下桩土相互作用对桥梁、轨道和列车子系统动力响应的影响横向大于竖向,且对桥梁、轨道子系统动力响应的影响大于列车子系统;对于本文的计算条件,不考虑桩土相互作用会使桥梁、轨道和列车子系统的动力响应偏小,其中列车的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力平均值分别偏小5.8%、8.6%和9.0%;桩土相互作用对列车行车安全性指标的影响不会随车速的变化而变化. 本文的研究成果可为震区高速铁路桥梁的抗震设计提供参考.