考虑人为因素的盾构隧道风险分析和控制模型研究

人为因素是导致隧道事故的主要原因,针对已有的人为失误分析模型在量化计算和风险控制方面的不足,提出了改进的S Reason分析和控制模型,以减少盾构隧道施工期的风险事故。结合隧道工程的施工特点,该模型相对于现有的S Reason模型提出以下2点改进： 1）以人为失误的控制难度权值为度量,找出风险事故的最优控制路径; 2）通过控制最优控制路径中的人为失误截断风险的事故链,同时利用反馈路径实时反馈控制效果。利用该模型对管片密封材料损伤破坏进行了分析,在该风险的最优控制路径上找出了不同层次人员的人为失误,并对人为失误提出了相应的控制措施;通过与常规方法的比较,表明所建模型既重视了组织和个人因素的影响,又兼顾了风险控制的经济性和安全性。     

城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响

三峡水库蓄水运行后,由于出库水沙条件的变化,引起坝下长距离的河床冲刷和水位下降。根据有关预测,水库运行20~50 a后,城陵矶枯水位将下降1~2 m。运用水动力学模型,计算城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响。计算结果表明:城陵矶枯水位下降1~2 m时,湖区航道水面比降加大,自湘江洞庭湖出口航道至湘江湖区航道营田滩处约80 km范围的沿程水位下降、航道水深减小,大部分已整治的滩险水深难以达到Ⅱ级航道标准,航道条件恶化。     

基于改进委托-代理模型的船舶碳减排政府激励效用建模与分析

目前碳减排激励措施主要考虑碳定价、碳税、船舶航速降低激励等,尚未针对实施碳减排的船公司给予合理补贴激励。由于船公司运行模式、减排思路、资产组成等方面与普通企业的差异,传统委托-代理模型假设无法满足航运业背景下对政府激励效用的需求,需对现有委托-代理模型进行针对性改进。为实现政府以有限基金达到社会效用最大,同时满足船公司付出最优努力获得最大收益,考虑持风险规避态度的船公司碳减排效果外生不确定性,提出船舶碳减排政府激励效用模型,根据政府能否完全观察到船公司的减排努力程度,分别在信息完全与信息不完全条件下,以政府和船公司自身收益效用最大为优化目标,求解政府最优奖惩系数和船公司碳减排最优努力程度,分析政府对船公司进行规制的最优激励合约问题,以及决定船公司碳减排内外部因素的参数对政府给与船公司的最优激励及相关参数的影响。结果表明：最优激励系数伴随外生随机变量方差和绝对风险规避系数的增加而加速下降至缓慢降低,当外生随机变量方差为8和绝对风险规避系数为4时,下降速率趋至平稳,此时,船公司对选择碳减排的风险厌恶程度极高,对实施碳减排的抵制心理十分强烈;成本系数和减排努力水平影响系数同时影响船公司实施碳减排的力度,当减排努力水平较大时,政府的激励随船公司的成本增加呈现先迅速增长后平缓的变化趋势,意味着政府在有限基金内尽可能满足船公司碳减排需求以减少实施难度,但当激励达到一定程度,增加激励不会直接影响船公司碳减排积极性;由于成本系数和减排努力水平影响系数对政府激励效用的共同影响,不同航运市场条件下都将存在1个最优激励,结合长江航运发展背景,当成本系数为0.5且减排努力水平影响系数为3,使得政府激励效用最优。     

基于相对变形的大变形隧道地应力反算

针对复杂地质条件下高地应力大变形隧道地应力复杂多变的特点,为满足该类隧道动态设计对地应力资料的要求,提出基于上台阶开挖后拱腰水平收敛与拱顶下沉的相对比值并结合开挖揭示的围岩情况,建立二维数值模型反算地应力的方法。以丽江至香格里拉铁路中义隧道为例,对该方法进行详细说明。研究表明所述方法具有无需地应力测试、计算方便的优点,施工期间可用于地应力分析、预测。中义隧道典型区段地应力反算结果表明： 1）隧道出口及2号横洞工区的地应力分布特点并不相同; 2）围岩及埋深差别不大的区段,隧道水平收敛变形出现较大差异主要是由于地应力侧压力系数不同引起的。     

路网环境下考虑大型车混入率的事故疏散诱导模型

大型车的混入对高速公路交通流产生了较大的影响,尤其是在交通事故情景下。为了引导事故条件下驾驶人和组织者做出高效准确的决断,将考虑了大型车混入率的动态空间占有率模型引入到交通波模型,构建干涉与非干涉情景下的交通事故影响模型。以郑尧高速为例,对模型的准确性和可行性进行了验证,分别对干涉情景下的疏散时间、疏散量以及事故发生的位置,车辆数等指标与事故影响程度的指标（包含事故最远排队长度,事故持续时间）关系进行分析。研究结果表明：疏散时间与事故影响程度成正相关关系,疏散量与事故影响程度成负相关关系,而事故发生点与上游匝道之间的距离与其关系不大;道路服务水平为0.456,车辆数为1 321 veh·h^-1时,为了使得分合流区不受影响,在不采取任何措施的情景下,应将大型车混入率控制在50.1%以下,使得最远排队长度在10 km内;当大型车混入率大于58%时,将很难通过干涉引导避免对上游分合流区产生影响;在35 min以内采取干涉措施的效果最为明显,而大于35 min时,事故持续时间会发生一个急剧的增加,不利于路网恢复,之后事故恢复时间将趋于平稳;对道路交通量进行模拟可知交通量每增加50 veh,疏散时间和距离增加的范围为[1.5 min,3.6 min]和[1.209 km,1.543 km]。研究结果可为高速公路事故诱导策略制定和疏散效果提升提供参考。     

海文跨海大桥设计关键技术

海文跨海大桥是中国首座跨越地震活动断层的跨海桥梁,主桥为独塔半飘浮体系斜拉桥,跨径布置为(230+230)m,跨断裂带引桥为57~60 m不等跨径的简支钢箱梁。针对项目强震、强风、强腐蚀等复杂建设条件,该桥主梁采用自重轻、抗风性能优、疲劳耐久的STC轻型组合扁平钢箱梁结构;桥塔采用承台无系梁的横向“人”字形塔、环向预应力锚固系统;通过与沉井方案比选,提出桥塔基础采用超大直径4.3 m的钢管复合桩,以解决强震作用下基础的受力与微风化花岗岩地质施工的难题;采用提出的钢-STC钢箱梁简支桥面连续构造、三维可调节的钢垫石支撑技术方案,以解决跨断裂带钢箱梁日常行车舒适性与强震下桥梁易修复的难题。开展钢箱梁简支桥面连续构造理论及荷载足尺模型试验、1∶20主桥振动台模型试验、抗风模型风洞试验等相关研究,验证了结构的可靠性及适应性。     

考虑健康损失的路阻模型的构建

运用高斯烟羽模型计算机动车尾气排放量,然后利用支付意愿法定量分析健康损失,同时考虑延误和健康损失构建考虑健康损失的路阻模型。根据实例,分别使用Transcad和新的路阻模型计算出2个路阻,并进行交通分配。结果显示2次交通分配的路网流量不同,表明考虑健康损失的路阻模型影响了人们的出行选择,可有效解决主干路拥挤,增加次干路车流量,协调整个路网车流量均衡,提高路网交通效率。     

基于CarSim自适应巡航控制建模与仿真

文章首先利用模糊法则建立能够反映驾驶员反应时间的隶属度函数,并根据制动过程理论建立安全距离模型,通过安全距离模型建立期望加速度模型。然后分别建立加速和制动模型,在此基础上制定控制模式转换策略,基于PID算法设计巡航控制器。最后在Matlab/Simulink和CarSim联合仿真环境中验证所设计的控制系统的有效性。     

大规模施工对城市路网交通影响评估技术研究

传统的施工期交通组织研究一般只针对单个建设项目，而城市在举办特别重大活动之前往往有一轮建设高潮，形成大范围集中性施工，对城市路网运行的影响很大，需从全局角度系统性评估其交通影响。针对大批量建设项目同时施工对路网整体的交通影响，提出了路网敏感路段划分、路网通行能力损失测算、基于交通模型推演的交通拥堵指数预测等评估技术，并在杭州“迎亚运”重大基础设施建设中予以运用，应用效果较好。     

进气道滚流比对发动机充气模型精度影响的试验研究

进气道结构是决定发动机缸内气体滚流强度的主要因素。针对一款直列四缸1.2 L增压直喷、DVVT汽油机,通过试验的方法,研究了发动机不同转速、负荷工况下,进气道滚流比参数对发动机进气状态和燃烧过程的影响,并对比了不同滚流比情况下的汽油机充气模型精度。研究结果表明,进气道滚流比对发动机的进气状态有显著影响。针对相同的ECU标定数据,滚流比的改变会造成充气模型精度较为明显的偏差。