中国桥梁工程学术研究综述·2021

为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域（包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等）的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理：桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。（北京工业大学韩强老师提供初稿）     

外环运河综合整治工程施工技术研究

随着时代的进步,工程施工技术取得了快速的发展,施工技术的合理性对于施工进度如期完成,方案的经济合理性有着十分重要的影响.运河是现代社会中交通运输网络不可或缺的要素,与公路建设相比,运河工程必须使每个单位更加重视水上作业安全要求.以外环运河综合整治工程为例,通过对该项目从最开始的工况介绍,再到项目的施工方案设计,施工资源量的计算,施工进度的安排,以及施工的保障进行一整套研究,对于该项目的顺利施工能够起到指导作用.其成果可给同类型的运河治理施工提供可行性的参考依据.     

基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控

为解决城市快速路正面临的日益严重的交通拥堵问题,提出了一种针对城市快速路的基于有向图卷积神经网络的交通预测与拥堵管控方法,该方法能够有效利用海量交通数据进行交通预测,实现拥堵的主动管控。首先,基于交通路网的空间有向性和交通流的时空特性,定义了有向的距离影响矩阵、修正欧式距离矩阵和自由流可达矩阵,构建出有向的图卷积算子,并将其应用于长短时记忆神经网络模型中,提出了能学习交通路网时空双重特性的有向图卷积-长短时记忆神经网络（Directed Graph Convolution-LSTM,DGC-LSTM）模型;其次,基于DGC-LSTM的交通预测结果识别出拥堵产生点并将其作为拥堵管控的对象;再次,采用控制进口匝道车辆输入快速路主线的手段,针对管控对象的时空特征,设计了全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略;最后,基于上海市快速路网上布设的2 712个检测器在122个工作日每间隔5 min记录的速度、流量和占有率信息,开展实例分析,测试了DGC-LSTM模型的预测精度以及全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略的有效性。结果表明：与传统的循环神经网络、长短时记忆神经网络相比,DGC-LSTM模型具有更高的预测精度,能将速度预测的平均绝对误差和误差标准差分别降低38%和20%以上;基于预测结果采用的全圈层分时段阶梯式拥堵管控策略能令拥堵产生点的速度提升14 km·h^-1以上,并能使拥堵的持续时长缩短40%,可阻止拥堵从产生点开始发生大范围的蔓延,降低整个路网的拥塞程度。     

USV复杂水域环境综合感知技术

从无人水面艇（Unmanned Surface Vessel,USV）所处的工作环境,分析单目摄像头、双目摄像头、海事雷达、激光雷达等传感器的组成原理、优缺点、性能测试。介绍多传感器数据在USV上的融合原理、融合流程及其应用情况。经过实船海上试验,多传感器数据融合指标良好,较好地解决USV在复杂水域安全航行的感知技术问题。所描述的感知技术,对设计和研发搭载不同任务的USV,识别不同工作场景环境,具有积极的参考价值。     

临海地区大直径深长钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于山东某地液化储气罐区试桩工程,通过单桩竖向抗压静载试验,分析大直径深长钻孔灌注桩在竖向荷载作用下各层土中的荷载传递规律。试验结果表明:大直径深长钻孔灌注桩呈摩擦桩特性,即桩端承载力占比较低;桩侧阻力发挥非同步,且在荷载传递过程中相互影响;相近土层因埋深不同其侧阻发挥差异较大;施工工艺对桩侧土体阻力的发挥影响较大。     

铁路下一代移动通信系统LTE-R检测技术研究

GSM-R应用过程中,在频率规划、传输速率和系统应用等方面受到较大限制,我国铁路已确定下一代专用移动通信系统的发展方向为LTE-R。从带宽、网络结构和系统承载的业务等方面分析LTE-R系统与GSM-R系统的异同;基于LTE-R所承载的业务,前瞻性地研究了LTE-R相关检测技术及其检测系统的架构和组成,为LTE-R系统日常动态检测提供技术积累和系统支撑。     

海南环岛高铁列控系统实施方案特殊处理

新建海南西环线建成后与海南东环线共同构成了全球首条环岛高速铁路,以海南环岛高铁为例,对环形高速铁路列控系统中信号安全数据网、临时限速、轨道电路载频转换以及应答器报文的特殊处理进行介绍,说明海南环岛高铁列控系统的特殊性。海南环岛高铁的开通运营,也意味着环岛高铁列控系统实施方案的特殊处理得到工程实践检验。     

铁路线路单元质量管理信息系统框架探讨

铁路行业的高速发展向铁路线路管理提出了更高要求,亟需信息系统辅助管理。通过研究分析国内外铁路线路信息管理系统现状,明确线路单元优化划分和养护维修计划优化制定是系统的发展方向。依据公路单元划分的方法,探讨铁路轨道单元划分的原则和方式,研究"秩和检验法"划分线路单元的具体步骤,总结轨道单元划分管理的实际应用效果。参考国外铁路线路信息管理系统的框架搭建形式,结合单元管理思想探讨系统各模块功能,搭建线路检测、单元划分、计划制定、实施效果反馈的连续性管理框架,并在计划管理模块中采用案例推理技术(CBR),设计两次推理过程,建立检测数据与对策源案例的联系,优化养护维修计划制定方法,为铁路线路的管理提供决策支持。     

光伏发电技术在轨道交通客车中的应用

轨道交通客车在载客运行的过程中消耗大量的电能。采用光伏发电技术后,蓄电池组将太阳能电池发出的电能存储,并随时与客车充电机进行电耦合,共同为客车供电。客车光伏电系统主要由光伏发电系统充电机、升降压斩波器、直流负载及供电控制系统组成。其中,光伏发电系统主要由光伏电池组件、发电控制器、蓄电池组及升降压斩波器组成。详细介绍了客车光伏供电系统的工作原理。     

南京地铁1号线车辆数据记录仪的研究与应用

南京地铁1号线运营10年以来,列车在正线运行中发生的故障数量和类型都越来越多,但车上现有的诊断设备记录车辆关键数据的能力有限,当车辆发生故障时,并不足以给维修技术人员提供全面的信息。针对此问题,对车辆World FIP网络协议进行研究,开发了的车辆数据记录仪。该记录仪通过专用隔离变压器接入列车World FIP网络总线,在物理层解决网络接入问题的同时,根据网络节点特征及变量特征进行协议分析,并结合已有的变量定义,解析并记录FIP网络中的所有通信数据。通过实际应用中的数据对比可以看出,所设计的车辆数据记录仪能持续且较全面地记录所有World FIP网络上的通信数据,非常有利于故障的查找和分析,从而能准确地解决故障、提高车辆故障的处理效率。