交通信息集成与综合服务关键技术研究与应用——课题一成果综述

概要总结了国家“十一五”科技支撑计划“交通安全信息集成、分析及平台构建技术开发与示范应用”课题的研究成果,介绍了课题在跨部门交通安全信息需求、异构系统可信接入与安全控制、分布式异构信息系统互操作、交通安全综合分析与评估、信息与应用资源状态监控管理等方面理论与技术研究和应用情况,通过交通安全信息集成管理与应用服务平台的构建、应用与课题研究成果验证,表明课题研究成果达到了预期目标,并为异构信息系统互联、跨行业业务协同、交通安全统一服务等奠定了良好的技术基础.      

无缝线路大跨简支梁桥桥墩线刚度优化

为获得大跨高墩长联桥上无缝线路设计的控制因素,探讨了大跨高墩长联桥墩台线刚度的合理取值.基于桥上无缝线路力的传递机理,建立了钢轨-主梁-桥墩-基础一体化力学模型;利用APDL参数化语言对ANSYS进行二次开发,建立了参数化优化模型,编制了桥墩线刚度优化程序.结合实际工程,分析了跨度64 m的有碴轨道简支梁桥墩顶纵向水平线刚度的限值.分析结果表明:梁轨快速相对位移及钢轨附加应力控制大跨高墩长联桥上无缝线路的整体设计, 该跨度为64 m的有碴轨道简支梁桥墩顶纵向水平线刚度的限值应超过750 kN/cm.      

κ-ε模型和RNG模型模拟分析车用空滤器湍流流场

应用CFD软件FLUENT,采用SIMPLE算法、κ-ε标准湍流模型和RNG湍流模型,对某厂提供的空气滤清器内的不可压缩湍流流场进行三维数值模拟,其中滤芯部分用多孔介质进行模拟.着重分析了空气滤清器内的速度场和压力场分布,并为提高空滤器滤清效率,提出了空滤器结构的改进方案.     

跨多条铁路既有线挂篮悬臂施工安全防护装置的应用

长北立交桥工程跨多条电气化铁路,鉴于绝缘接触网高压电流以及保障铁路行车安全需要,箱梁挂篮悬臂施工必须采用可靠的防护措施。针对于此,挂篮系统采用了防电、防水、防坠落的“三防”装置,主要介绍了各防护装置的结构、功能及主要使用特点。实践证明,该装置不仅具有良好的防电、防火及现场使用性能,经济性能良好,而且杜绝了棚架防护施工中存在的诸多安全隐患与风险,加快施工进度。     

磁悬浮列车跨系统运行Petri网模型

根据磁悬浮列车跨系统运行需求,研究了其运行控制系统的总体框架,明确了需要增加的功能子系统。基于系统理论,采用Petri网对系统关键属性、列车运行过程及各子系统的功能进行了层次化的建模。最高层模型描述系统整体关键属性,低层模型描述列车运行过程及可靠性。此模型可用来定量分析磁悬浮列车系统层面上跨系统运行时,失败率与各子系统部件可靠性之间的关系。如每年磁悬浮列车跨系统运行失败次数不超过1次,则连接相邻列控系统的2个通信网,其失效率都需低于10-6次.h-1。当列车跨系统运行触发时间分别为0.2、2.0min,步进时间分别为4、16min时,则跨线运行失败率分别为1.95×10-5、1.65×10-5次.h-1。仿真结果表明:列车跨系统失败率随a网和b网可靠性的提高而降低,同时随着跨系统触发时间和步进时间的增加而降低。层次化建模分析方法可以根据系统层面的关键属性要求,定量确定各子系统部件的可靠性需求。     

跨江城市货运交通疏解对策研究

城市是一定区域内的物流、人流、信息流的汇集点,通过能量聚集效应和放大效应,形成了城市的各种功能。铁路、公路、水运、航空等多种运输方式组成的综合运输体系与城市密切相关。现代城市往往处于高速公路网络的节点地位,城市道路又是公路运输功能的延伸。在城市交通问题日益突出的今天,货物运输所产生的交通行为对城市道路资源占用程度,直接影响城市交通运行的质量和效率。特     

土石复合介质动力特性试验

基于室内不排水动三轴试验,研究了土石比、围压和地震烈度对土石复合介质的动力特性的影响;针对动强度的变化规律,分析了动强度参数动黏聚力和动内摩擦角的变化规律。研究表明:在相同压实度条件下,土石复合介质的动强度随土石比的减小而增大,随地震烈度的提高明显减小;对某一含石量,动黏聚力随烈度的增大逐渐减小,并且随土石比减小减小得更快,而动内摩擦角随烈度的增大而减小;在烈度相同,即相同振次条件下,动黏聚力随土石比减小而增大,动内摩擦角也随土石比减小而增大。最后,给出了动黏聚力和动内摩擦角随土石比和烈度变化的经验模型。     

硬岩中塔柱式车站合理埋深及结构净距研究

我国地铁在北京、上海以及广州等地以砂土松散地层为主,地铁车站暗挖施工主要采用复合式衬砌结构型式。对于在中-微风化硬岩中修建地铁车站,如何充分利用围岩本身条件,因地制宜十分必要。在不同围岩条件下,对不同埋深、结构净距车站选择合适的支护结构（如锚喷支护）型式,不仅可节约成本,还可节省工期。结合青岛地铁3号线硬岩特点,采用有限差分数值软件,研究在不同埋深以及不同结构净距条件下,地铁车站开挖过程中围岩状态以及塑性区分布规律,结合三维数值模型进行节点检验,提出硬岩中地铁塔柱式车站采用不同支护结构型式的合理埋深和结构净距建议值。     

某旅游公路上跨高速公路隧道的工程技术设计

以某新建旅游公路采用路基方式上跨已经运营高速公路隧道为实际工程背景,阐述了该旅游公路路线方案设计内容,介绍了旅游公路在高速公路隧道顶部范围的路基排水设计,对旅游公路路基与高速公路隧道结构之间的受力进行分析,提出旅游公路施工过程和运营期间对高速公路正常运营的安全保障措施,本项目已建成通车,实践效果较好,可为类似工程提供了一定的借鉴。     

风-车-桥耦合振动研究现状及发展趋势

为推动风-车-桥耦合振动理论和应用研究的进一步深入开展,从分析框架、气动干扰、评价准则和大跨桥梁设计荷载4个方面系统梳理风-车-桥耦合振动国内外学术研究进展和热点前沿,并探讨研究不足和发展趋势。分析系统方面,首先从风作用模拟、耦合关系角度综述风-列车-桥分析系统由简化到精细的研究历程,然后沿车辆元素的精细研究历程对风-汽车-桥分析系统研究进行综述。气动干扰方面,从结构模拟精细程度、特殊工况、干扰对象等角度综述研究进展。评价准则方面,分别综述汽车和列车评价准则由简单到复杂、由确定性到不确定性的发展历程。大跨桥梁设计荷载方面,分别从现行多国规范和理论研究2个角度对大跨桥梁风和汽车荷载研究进行综述。综合分析表明：分析框架过去处于并将一直处于从简化到精细的过程中,元素模拟的精细化及相应耦合关系的重构推动分析框架升级和应用范围的扩大;气动干扰研究的干扰对象逐步增多,模拟逐步细致,数值模拟理论和风洞规模、试验测试设备及技术是限制其发展的关键因素;车-桥系统评价方面,主体结构和系统安全是评价的基础层面,附属构件和功能性的评价将越来越受到重视,且评价将由确定性向可靠性发展;大跨桥梁设计荷载方面,汽车荷载将由简单套用中小跨径桥梁设计荷载的方式,逐步过渡为考虑地区荷载特性、行驶行为等复杂模式,风和汽车荷载组合时的工况设置、计算风速的确定、荷载叠加准则、分项系数和组合系数等方面都有很大细化和深入研究的空间。