半挂汽车列车高速变道稳定域估计

为改善传统稳定域在评价铰接列车非稳态转向稳定性方面的不足, 提出了一种适用于半挂汽车列车的高速变道稳定域的估计方法; 建立了包含Pacejka魔术公式的半挂汽车列车四自由度非线性动力学模型, 通过半挂汽车列车高速变道的仿真和实车试验对比验证了所建模型的有效性; 在构建车辆系统Jacobian矩阵的基础上, 应用特征根法分析了车辆在高速阶跃转向和正弦转向2种情况下的稳定性; 基于Lyapunov稳定性定理, 通过构建Lyapunov能量函数, 分析了车辆极限状态时的系统能量与能量变化阈值, 获得了车辆高速变道稳定域, 并利用半挂汽车列车30m·s^-1变道试验验证稳定域。分析结果表明: 高速变道过程中车辆系统Jacobian矩阵特征根大于0, 但最终收敛至小于0, 系统仍可保持稳定; 车辆高速变道稳定域为近似凹形曲面, 能量越接近中心区的低点, 车辆系统越稳定, 而一旦接近甚至超过能量阈值, 车辆系统将临近或发生失稳; 在半挂汽车列车30m·s^-1变道试验中, 当Lyapunov能量接近阈值3.863 6J时, 车辆系统处于临近失稳状态。可见, 确定的半挂汽车列车高速变道稳定域, 能够较好地表征车辆系统在高速瞬态连续转向状态下的稳定性, 可为半挂汽车列车操纵稳定性评价和控制提供有益参考。     

海洋环境中复合桩基水平方向波浪荷载研究

为研究承台淹没深度及波浪入射角对桩-承台复合基础水平方向波浪荷载的影响,以平潭海峡公铁两用大桥某复合基础为研究对象,通过求解RANS方程（Reynolds-averaged Navier-Stokes equation）和k-ε湍流模型,借助FLOW-3D软件建立了波浪与复合基础相互作用的三维数值模型.研究了承台淹没深度及波浪入射角对复合基础水平方向波浪荷载的影响,并给出了不同波浪入射角下复合基础水平方向波浪荷载幅值随承台淹没深度的变化曲线.研究结果表明:承台位于波峰与波谷之间时,复合基础所受波浪荷载较大,承台淹没深度为1倍承台高度时波浪荷载达到峰值;当波浪入射角定义为承台长轴线与波浪传播方向之间夹角时,复合基础所受波浪荷载随着波浪入射角增大,当波浪入射角达到90°时,波浪荷载最大,其值约为波浪入射角为0°时的1.4倍左右.      

千米级混合梁斜拉桥双目标控制施工监控体系

为确保千米级混合梁斜拉桥施工监控的高效性、高精度以及安全性,以鄂东大桥为背景,通过理论分析、有限元数值计算,在充分考虑结构非线性效应,并结合现场实际及工程面临问题的基础上,开展了特大跨度混合梁斜拉桥施工监控理念、监控方法及监控内容研究,构建了适用于该复杂结构的监控体系.首先,根据千米级混合梁斜拉桥施工控制特点及面临的问题和挑战,基于几何控制理论,构建了双目标监控体系;其次,根据双目标控制系统关键问题,重点针对初始无应力状态量的确定、关键构件计算分析、制造浇筑及安装控制、施工期安全稳定等问题进行深入研究,得到了其计算分析及安装控制方法;最后,利用建立的监控体系,对鄂东桥进行了全过程控制.研究结果表明:采用的监控系统,制造阶段误差梁顶最大为16 mm,轴线误差2.7 mm,累计梁长误差10.8 mm;非线性稳定安全系数最小2.5,满足要求;边跨混凝土线形最大误差11 mm,中跨钢箱梁最大误差157 mm;塔偏相对误差为L/12 434,混凝土梁单根拉索索力最大误差为4.50%,钢梁索力最大为6.30%,全桥应力合理,监控各项指标均满足规范要求.      

交互危险行为对双责事故严重程度的影响分析

为了明确交互危险驾驶行为与双责事故严重程度的关系,从驾驶行为方面有效减轻双责事故的危害后果,结合双责事故的特点及各统计分析模型的适用性,采用广义有序logit模型鉴别各种危险驾驶行为交互作用对双责事故受伤严重程度的影响作用,并分析危险驾驶行为对不同等级受伤严重程度的影响规律以及影响机理.研究结果表明:双方驾驶员均偏离车道、双方均分心驾驶、一方超速另一方让行失败、一方超速另一方鲁莽驾驶以及一方违反交通规则另一方让行失败的交互危险行为会显著增加事故严重程度.根据分析结果,提出应对驾驶员做好宣传教育工作促使其养成良好的驾驶行为习惯,并结合超速监测系统、电子执法系统等技术手段加强对危险驾驶行为的监控.      

高速铁路施工进度数据图形化处理方法

为解决传统铁路建设管理中进度数据采集标准化低、过程复杂和数据粒度粗等问题,提出了一种图形化施工进度数据处理方法.首先,采用面向对象的方法对工点进行工程分解,从施工图中自动提取出设计参数;然后,利用Web GIS技术设计开发图形化的施工进度数据采集系统,实现了进度数据的图形化填报与审核;最后,通过对进度数据进行统计分析,实现了进度数据驱动工点BIM模型进行三维形象进度展示,并生成进度统计与预警报表.以阳大铁路工程为例开展试验研究,研究结果表明:图形化的施工进度数据很好地满足了工程承包、施工、监理和业主等单位对高铁建设进行协同管理的需要,显著提高了工程施工进度管理水平和效率,节省进度统计分析工作量70%.      

液罐车液体侧向晃动多质量椭圆规摆模型

为深入研究液罐车整车侧向动力学行为, 探讨了椭圆形(圆形) 截面罐体等效机械液体侧向晃动模型; 基于计算流体动力学(CFD) 软件FLUENT, 评价了椭圆规摆(TP) 模型的预测精度, 分析了充液比、罐体截面椭圆率和激励频率对模型预测精度的影响; 提出了广义多质量TP模型, 通过合理分配液摆各部分质量及其间距来适应罐体截面椭圆率和充液比的变化; 基于Lagrange方法推导了广义多质量TP模型动力学方程, 给出了双质量TP (DMTP) 模型的质量比和质量间距参数的获取方法和拟合表达式, 并采用CFD方法评价了DMTP模型的预测精度。分析结果表明: 由TP模型得到的晃动力矩总体较CFD方法的小, 随着充液比和激励频率的增加, 预测误差变大, 充液比由30%增加到80%时, 峰值晃动力矩预测误差由15%增加到65%左右, 这主要是由于TP模型是在液体小初始倾斜角自由晃动条件下拟合所得, 当充液比和晃动频率较高时, 液摆的摆臂长度和参与晃动的液体质量都小于实际情况; DMTP模型在大部分充液比、罐体截面椭圆率和激励频率条件下都有相对稳定且较高的预测精度, 激励频率分别为0.2、0.3Hz时, DMTP模型的最大晃动力矩预测均方根误差均值和标准差分别比TP模型小54.2%、43.9%和45.1%、31.2%, 预测精度较TP模型有明显提高, 特别是能够较好地弥补TP模型在高充液比时预测误差较大的不足。     

基于信息理论的交通信息量度量

针对语音信息缺乏量化和指路标志信息度量未反应实际出行条件下路网规模的影响作用问题,引入信息理论,构建语音信息量度量模型和图像信息量度量模型. 设计包含23组不同信息量的实验路网,测定不同信息量下的驾驶员反应时间. 研究结果显示:交通信息总量为52.22、57.90 bit时,出现反应时间的区域峰值;信息总量在50.74～57.38 bit区间段时,利于驾驶员对交通信息的认知且不产生信息量过载的现象;标志信息量为45.1、49.7 bit时,语音信息量位于5.12～10.24 bit区间利于降低驾驶员反应时间;语音信息量为5.12 bit时,标志信息位于49.70～54.30 bit区间利于提高驾驶员对交通状况认知.      

基于多目标优化的物流服务组合研究

为了发展铁路货运组织改革提出的门到门的全程物流服务,达到更及时有效地响应货运客户日益多样化、个性化的物流需求的目的. 针对物流服务的特点,构建物流Web服务组合模型,采用Web服务组合技术将物流服务提供商提供的物流服务进行实时、动态的组合,并将组合问题转化为求解多目标优化问题,提出了改进的NSGA-Ⅱ （non-dominated sorting in genetic algorithm-Ⅱ）算法. 首先考虑了物流业务流程中物流服务的逻辑关系以及由于物流服务提供商联盟而产生的物流服务联合关系,设计了隐含逻辑关系和联合关系的染色体编码方式和遗传因子;其次,将实际铁路物流服务中客户的QoS （quality of service）属性需求作为组合服务的目标函数的惩罚函数,有效避免组合服务重计划问题,促使染色体向满足约束的方向进化;最后对算法进行实验仿真,结果表明算法解决物流服务组合问题的有效性与可行性,某次实际铁路物流服务选择的具体服务与组合服务的QoS属性都符合客户要求,组合服务从三个目标角度来看都是非劣的,而在物流任务与候选服务增加的情况下,算法运行时间满足实际需要. 并且较于NSGA-Ⅱ算法,考虑了物流服务提供商的联盟需求,得到满足客户物流服务需求的Pareto解在Pareto解集中所占比例达到100%,即得到了质量更优的物流服务组合方案.      

热处理对增材制造贝氏体钢组织及性能的影响

针对金属电弧增材制造过程热循环在线控制困难,导致成形组织不均、力学性能低下的问题,以辙叉用贝氏体钢为成形材料,研究了不同整体后热处理工艺对其电弧增材制造试样组织及性能的影响,并对热处理工艺进行了优化.研究结果表明:去应力退火后的电弧增材制造试样力学性能较差,且存在各向异性,经290 ℃等温淬火与280 ℃回火处理后,试样微观组织由回火索氏体转变为下贝氏体+回火马氏体,抗拉强度提升39%,屈服强度提升61%,断后延伸率提升29%,冲击韧性提升17%,硬度提升20%,且各向异性特征大大缓解,材料组织趋于均匀.      

基于改进BP算法的混凝土热学参数反演与预测

针对实验室测得混凝土热学参数结果的随机性和施工现场环境的差异性,提出了基于改进BP算法的大体积混凝土热学参数反分析方法.以太洪长江大桥南岸隧道锚大体积混凝土施工为工程实例,反演了绝热温升、反应速率、导热系数及表面散热系数,采用反演分析得到热学参数进行温度场预测并用于指导施工.研究结果表明:采用均匀设计方法确定热学参数减...