蒙华铁路三荆段深埋软弱围岩隧道荷载研究

《铁路隧道设计规范》中的深埋围岩压力公式没有考虑隧道拱部围岩本身的承载作用以及超前预支护作用,荷载计算结果偏大。为验证深埋隧道初期支护结构实际承受的围岩压力荷载,以蒙华铁路三门峡至荆门段现场监测数据为依托,通过分析围岩变形监测资料,探讨蒙华铁路隧道围岩及结构在隧道开挖过程中的变形行为,并采用拱顶沉降与水平收敛相结合的位移反分析法,建立荷载-结构法平面有限元模型,反演推导围岩压力荷载。分析结果表明:双线隧道反分析得出的围岩荷载为同级别按规范计算值的70.7%~76.5%;单线隧道反分析得出的围岩荷载为同级别按规范计算值的88.8%~93.1%。研究成果对蒙华铁路隧道现场施工和优化支护结构设计起到了很好的指导作用,希望能对以后类似隧道工程的设计和施工提供参考。     

拱架式预切槽施工机械在黄土隧道施工中的应用

隧道预切槽施工技术在国外应用比较广泛,但在我国应用还较少。针对黄土地质专项研制了国内首台拱架式预切槽机,并在黄土隧道进行了施工试验。通过施工试验,掌握设备定位、分区切灌、设备行走、施工作业组织等关键技术,并提出应用改进及优化措施。试验结果表明切槽系统工作状态和设备切削、喷灌功能满足设计及施工试验要求,为预切槽同步切削喷灌一体化研究提供了数据支撑和研究方向。     

Modelling,simulation and applications of longitudinal train dynamics

ABSTRACT

Significant developments in longitudinal train simulation and an overview of the approaches to train models and modelling vehicle force inputs are firstly presented. The most important modelling task, that of the wagon connection, consisting of energy absorption devices such as draft gears and buffers, draw gear stiffness, coupler slack and structural stiffness is then presented. Detailed attention is given to the modelling approaches for friction wedge damped and polymer draft gears. A significant issue in longitudinal train dynamics is the modelling and calculation of the input forces – the co-dimensional problem. The need to push traction performances higher has led to research and improvement in the accuracy of traction modelling which is discussed. A co-simulation method that combines longitudinal train simulation, locomotive traction control and locomotive vehicle dynamics is presented. The modelling of other forces, braking propulsion resistance, curve drag and grade forces are also discussed. As extensions to conventional longitudinal train dynamics, lateral forces and coupler impacts are examined in regards to interaction with wagon lateral and vertical dynamics. Various applications of longitudinal train dynamics are then presented. As an alternative to the tradition single wagon mass approach to longitudinal train dynamics, an example incorporating fully detailed wagon dynamics is presented for a crash analysis problem. Further applications of starting traction, air braking, distributed power, energy analysis and tippler operation are also presented.     

Subjective-utility travel time budget modeling in the stochastic traffic network assignment

ABSTRACT

In this article, we propose a new model called subjective-utility travel time budget (SU-TTB) model to capture travelers' risk-averse route choices. In the travel time budget (TTB) and mean-excess travel time (METT) model, a predefined confidence level is needed to capture the risk-aversion in route choice. Due to the day-to-day route travel time variations, the exact confidence level is hard to be predicted. With the SU-TTB model, we assume travelers' confidence level belongs to an interval that they may comply with in the route choice. The two main components of SU-TTB are the utility function and the TTB model. We can show that the SU-TTB can be reduced to the TTB and METT model with proper utility function for the confidence levels. We can also prove its equivalence with our recently proposed nonlinear-expectation route travel time (NERTT) model in some cases and give some new interpretation on the NERTT with this equivalence. Finally, we formulate the SU-TTB model as a variational inequality (VI) problem to model the risk-averse user equilibrium (RAUE), termed as generalized RAUE (GRAUE). The GRAUE is solved via a heuristic gradient projection algorithm, and the model and solution algorithm are demonstrated with the Braess's traffic network and the Nguyen and Dupuis's traffic network.     

基于两阶段K-means聚类的道路运行状况评价方法

为有效评价道路运行状况,通过分析车辆在行驶过程中运行状态的变化,研究了一种基于两阶段K-means聚类(TSKC)的道路运行状况评价方法.针对K-means聚类数选取的任意性和聚类中心选取的随机性问题,提出基于遍历的K-means聚类方法,采用类吸引度确定聚类数和初始中心,并以此为初始条件进行第二阶段K-means聚类,得到交通模式.提出模式吸引度、路段评价指数、分布均衡度,并用这些指标来评价路段交通运行状况.以北京市朝阳区北辰东路为例进行验证,结果表明,该方法比传统道路评价方法更细致、全面、直观地描绘了车辆状态的演变过程和交通模式的分布情况,具有良好的实用性.     

基于社会力模型的地铁站乘客上下车行为影响因素分析

在上下班高峰期,缩短乘客的上下车时间,更多乘客将会被送达目的地,从而可以提高现有地铁系统的载客能力.现有的国内外研究乘客上下车行为的文献,大多以全部乘客下车为前提进行研究,这与现实生活中只有部分乘客下车的现象不符.因此在社会力模型的基础上加入规定未下车乘客行为的等待模型,在等待模型中,未下车乘客倾向于停留在初始位置.模拟了部分乘客下车行为,并研究了乘客初始位置分布、上下车乘客比例、门的宽度等因素对部分上下车乘客所需上下车时间的影响.结果表明,车门宽度增加23.08%,最多可节约39.7%的上车时间和39.62%的下车时间;随着上下车人数比例不断上升,平均上车时间不断下降,平均下车时间不断上升;通过改变下车乘客初始分布位置,可以将乘客下车时间缩短至原来的72.16%.     

公共电动自行车系统运营模式设计模型

当前对传统公共自行车系统运营模式的研究主要是定性分析,各种方法标准不一,且研究结论与实际差别较大,不能直接用于资金、设施等要求更高的公共电动自行车系统的运营模式设计问题.因此,提出了一种定量设计模型,利用0-1混合整数规划模型对系统的经营主体进行筛选,再利用动态规划模型分配资源.利用算例进行模拟分析,结果表明:①与以资金多和收益好为优的常规的定性分析法相比,定量模型能更合理配置系统构成要素,降低政府的财政负担,分别为政府节省18.68%和23.09%的资金.②在公共电动自行车系统建设和运营过程中,宜采用政企合作模式.③相对于系统运营而言,系统建设期间对政府投入的资金反应更灵敏,因此政府有必要加大建设期的资金投入.     

路锥投收自动控制系统的研制

针对高速公路交通事故现场快速隔离、警示和防护等日益增强的需求,提出一种新型路锥自动投收装置的系统设计方案.针对传统大型路锥投收装置费用高、结构复杂的弊端,利用虚拟样机技术开展紧凑型路锥自动铺设、回收一体化装置的机械结构的设计,包括路锥的叠置、拾取、传送、放置等机构.并利用Pro/E、ADMAS等仿真软件进行仿真测试.基于ARM提出嵌入式的系统总体设计方案:以uCOS-II操作系统为平台,以STM32系列单片机为CPU,完成控制器的软硬件设计,并采用"S"型加减速控制曲线策略实现电机的平滑控制.基于Android开发了操作方便、友好的人机交互接口,以"蓝牙"作为上下位机的通信桥梁,以RSA算法作为上下位机数据交互中的安全的保障.实车测试结果表明,该设计方案的路锥投放与回收成功率均达到95%,基本符合要求.但高、低速时路锥投放、回收的成功率差异较大(6%),此外,路锥的倒伏率达到5%,该单项指标基本不满足设计要求.     

高速公路车辆典型交通违法行为危险度分级预警方法

高速公路不文明驾驶行为及交通违法行为的频发严重影响了高速公路交通流运行的安全与效率.基于采集的高速公路交通安全相关数据,对高速公路典型交通违法行为的危险度的分级预警方法进行了研究.针对高速公路的交通事故数据,以从恶劣天气、道路线形、违法类型的角度分析了道路交通事故与各类因素的相关性,在此基础上确定进行分级预警的影响因素.综合考虑在气象条件、交通状况、道路线形及各类违法行为,提出了层次分析与模糊评价相结合的方法,建立了针对高速公路违法行为危险性的分级预警模型,并用实际案例数据对模型的适用性进行了验证.结果显示,模型具有良好的适用性,所建立的分级预警模型可以为高速公路的主动交通预警及管理提供参考与支撑.     

波形钢腹板连续梁桥设计和施工相关问题探讨

大跨度波形钢腹板梁桥是一种新型桥梁结构,因其采用波形钢腹板替代混凝土腹板,相比传统的预应力混凝土连续梁桥,具有轻型、经济等诸多方面的特点。以前山河波形钢腹板连续梁桥为背景,针对设计和施工中的诸如内衬砼、剪力键、横隔板等相关问题进行了分析探讨。