城市公交线路模态行驶工况构建研究——以西安市公交线路为例

模态行驶工况是公交车运行和排放的基础研究之一.从线路代表性和覆盖面角度出发,统计市区和市郊线路强度并排序,确定测试公交线路.采用GPS设备对测试线路公交车实际运行状态进行试验,提出以线路强度比为基础的线路耦合方法,以西安市为例建立样本数据库.基于参考模型设置优化变量,通过分析样本特征值确定模型目标函数和约束条件,采用多目标优化理论优化模型关键数据点参数,建立西安市区和市郊公交线路模态行驶工况.经工况验证可知,市区和市郊模态工况与验证样本的特征值误差分别为8.54% 和2.77%,比功率分布误差分别为0.37% 和0.78%.结果表明,建立的模态工况在数理分析和比功率分布2个维度均能更准确地反映西安市公交车实际运行状态和排放相关特征.     

考虑多方利益的P&R设施规模与费用优化研究

P&R(停车换乘)设施的规模与费用直接影响着网络整体表现与设施收益。本文考虑了通勤出行者、建设运营者、低碳减排三方利益,基于随机用户均衡理论,构建了多目标双层规划模型,以优化P&R设施规模与费用,并提出了求解pareto解集的方法。数值算例表明,解集中的一些方案能够明显减少碳排放,提高轨道交通分担率,决策者可以权衡出行者与建设运营者的利益,从中选择适当方案。     

基于联合仿真方法的铁路钢桁梁桥局部应力分析

针对移动列车引起的铁路钢桁梁桥局部应力问题,提出了基于Ansys-Matlab联合仿真的列车-桥梁耦合动力响应分析方法.根据多体动力学理论,采用Matlab软件建立具有二系悬挂的质量-弹簧-阻尼系统车辆动力学模型;采用有限元软件Ansys建立桥梁多尺度有限元模型;通过Matlab软件和Ansys软件之间的轮轨接触力传递...     

微胶囊沥青自愈合行为与微观机理

为探究微胶囊沥青自愈合行为及其影响因素,采用原位聚合法制备微胶囊,以宏观试验与微观试验相结合的方法,从微胶囊的应力控释、毛细作用与扩散行为三方面揭示其自愈合行为的微观机理;进行了微胶囊沥青的拉拔-愈合-拉拔试验,采用自愈率(试件愈合后拉拔强度与初始拉拔强度之比)作为评价指标,考察了微胶囊掺量和愈合时间对微胶囊沥青自愈率的影响规律;进行了微胶囊沥青的动态剪切试验,对比疲劳试验前后微胶囊沥青的微观形态,考察微胶囊的应力控释特性;借助荧光显微镜,可视化了芯材在微裂缝中的横、纵向毛细作用与在沥青中的扩散过程;借助显微图像软件中的实时录像功能,观测微胶囊沥青微裂缝的愈合过程;采用红外光谱测试微胶囊芯材和拉拔-愈合-拉拔试验前后微胶囊沥青的官能团,考察芯材在沥青中的释放行为。分析结果表明：微胶囊掺量从0提升至8%时,自愈率从16.70%提高至48.92%,表明微胶囊沥青的自愈率随着微胶囊掺量的增加而逐渐增大,当微胶囊掺量为4%时,愈合120 min的自愈率是愈合10 min的1.85倍,表明微胶囊沥青的自愈率随着沥青愈合时间的延长而逐渐增大,这说明提高荷载休息期和微胶囊掺量对增强微胶囊沥青自愈合性能具有积极作用;微胶囊沥青的微观自愈合机理为,微裂缝尖端应力刺破微胶囊的囊壁而释放囊芯愈合剂,芯材在毛细管作用力的驱动下流动、扩散,并与附近的沥青接触、浸湿,从而达到修复沥青微裂缝的目的。     

客改货飞机载重平衡问题建模与Benders分解算法设计

研究了民航客改货飞机的载重平衡问题,分析了客改货飞机与客机和纯货机在载重平衡问题所存在的差异,建立了具备主货舱指派问题和下货舱背包问题组合优化特性的客改货载重平衡问题的线性整数规划模型,实现业载量最大和配载重心偏离指定目标重心最小的多目标函数,包含了实际操作中客改货机型的货舱及其位置约束、各种质量约束、上下舱联合约束与飞机重心包线约束等;设计了Benders分解算法对该模型求解,把原问题分为主问题和子问题两部分;设计了改进模拟退火算法求解主问题,改进了离散变量的编码、变异以及个体修正等策略;设计了基于逻辑检查的y-check算法,用于检查子问题的上下舱联合限重、重心包线等复杂约束,给出了Benders' Cut约束模型;设计了以B757-200客改货飞机为例的20组不同规模算例,基于Gurobi、Lingo、人工配载和本文提出的算法对模型进行验证。研究结果表明：Gurobi求解质量和速度最好,平均业载量为29 517.3 kg,重心偏差为0.02%,求解时间为0.13 s;人工配载方法最差,平均业载量为27 131.9 kg,重心偏差为5.26%,求解时间为581.75 s;本文提出的算法由于采用了智能启发式算法,平均业载量为28 379.1 kg,与Gurobi和Lingo的最优解相比稍差,但重心偏差为0.05%,可以忽略不计,平均求解速度为20.33 s,远快于Lingo的7 370.65 s。     

船体曲率板感应加热成形工艺研究

在船体曲面板的冷成形过程中,回弹是影响成形精度的主要因素,为提高板条成形质量,需研究回弹预测方法以获得合适的回弹控制方式,进而指导模具设计。

基于全卷积神经网络（FCN）对回弹图片进行像素级计算和回归计算,从而实现对每个成形位置的回弹量预测。首先,利用ABAQUS 2019建立有限元模型,并通过实验结果进行准确性的对比验证;然后,采用验证后的有限元方法计算获取神经网络训练样本集,将板条几何信息作为神经网络的输入,并基于不同卷积层结构采用TensorFlow深度学习框架来搭建全卷积网络模型;最后,对比分析不同神经网络的优劣,并将最优网络应用于模具设计。

算例分析结果显示：FCN模型预测回弹量的最大误差为8.49%,具有较高的准确度,其中FCN32的精度最高;FCN模型可以实现模具形状的一次性设计,计算时间仅为0.5 s,最大误差仅为1.00%,显著提高了计算效率。

全卷积神经网络算法提供了一种快速高效的板条回弹预测方法,以及快速设计模具形状的新思路。

     

基于集合经验模态分解的滚动轴承振动信号希尔伯特谱分析方法

  目的  提出一种从强背景噪声、非平稳、非线性的复杂设备滚动轴承早期冲击故障振动信号中有效提取故障特征并进行故障模式识别的方法。  方法  首先,利用快速谱相关（FSC）分析提取原始振动信号的故障特征,并利用多尺度排列熵（MPE）对故障特征进行量化;然后,将故障特征数据输入BP神经网络进行故障诊断模型训练与测试;最后,对变速情况下的滚动轴承故障模拟实验数据和美国凯斯西储大学公开的轴承故障试验数据集进行故障识别研究。  结果  结果显示：所提方法对不同类型的故障具有较高的辨识精度,可达97%以上。  结论  研究验证了基于FSC-MPE与BP神经网络的滚动轴承故障诊断方法的可行性和优越性,可为滚动轴承健康状态评估提供技术支持。     

多因素影响下顶管施工引起土体变形计算研究

为解决圆形顶管施工穿越特殊地层(如下穿切割塑料排水板)时引起地层变形的影响分析等问题,考虑刀盘挤土效应产生的正面附加压力、顶管与土体之间非均匀分布的侧向摩擦力,因塑料排水管的切削而不能忽略的顶管机刀盘的正面摩擦力引起的地层变形,基于Mindlin解得到在顶管施工阶段地表竖向位移计算公式;最后结合顶管工程项目实例验证计算...     

交直流机车混跑牵引网谐波特性仿真研究

随着电气化铁路的快速发展和电力机车的更新换代,交直电力机车与交直交动车组混跑引起的牵引网谐波问题越发严峻。为分析多车混跑线路谐波传输特性,以现阶段运行最多的交直机车SS6B和交直交动车组CRH2为例,利用Matlab/Simulink仿真软件建立车网联合仿真模型。通过对SS6B电力机车和CRH2动车组谐波特性的仿真分析,验证模型的正确性。在车网联合仿真模型的基础上,分别针对不同牵引网长度、不同机车位置及机车工况变化3种情况下的牵引网谐波特性进行分析。该研究结果表明联合仿真模型能精确反映交直流机车混跑对牵引网谐波的影响。     

铁路数据网跨VPN路由优化方案

以铁路数据网特定用户需要跨VPN相互访问的需求为基础,分析MPLSVPN中修改RT值,实现跨VPN路由互通存在的安全隐患;研究路由控制策略的原理,通过仿真设计跨VPN路由互通的优化方案,采用IP-prefix和Route-policy相结合的路由控制策略,限制跨VPN用户访问的范围,避免因修改RT值产生铁路数据网的隐患...