Vehicle response-based track geometry assessment using multi-body simulation

The assessment of the geometry of railway tracks is an indispensable requirement for safe rail traffic. Defects which represent a risk for the safety of the train have to be identified and the necessary measures taken. According to current standards, amplitude thresholds are applied to the track geometry parameters measured by recording cars. This geometry-based assessment has proved its value but suffers from the low correlation between the geometry parameters and the vehicle reactions. Experience shows that some defects leading to critical vehicle reactions are underestimated by this approach. The use of vehicle responses in the track geometry assessment process allows identifying critical defects and improving the maintenance operations. This work presents a vehicle response-based assessment method using multi-body simulation. The choice of the relevant operation conditions and the estimation of the simulation uncertainty are outlined. The defects are identified from exceedances of track geometry and vehicle response parameters. They are then classified using clustering methods and the correlation with vehicle response is analysed. The use of vehicle responses allows the detection of critical defects which are not identified from geometry parameters.     

郑万高铁隧道大型机械化施工支护优化

为解决郑万高铁大断面隧道建造过程中初期支护、二次衬砌、超前支护等支护结构安全储备较大、支护不经济的问题,以郑万高铁湖北段大断面隧道工程为依托,基于通用设计图A开展支护结构应力应变现场测试,对测试数据进行分析,并据此提出支护参数优化方案。采用现场实测和荷载-结构有限元方法对优化方案进行检算,最终确定优化设计图B,并进行现场应用。结果表明： 支护结构整体处于安全状态,优化方案合理可行。该支护优化方案不仅可以有效保证大断面隧道的安全性和稳定性,而且能降低成本,提高材料利用率,减少现场作业人员的劳动量。     

集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命管理系统研究

为解决在盾构隧道工程中,地理信息系统（GIS）标准缺失和建筑信息模型（BIM）分析功能薄弱的问题,在分析GIS的数据管理和BIM的数据标准基础上,建立集成GIS/BIM的盾构隧道全寿命期管理系统。首先,概括总结系统采用的技术路线; 其次,基于IFC标准扩展统一的盾构隧道信息模型,涵盖盾构隧道地质、结构、线路、施工、监测和病害等数据; 然后,介绍系统信息的关联,包括隧道编码、GIS和BIM的集成方案; 最后,以上海地铁盾构隧道为依托,描述系统在工程全寿命期的应用,包括隧道地质勘察、结构设计、运营监测和养护维护等阶段。该系统制定了统一信息模型,方便数据交换和管理,在信息模型基础上实现了信息可视化与不同分析功能,提高了盾构隧道的全寿命数字化管理水平。     

一种模拟发震断层动力特性的隧道地震试验方法

为模拟隧道在发震断层中的近场动力响应和破坏机制,提出一种模拟长大隧道穿越活动断层动力响应的新型模型试验装置,并设计一种通过改变试验平台底部组合弹簧参数来改变模型箱振动特性的试验方法。该试验装置不仅能解决传统试验方法中受迫振动的问题,而且能模拟断层错动引起地层位移由发震断层位置向远端逐渐减小的过程,进而模拟穿越活动断层时长大隧道断层段到非断层段沿纵向的振动特性变化。该方法通过改变组合弹簧中单个弹簧单元的刚度系数和弹簧单元的个数等,可改变试验箱中断层在断层错动发生时的振动频率和错动位移,进而得到振动频率-组合弹簧刚度和错动位移-组合弹簧刚度的回归公式,可通过前期试验得到的回归公式来设置相应的组合弹簧形式,对后续试验中多种不同振动频率和错动位移的试验工况进行模拟。     

基于Richards-BP模型的地表沉降特征预测模型研究

地下开采引起的地表沉降大致呈S形发展,最终趋于稳定状态,这能够运用生长曲线Richards函数进行预测分析。同时,又因为测量和外界存在不确定性和随机性,使得地表沉降也具有动态的特征。针对地下岩矿开采矿区地表沉降曲线与Richards预测模型曲线的相似性,分析了Richards模型在地表沉降预测中的适用性,提出通过Richards生长曲线模型预测矿区地表沉降的趋势性变形部分,利用BP神经网络模型降低地表沉降的随机性影响部分,提高模型预测效果。计算结果证明了其在地表沉降预测中的适用性和可行性。     

一种基于方向关系的空间查询算法

利用锥形模型和四叉树索引,提出一种基于方向关系的空间查询算法,其主要步骤包括:首先,借助锥形模型和四叉树索引快速查找其最小投影矩形(MBR:minimum bounding rectangle)符合给定方向关系的空间对象,构成候选集;然后,从候选集中删除不符合给定方向关系的空间对象,得到结果集.使用C#语言对提出的算法进行了编程实现,并采用不同几何类型的空间数据对其进行了实验.实验结果表明该算法能够对空间数据进行高效地查询,较好地满足了实际应用的需求.     

基于CML的多重边复杂公交线路网络相继故障研究

为给城市公交系统的规划、建设和管理优化提供决策依据,在现有公交网络模型的基础 上,以常规公交线路为网络的节点,公交线路间的若干个公共停靠站点为连边,建立了基于耦合 映像格子的多重边复杂公交线路网络模型,基于该模型研究了多重边复杂公交线路网络的相继故 障问题。通过Matlab 数值仿真技术,详细分析了扰动幅值和耦合强度对网络相继故障的影响。研 究结果表明：蓄意攻击多重边复杂公交线路网络中度最大的节点最容易造成网络全局故障;另 外,耦合强度和扰动幅值越大,多重边复杂公交线路网络越容易发生相继故障。     

Reliability Analysis of Excavator Rectifier Feedback System with Multi-State Components Based on Belief Universal Generating Function Method

In view of the complexity and uncertainty of system, both the state performances and state probabilities of multi-state components can be expressed by interval numbers. The belief function theory is used to characterize the uncertainty caused by various factors. A modified Markov model is proposed to obtain the state probabilities of components at any given moment and subsequently the mass function is used to represent the precise belief degree of state probabilities. Based on the primary studies of universal generating function(UGF)method, a belief UGF(BUGF) method is utilized to analyze the reliability and the uncertainty of excavator rectifier feedback system. This paper provides an available method to evaluate the reliability of multi-state systems(MSSs) with interval state performances and state probabilities, and also avoid the interval expansion problem.     

连接片阻值对电动汽车用动力电池性能的影响

鉴于单体电池间连接片的阻值和极柱的位置影响单节电池的性能,基于Matlab/Simscape开发了单体电池模型,并利用此模型和以电阻模拟的连接片构建了单节电池模型,仿真分析了连接片阻值对单节电池性能的影响。结果表明,连接片的存在使与极柱相连的单体电池最先达到电池管理系统设定的放电截止电压,以致影响电池的性能;与极柱相连的单体电池的率先老化导致与其相邻的单体电池出现过放电的现象,影响单节电池的安全性。最后,设定各单体电池SOC间最大偏差为0.05,对不同并联电池数目的单节电池进行仿真,得出连接片与电池欧姆内阻阻值的合理比例。     

水泥混凝土路面的温度梯度日极值预估

温度梯度的大小受外界环境如气温、辐射、风雨等因素的影响较为显著,基于大同、宁波、广州三个气象观测站近一年的气象、路面温度等数据的采集分析,引入前一日的太阳辐射数据(Q-1)作为预估模型的参数,提高了前人基于气象参数对水泥混凝土路面日温度梯度最大值的预估模型的精度;采用路面表层温度这一较容易获取的温度数据(包括路表日最高温度Ts,max与路表日最低温度Ts,min)对标准厚度路面的日最大温度梯度进行预估的模型;引进路面温度梯度日振幅ΔTg这一概念,提出路面日温度梯度最小值与日温度梯度最大值之间的指数关系。