飞行汽车的研究发展与关键技术

飞行汽车作为面向城市空中交通和未来出行的新型交通工具,正日益受到汽车和航空领域的重视,成为汽车和航空技术与产业跨界融合的重要发展趋势。该文介绍了飞行汽车的内涵及城市空中交通(UAM)概念的兴起,阐述了飞行汽车早期梦想的探索历程、面向城市空中交通的研究现状,以及未来将在全新智慧出行交通体系下实现大众化汽车“飞”起来的发展趋势;论述了飞行汽车发展的高功率密度电动推进、高升阻比轻质车体和低空飞行智能驾驶等主要性能瓶颈和关键技术;提出了中国飞行汽车的阶段性发展目标和构建汽车与航空跨界融合技术创新体系,以及重点推动城市空中交通和应急救援等领域示范应用的发展建议。     

长寿柔性基层沥青路面的极限应变

长寿柔性路面设计通常采用沥青层底极限拉应变和土基顶部极限压应变作为控制指标。现阶段极限应变指标参照室内试验结果确定,且数值相对固定。而现场路面结构层应变响应值受结构厚度、荷载、环境作用（温度及老化）等因素的影响,在服役过程中不断演化。以2条服役超过35年的柔性路面结构（屯门公路与吐露港公路）为基础,分析了不同服役阶段路面结构层在不同荷载、环境作用下的极限应变响应,探讨了柔性路面极限应变的大概范围。研究结果表明：在初始服役状态下,屯门公路高温状态下沥青层底的极限拉应变为376×10^-6,土基顶部极限压应变为562×10^-6;低温状态下上述极限应变分别降为87×10^-6,249×10^-6;吐露港公路高温状态下沥青层底、土基顶部极限应变分别为149×10^-6,324×10^-6,低温状态下上述应变分别降为50×10^-6,156×10^-6。在经过长期服役后,老化状态下2类路面沥青层底拉应变及土基顶部压应变均大幅降低。屯门公路在使用36年后,某些路段出现零星的疲劳破坏,而吐露港公路则没有发现疲劳破坏。极限应变计算结果表明,路面关键位置的应变受荷载、沥青层厚度、温度和沥青层老化状态等多因素的影响。因此,在进行长寿柔性基层路面设计中,荷载、沥青层厚度、温度及沥青层老化状态等因素都应该考虑在内。     

大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性研究

以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台引起的管片损伤。以深圳妈湾跨海通道为依托,基于材料塑性损伤本构,考虑管片接缝细部构造,根据相关管片环缝剪切原型试验对接缝抗剪数值模拟方法的有效性进行验证。随后,利用数值模拟研究了环向接缝顺剪、逆剪和切向剪切时的错台现象和破坏特征,分析了斜螺栓、凹凸榫对环缝抗剪特性的影响,为大直径盾构隧道环缝结构的抗浮设计和安全评价提供依据。研究表明:环缝剪切错台数值计算结果与试验结果吻合良好,能够有效揭示接缝剪切过程中结构的变形特点和损伤特性;环缝接缝的剪切错台过程较为复杂,呈阶段性特征,螺栓和凹凸榫的受力状态是决定接缝抗剪特性的关键因素;凹凸榫能显著提高接缝抗剪刚度和承载力,但也带来接缝应力集中和张开过大等问题,设计和施工过程中需充分考虑接缝刚度和变形的适应性;基于环缝错台损伤分析,提出了环缝变形的三级安全评价指标,大直径盾构隧道接缝变形必须控制在Ⅱ级以内,以保证隧道的结构安全和正常使用性能。     

高速公路施工区自动车辆行驶轨迹优化方法

为改善高速公路施工区路段车辆运行状态,建立了一种集合优化换道比例和可变跟车时距的换道控制策略.通过引入交通运行效率和冲突风险目标函数并进行在线求解,从而对施工区车辆行驶轨迹进行优化,提高了车辆的平顺性.在网联自动车环境下,以施工区上游路段车辆平均速度为目标函数,借助遗传算法遍历交通流状态集合,求解换道比例,以此调整施工区上游车辆分布.以施工区汇入路段车辆交通效率和冲突风险为可变跟车时距模型的目标函数,调用CPLEX/Matlab求解器得到汇入路段可变跟车时距.为了在线计算和可视化建立了Matlab/Vissim_COM的仿真平台,通过Matlab编程技术以单步仿真的方式提取Vissim车辆信息,将CPLEX求解器和Vissim的封装环境以函数调用的方式与遗传算法结合,对车辆信息进行优化计算和参数反馈.在总仿真次数达到400次时,模型控制得到最优.结果表明,与未实施控制相比,在最优控制中,当仿真时长达到800 s时,每条车道交通量输入达到700 veh/h,优化效果较为明显,即全局车辆在汇入路段"曝光"次数减少,车辆行驶轨迹变的"平滑",全局运行速度提高了48%,速度标准差的变化幅度降低,全局车辆的速度离散性得到改善,以后侵入时间表征冲突风险,冲突次数降低了39%,高速公路施工区车辆运行状态得到了改善.     

基于复杂网络的区域水上交通关键船舶识别方法

为研究区域内船舶行为对交通状况的影响,研究了基于复杂网络的关键船舶识别方法.将水域中的船舶看作为复杂网络中的节点,根据船舶间的行为交互关系构建区域面向船舶行为分析的复杂网络;并结合复杂网络的节点中心性指标构建节点综合重要度评价模型;通过节点综合重要度评估结果,对网络中的节点进行节点重要度排序,识别网络中的关键节点.对比度节点中心性识别关键节点方法,实验结果表明,2种方法的分析结果中节点排序结果相同的节点数占节点总数的比例达到77.8%,但节点综合重要度评价方法对各指标进行权重配比,充分考虑了各指标对关键节点识别结果的影响,能有效识别区域关键船舶.     

电子差速系统轮胎附着特性模拟仿真研究

电子差速系统相对于传统的机械式差速器可以实现转矩的精准分配,根据轮胎的纵向运动特性以及侧向运动特性,结合轮胎滑移率让内外侧车轮在过弯时拥有足够的附着力,减小整车的横摆角速度,提高过弯稳定性。采用后轮双电机的驱动方案,驱动电机采用直接转矩控制的方法,由整车控制器将指定的计算转矩信号发送给电机控制器完成动力分配,所需转矩根据驾驶员的加速踏板及方向盘转角,运用阿克曼转向模型计算得到。     

内蒙古地区桥梁养护信息化管理系统研发

随着内蒙古全公路网的逐年完善,相对应需要养护的桥梁也在按照一定的数量增加,使桥梁管养部门的工作日趋繁重,桥梁养护所需资金不断增加。将计算机信息处理技术运用于桥梁管理工以此实现减轻相关部门工作量和达到节约养护资金的目的,项目组开发了桥梁养护管理系统即BMS(Bridge Management System)。本项目研发的桥梁养护管理系统主要功能包括记录高路公司所辖路段桥梁基本信息的信息库,通过桥梁信息系统的WEB端配套的手机APP端实现桥梁的巡查,将巡查信息上传到信息系统,在桥梁信息库的基础上实现桥梁自动预警,桥梁信息系统可以根据桥梁检测情况对桥梁进行技术状况评定,并根据桥梁技术状况信息系统给出合理的养护方案。桥梁养护管理系统建设中采用的主要技术,如全球唯一标识、面向对象的编程、双缓冲、数据更新等技术和数据通信技术,这些技术已经成熟,采用这些技术可以确保建立的桥梁养护系统更加的先进和适用。     

纯电动商用车异质队列的多目标控制

队列行驶的研究能有效解决商用车货运安全、能耗浪费和环境污染等问题,但现有研究多基于单一跟车目标控制的匀质队列,这在货运场景中无法达到很好的控制效果。本文中构造了纯电动异质商用车队列,为其设计了分布式非线性模型预测控制器。根据道路环境信息和车辆跟车、安全、舒适和节能等特性,分别建立了领航车和跟随车的控制器模型,实现异质队列的多目标控制。为验证所提出控制方法的有效性,由5辆动力学特性相异的商用车组成队列,并搭建了控制仿真平台进行Trucksim/Simulink联合仿真。结果表明,本文中提出的控制算法能有效实现异质商用车队列的多目标控制,与PID定速巡航控制相比,能耗可降低5.3%以上。     

地聚物注浆加固技术在广州机场高速公路的应用

采用地聚物注浆加固技术在广州机场高速公路中对沥青路面基层病害进行了处治。通过该项技术,控制了地基的不均匀沉降,提高了地基承载力,有效地解决了路面平整度降低等问题。该技术在广州机场高速公路的实践证明了地聚物注浆加固技术具有施工对行车干扰小、质量容易保证等特点,值得推广应用,亦为今后类似工程提供了借鉴。     

智能停车库建设和信息化管控的研究

汽车的停放给城市文明建设带来一大难题,解决城市停车难,在有限的地下空间内开发建设地下停车库成为城市建设新的热点。通过介绍国内外地下智能停车库开发情况,分析探讨了地下停车库开发的制约条件,以及研究了如何结合信息化管控技术应用,最后针对问题关键提出了思考与建议,以达到指导实践的目的。