强风区铁路风沙防治工程最大输沙量与携沙风荷载计算方法

针对强风区铁路风沙流灾害防治工程,开展最大输沙量和强风携沙风荷载2个最关键工程计算问题的研究。结合现场踏勘资料与测试数据,分析风向、风力和持续时间3个影响因素对最大输沙量矢量合成与计算的控制影响,基于优势强风流理论,归纳给出信风型、季风型和对流型3种典型工程风型的输沙量计算方法,并且为准确采集沙样数据,专门设计出能随主风向自动转动的野外自动风导向积沙仪。基于现场测试数据,根据相似准则与量纲和谐原理,推导强风区携沙风单位体积沙砾颗粒流体平均飞跃速度计算公式,用于强风区携沙风冲击荷载计算,计算结果符合工程实际,满足工程计算要求。     

列车运行状态信息系统(LAIS)研究与设计

列车运行状态信息系统作为铁路调度生产和辅助决策的重要支撑手段,是提高机车运用效率、保障列车运行安全、充分发挥运用与检修一体化管理模式的优势、提高铁路运营管理能力的必不可少的重要环节。建立符合我国国情和安全装置现状要求并具有高度扩展性的"车对地"、"地对车"、"地对地"的机车运行安全监控闭环系统,全面实现列车实时状态追踪,为运输组织和机车管理提供及时、可靠的指挥依据,为维修、救援等提供决策支持,充分利用现代化的技术手段实现对列车运行状态的监控。收稿日期     

BP神经网络在地铁运营安全评价中的应用

依据地铁运营安全评价体系及国家法律法规的要求,对于评价标准在实施过程中遇到的问题作了系统分析。建立了基于BP神经网络的地铁运营安全BP神经网络模型,系统提出了地铁运营安全BP神经网络的评价理论及其案例分析。理论分析和实践表明,BP神经网络模型计算结果合理、精度较高,在地铁运营安全评价中有很好的实用性。     

“国有民营”一符合地铁本质特征的运营模式

指出地铁运营模式的选择应充分考虑到地铁的本质特性,分析地铁具有线路部分的自然垄断性与运营部分的非自然垄断性、公共性与企业性并存、极强的外部效应等特点,得出“国有民营”是一种符合地铁长质特征的运营模式的结论,并推出新加坡地铁的例证。     

基于Faster R-CNN与形态法的路面病害识别

为提高基于图像处理的路面表观病害检测识别效率及精度,引入目标检测中的快速区域卷积神经网络（Faster Region Convolutional Neural Network,Faster R-CNN）算法以快速识别病害种类、位置与面积;针对已提取的带边框裂缝病害区域,采用基于VGG16迁移学习与模型微调的CNN与50%重叠率的滑动窗口定位裂缝骨架,进而利用形态法操作提取裂缝形态,计算其长度与宽度;针对Faster R-CNN算法在病害种类识别时漏检率低但误检率偏高的问题,引入精确率、召回率和F₁分数指标对算法进行评估,并根据F₁分数最大值确定相应的病害框像素面积及置信度阈值来降低误检率,以适应路面表观病害多样化的应用场景。运用开发的病害识别算法对广东一高速公路路面进行表观检测。结果表明：所提方法对典型裂缝图片的识别效率及精度均高于单独应用CNN滑动窗口和传统形态法的全局图像处理方法;对分段的裂缝边界框进行合并,且病害框像素面积及置信度阈值取优化值后,横向裂缝精确率由合并前的0.861提升至合并后的0.918,横向及纵向裂缝误检率则分别由调整前的20.4%和23.8%下降至调整后的8.2%和6.9%,漏检率则稍有提高。基于Faster R-CNN、CNN及形态法的路面病害识别方法具有工作高效、漏检率低的优点,在引入评估指标、最优病害框像素面积与置信度阈值后,病害误检率也大幅降低,具有潜在工程应用价值。     

组合梁负弯矩区UHPC接缝抗弯性能试验

为提高钢-混组合梁桥负弯矩区混凝土桥面板的抗裂性并简化现场施工工艺,提出新型钢-混组合梁桥负弯矩区超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）接缝方案。以湖南省某桥为工程背景,进行1∶2缩尺模型抗弯试验研究;编制截面弯矩-曲率关系MATLAB程序,并与实测值进行对比,验证该程序可用于计算UHPC覆盖下的普通混凝土（NC）中钢筋应力;对现有NC裂缝宽度规范公式进行修正,提出考虑UHPC约束作用的组合梁负弯矩区NC最大裂缝宽度的建议公式;讨论钢-混组合梁桥负弯矩区UHPC湿接缝合理的纵桥向长度,分析UHPC层厚度及层内配筋对抗裂性能的影响。研究结果表明：新型UHPC接缝方案的抗裂性能和抗弯承载能力均满足工程要求,且接缝节点强度高于非接缝区预制部分强度;负弯矩作用下,试件沿梁高的应变较好地满足平截面假定,钢梁与混凝土板及UHPC与NC间的层间滑移量均较小;UHPC裂缝呈现“多而细”的特征,而NC裂缝呈现“少而宽”的特征,预制部分混凝土顶面最先开裂,之后UHPC-NC交界面、UHPC顶面、UHPC覆盖下的NC侧面依次出现裂缝;对于负弯矩区采用UHPC接缝的中小跨径钢-混组合连续梁桥,UHPC层的纵桥向长度宜为20%标准跨径,UHPC层厚度可根据实际工程设计要求确定,增大桥面板内钢筋直径可以提高负弯矩区混凝土的抗裂性能。     

基于双目视觉的水下连接器位姿测量方法

水下连接器的对接作业是水下工程作业的重要环节,针对目前依靠摄像机传回视频进行作业过程中存在的操作难度大、依赖操作员经验的问题,设计基于双目视觉的水下连接器位姿测量方法。该方法首先根据水下连接器的颜色特征确定检测范围,之后在检测范围中以水下连接器为模板进行初步定位,然后根据水下连接器端面的成像特点检测椭圆特征,并进行双目匹配获得相关三维点坐标,最后计算得出水下连接器的位姿。实验表明,该方法位置测量平均误差1.3%,姿态测量平均误差3.5°,可以较好地为水下连接器对接作业提供参考。     

新一代抽拉离心式高机动卫生防疫车的设计研究

为探索新形式下部队病媒生物防治的新需求,针对野外作战的新特点,结合平战时作业的新形势,研发了新一代卫生防疫车。经过总体结构布局,车厢结构优化,采用新型抽拉式车厢和上装模块化消杀防疫设备,以及大功率硅发电机和蓄电池组的组合供电模式,配备了消杀设备双操作模式。经过第三方评测,主要设备功能完善,性能稳定、可靠,满足技术指标要求,有利于提升中国移动医疗卫生装备的科技水平。     

上海轨道交通3、4号线共线运营行车组织研究

基于上海轨道交通3、4号线共线运营特点,分析了共线运营在行车组织上存在非共线段运能不足、共线段运营中断时运营调整难度大的问题。通过非共线段运能不足问题剖析和共线段运营线路中断处置原则分析,提出了进行线路拆分提升运能,以及在共线段中断时的行车组织调整方案,并得出3、4号线各自独立运营需对配线进行改造的结论。     

基于断面客流特征的城市轨道交通行车组织优化方法

以西安地铁4号线为例,基于线路设施和断面客流特征条件,提出了行车组织的优化方法。根据车站条件进行折返适宜度分析以确定小交路区段,分别以乘客服务水平最高和运营成本最小为目标并考虑一定的约束条件构建目标函数,结合Rail Sys软件仿真得到的线路拓扑结构确定了不同交路区段下的列车运行时分及速度,据此标定了模型参数。建立了多目标函数,并利用基于隶属度的算法得到了模糊最优解,求解出大小交路的列车编组数量及行车间隔,给出高峰时段的行车方案。模型计算结果表明,和原设计方案相比,优化方案在满足乘客需求的同时可有效节约运营成本,并显著提高客流时空分布不均衡状态下的线路断面满载率。