• ISSN 0258-2724
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2009年  第22卷  第6期

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南京中心市区居住用地水系可达性分析
宗跃光, 刘英姿, 武鹏
2009, 22(6): 799-805.
摘要(1433)
摘要:
为探讨水系可达性对城市居住用地分布的影响,基于交通可达性的概念和最短路径分析法,在GIS平台上构建了城市居住用地水系可达性模型.借助ArcGIS9.2软件,计算了不同交通等级的最小时间成本,分析了南京中心市区1990年和2008年居住用地的水系可达性时距圈和新增居住用地分布的变化特征.研究表明:从1990年到2008年,南京中心市区水系可达性在5 min以内的居住用地的比例约降10%,在5~10 min之间的增加5.8%,在10~20 min之间的增加5.4%,在20~30 min之间的没有明显变化;约80%的新增居住用地分布在10 min水系可达范围内,说明近20 a来,南京中心市区近距离水系可达性居住用地的比例呈下降趋势,但新增居住用地具有明显的亲水性特征.
跨座式单轨交通PC轨道梁车桥耦合振动分析
马继兵, 蒲黔辉, 霍学晋
2009, 22(6): 806-811,829.
摘要(1777)
摘要:
为探讨跨座式单轨交通车桥系统的动力响应,采用线性化轮胎模型建立了15个自由度的跨座式单轨车辆动力学模型.模型考虑了走行轮、导向轮和稳定轮的径向刚度与侧偏效应,并考虑了走行轮的纵向滑转特性.以重庆市跨座式单轨交通典型区段的PC(预应力混凝土)轨道梁为对象,采用自编程序对跨座式单轨车辆过桥时的车桥耦合振动进行了分析,并通过计算与实测结果的对比分析对所建立的理论模型和编制的程序进行了验证.
大跨度组合梁斜拉桥极限承载力影响因素
雷宇, 赵雷, 黎曦
2009, 22(6): 812-816.
摘要(1713)
摘要:
为探讨斜拉索断裂、组合梁界面相对滑移和桥面板剪力滞效应对结构极限承载力的影响,以在建的重庆江津观音岩组合梁斜拉桥为工程背景,考虑结构的几何非线性、材料非线性、体系转换、位移和应力的累积效应,按第二类稳定理论对桥梁全过程极限承载力进行了研究.结果表明,考虑斜拉索断裂、组合梁界面相对滑移和桥面板剪力滞效应的影响后,结构承载力安全系数最大变化分别达23.0%,19.0%和42.4%;斜拉索断裂对极限承载力的影响是一个先增大再逐渐减小的过程,而界面滑移和桥面板剪力滞效应对结构极限承载力的影响主要表现在短悬臂阶段.
基于结构性能的PC连续刚构桥损伤分析
张方, 钱永久, 唐继舜
2009, 22(6): 817-822.
摘要(1677)
摘要:
为探讨PC(预应力混凝土)连续刚构桥开裂及下挠的原因,提出了基于结构性能的损伤分析方法.该方法立足于结构性能的客观表象,把对可能造成损伤的诸多因素对结构性能水平的影响分析作为主要手段;通过对大量理论计算与试验数据的对比分析,以基于实桥检测和荷载试验的性能水平参数作为评判依据,找出造成损伤的因素及其达到的程度,同时获得损伤桥梁较为真实的性能水平,作为可靠性评估和加固设计的依据.通过对一座跨径160 m的PC连续刚构桥基于性能的损伤分析,结果表明:用该方法,结构挠度的校验系数可达0.9.
预应力CFRP板加固钢板受拉疲劳性能试验研究
叶华文, KÖ, NIGChristian, UMMENHOFERThomas, 强士中
2009, 22(6): 823-829.
摘要(1653)
摘要:
为较好地预测预应力碳纤维材料(CFRP)板加固钢结构的疲劳性能,采用考虑有效应力强度因子幅的Pairs公式,分析了粘贴预应力CFRP板加固钢板的疲劳裂纹扩展行为.通过粘贴CFRP板的含中心孔的预制裂纹钢板的疲劳试验,分析了应力比、CFRP板刚度、预应力及粘结胶性能等因素对疲劳裂纹扩展的影响.试验结果表明:加固后结构的疲劳寿命提高16倍以上,疲劳寿命的理论分析结果偏于保守;预应力是疲劳寿命的主要影响因素,而CFRP板和粘结胶性能的影响有限;应力比对疲劳寿命的影响很大,因此,对交通荷载的正确预估是加固能否取得成功的基础.
基于主成分分析的DEM粗差检测
杨晓云, 岑敏仪, 梁鑫
2009, 22(6): 830-834,854.
摘要(1472)
摘要:
为探讨误差的空间分布特性对数字高程模型(DEM)粗差检测率的影响,建立了独立粗差模型和相关粗差模型,并模拟了不同粗差率(0.2%~3.0%)的数据.将随机分布的粗差加入DEM中,采用基于主成分分析的粗差检测算法进行了试验.结果表明,无论粗差是否空间相关,随粗差率增大,检测率均下降.对于独立分布的粗差,当粗差率小于1.0%时,基本可以定位所有污染数据;而对于空间相关的粗差,当粗差率等于1.0%时,检测率不足50%.可见,粗差的空间相关性及较大的粗差率均会降低基于主成分分析的粗差检测算法的检测率.
额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析
郭蕾, 李群湛, 刘炜, 解绍锋
2009, 22(6): 835-840.
摘要(1755)
摘要:
通过综合分析高速机车脉宽调制(PWM)整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性,对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析.采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式;基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式,进而对串联、并联谐振进行了分析.在此基础上,对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析.结果表明:谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关,尤其是谐波电流的变化更大;特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振,且谐振位置随机车位置变化;谐波电流含量很小,主要集中在3~9次低次谐波和发生串联谐振的频带.
同相牵引供电系统平衡补偿的最优模型
张秀峰, 吕晓琴, 连级三
2009, 22(6): 841-847.
摘要(1635)
摘要:
为消除同相牵引供电系统中的三相不平衡、滤除谐波、补偿无功,讨论了平衡变换的两种最优补偿模型:以波形质量最优为目标的波形畸变最小模型和以获得最佳负载为目标的最佳负载模型.通过仿真分析了系统电压畸变时两种补偿模型的补偿效果.结果表明,波形畸变最小模型使系统只提供负载所需要的基波有功电流,最佳负载模型将不对称的单相负载变成三相(或两相或四相)对称纯阻性负载.在三相系统电压对称无谐波时,两者补偿特性一致;当三相系统电压不对称有谐波时,两者补偿特性有区别.
牵引变电所馈线电流的概率模型
张丽艳, 李群湛, 解绍锋, 陈民武
2009, 22(6): 848-854.
摘要(1380)
摘要:
基于随机过程理论,采用数值分析方法,通过对大量实测数据的统计分析,用β-函数拟合牵引变电所馈线电流的概率密度.采用蒙特卡罗法,获得了牵引变电所馈线电流的子样,为牵引变电所馈线电流的过程分析提供了大量信息.牵引变电所馈线电流的仿真结果与实测数据的比较表明,二者的统计规律基本相同,说明所采用的方法是有效的.
基于有限元和空气动力学模型的高速受电弓动态性能仿真
吴燕, 吴俊勇, 郑积浩
2009, 22(6): 855-859.
摘要(1849)
摘要:
建立了接触网和受电弓子系统的有限元模型和空气动力学模型,采用MSC-Marc及STAR-CD软件,研究受电弓动态受流性能和空气动力学性能.通过接触实现2个子系统耦合,对弓网进行动态仿真;通过高速受电弓三维模型,对受电弓高速空气动力学性能进行仿真.仿真结果表明:简单链型悬挂比弹性链型悬挂接触线动态抬升量和平均接触压力均小,在速度250 km/h时,气流对受电弓产生的抬升力约为12 N,空气阻力为550 N.
不确定广义系统的鲁棒严格无源控制
王翠红, 黄天民
2009, 22(6): 860-864,911.
摘要(1583)
摘要:
讨论了不确定线性广义系统的严格无源性和严格无源控制问题.为了解决广义系统严格无源条件中的等式限制问题,通过引入松驰变量描述广义系统快变子系统与慢变子系统之间的代数关系,以严格线性矩阵不等式的形式,给出了广义系统严格无源的充分条件.基于该条件,设计了鲁棒严格无源控制器,并用具体实例说明所设计的控制器能保证闭环控制系统是严格无源的.
IIR数字滤波器设计的搜寻者优化算法
戴朝华, 陈维荣, 朱云芳, 郑永康, 李奇
2009, 22(6): 871-876.
摘要(2699)
摘要:
为进一步提高无限冲击响应(IIR)数字滤波器的性能,提出了一种基于搜寻者优化算法(SOA)的IIR数字滤波器设计方法.SOA基于模拟人的随机搜索行为,由利用位置变化评价得到的经验梯度确定搜索方向,由采用简单模糊规则的不确定性推理确定搜索步长,通过搜寻者在搜索空间的位置更新,实现对优化问题的求解.2个典型设计实例的仿真结果表明,与差分进化算法(DE)和3种改进的粒子群算法(PSO)相比,SOA具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度,能有效地应用于IIR数字滤波器的设计.
动态环境下数据驱动Q-学习算法
申元霞, 王国胤
2009, 22(6): 877-881.
摘要(1584)
摘要:
针对动态环境下强化学习对未知动作的探索和已知最优动作的利用之间难以平衡的问题,提出了一种数据驱动Q-学习算法.该算法首先构建智能体的行为信息系统,通过行为信息系统知识的不确定性建立环境触发机制;依据跟踪环境变化的动态信息,触发机制自适应控制对新环境的探索,使算法对未知动作的探索和已知最优动作的利用达到平衡.用于动态环境下迷宫导航问题的仿真结果表明,该算法达到目标的平均步长比Q-学习算法、模拟退火Q-学习算法和基于探测刷新Q-学习算法缩短了7.79%~84.7%.
重载组合列车机车车钩稳定控制试验
杨俊杰, 刘建新, 罗世辉, 封全保
2009, 22(6): 882-886.
摘要(1842)
摘要:
为控制重载组合机车车钩的动态稳定性,根据重载机车车钩稳定性的工作原理与车体和车钩的几何关系,推导了机车车钩最大自由摆角的计算方法.以某型机车装用DFC-E100型钩缓装置在大秦线牵引重载列车为例,通过改变列车的牵引重量、编组方式和制动方式,不断加大作用于机车的纵向力,实测被试机车的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力等安全性参数,试验研究列车中部机车车钩横向摆动对机车运行安全性的影响.结果表明:在压钩力作用下,机车车钩摆角随车钩纵向力的增大而增大;车钩最大自由摆角增大,机车的安全性参数及机车脱轨的风险则随之增加,考虑工程误差,车钩最大自由摆角应为2.5°~3.5°.
脉冲混沌神经网络的全局指数同步性
徐晓惠, 曹宇, 张继业
2009, 22(6): 887-892.
摘要(1625)
摘要:
为研究脉冲神经网络的动力学行为,基于驱动-响应概念分析了两种具有可变时滞的脉冲混沌神经网络的全局指数同步性.假设激活函数满足严格单调递增,用神经网络的权系数、自反馈函数及激活函数构造不等式.根据向量Lyapunov函数理论,得到了驱动-响应系统全局指数同步充分条件的方程,即该方程小于0.数值仿真结果证明了该充分条件的正确性.
基于地面监测的车辆动力学性能贝叶斯评估技术
陈雷, 曾宇清, 于卫东
2009, 22(6): 893-899.
摘要(1673)
摘要:
应用贝叶斯估计原理,提出了基于地面监测数据的车辆动力学性能评估方法.利用Parzen窗法和改进二维插值法补充车载监测缺失数据,建立了车载与地面监测数据的概率模型.在提速货车35×104km,车速120 km/h可靠性试验中,获得了提速货车动力学性能的车载及地面监测数据.根据监测地面数据,完成了对提速货车脱轨系数水平的评价.结果表明,现有提速货车的脱轨系数水平为1.2613.
编组站列车溜放时间的估计方法
景云, 王慈光, 薛锋, 牟峰
2009, 22(6): 900-905.
摘要(1390)
摘要:
为了解决编组站列车解体作业中溜放时间不确定性较大的问题,将溜放时间作为因变量,解体钩数作为自变量建立线性回归模型,对溜放时间进行区间估计.利用得到的区间估计值,将列车溜放时间表示为模糊集,求模糊集的λ-截集,得到列车溜放时间的点估计值.以16辆列车的溜放作业为例进行算例分析,结果表明,与直接设定列车溜放作业时间的情况相比,通过模型求得的点估计值误差降低了50%.
高速列车座椅舒适度优化
陈祥, 徐伯初, 张卫华
2009, 22(6): 906-911.
摘要(1863)
摘要:
为了提升高速列车乘坐舒适性,对CRH2型高速列车座椅舒适度进行了问卷调查.根据调查结果、中国人体数据、座椅设计理论和人机工程学,用多元回归分析方法,确定了影响座椅舒适度的因素.提出了适合中国人体的座椅尺寸:靠背倾度100°~120°,椅背宽度不大于415 mm,椅背高度不低于729 mm,头靠应距离座椅面700~859 mm.
蚁群算法在城市交通路径选择中的应用
刘经宇, 方彦军
2009, 22(6): 912-917.
摘要(1648)
摘要:
针对城市交通路径选择问题,引入蚁群算法并将其改进为可同时满足对路程和时间最优的路径搜索算法,设计了相关的搜索规则和流程.在大量试验的基础上,讨论了算法中各种参数对路径搜索算法收敛性(包括收敛速度和准确度)的影响,并获得了一组最优的经验参数.分析了搜索中产生伪最优解路径的规律,并通过控制收敛速度和加快趋向最优路径对蚁群算法进行了优化.结果显示,所进行的优化能有效抑制伪最优路径的产生,在2个周期内即可完成搜索.
基于CNS性能的平行航路纵向碰撞风险评估
张兆宁, 刘计民, 王莉莉
2009, 22(6): 918-925.
摘要(2133)
摘要:
为了研究通信导航监视(communicatio,navigation and surveillance,CNS)下的定位误差和纵向碰撞风险及其影响因素,在Reich模型的基础上,分析通信、导航和监视误差,推导出平行航路纵向重叠概率的计算公式.据此建立了基于CNS性能的平行航路纵向碰撞风险评估模型.算例表明,所给定的平行航路在RCP400、RNP10和RSP20条件下,碰撞风险为3.0×10-10,达到国际民航组织安全目标水平的要求.评估模型是可行的.
基于事件驱动的单跑道动态地面等待策略
王飞, 徐肖豪, 张静
2009, 22(6): 926-932.
摘要(1612)
摘要:
为了保障飞行安全,充分利用机场容量,有效减少航班延误损失,建立了基于事件驱动的单跑道动态GHP模型.用分层次的两阶段优化算法对模型求解,结果显示,与时间驱动策略相比,事件驱动策略的总延误时间减少了19.6%;与线性规划方法相比,计算量减少了24.3%.
基于冲突回避的动态滑行路径算法
王艳军, 胡明华, 苏炜
2009, 22(6): 933-939.
摘要(3188)
摘要:
为解决机场场面航空器滑行路径分配问题,在时间依赖最短路径算法的基础上,提出了基于冲突回避的动态滑行路径分配算法.根据机场场面交通的实际情况,定义了3种不同类型的滑行冲突以及航空器的滑行优先级.给出了在不同类型冲突和不同滑行优先级情况下的滑行道时间延误函数.仿真实验表明,当跑道运行飞机达到32架次/h时,与固定路径相比,动态路径运行的航空器平均滑行时间减少了3 min/架次,航班延误减少了3.5 min/架次.
湮灭算符任意次幂本征态的Wigner函数
蓝海江, 韦联福
2009, 22(6): 940-945.
摘要(1478)
摘要:
用在Fock态表象下的Wigner函数重构了湮灭算符任意次幂本征态的Wigner函数.分析了这些函数在相空间中的分布规律,并据此讨论了湮灭算符任意次幂的本征态的非经典特性.结果表明,Wigner函数的分布与湮灭算符本征值的大小有关;湮灭算符1次幂的本征态(即相干态)为准经典态(其Wigner函数的取值总是非负的),而其高次幂的本征态则具有明显的非经典特性(其Wigner函数均出现了负值).
光纤分布式布里渊传感散射谱数据分析模型
肖尚辉, 李立
2009, 22(6): 946-950.
摘要(1526)
摘要:
分析了当注入普通单模光纤的调制光脉冲宽度接近或小于10 ns时,由调制脉冲光和调制器泄漏连续光共同作用所产生的光纤分布式布里渊散射谱特性.在此基础上,建立了由洛伦兹(Lorentzian)型谱和高斯(Gaussian)型谱线性权重优化组合而成的光纤分布式布里渊传感散射谱数据拟合与参数估计Pseudo-Voigt(P-V)分析模型.利用该P-V模型和Levenberg-Marquardt(L-M)非线性最小二乘算法,对光纤布里渊散射谱采样数据进行了曲线拟合和最优化参数估计.结果表明,与Lorentzian型谱或Gaussian型谱相比,用P-V模型处理传感散射谱数据,数据拟合程度更好,参数估计精度更高.
平缓地磁场区域地磁导航解决方案
寇义民, 马广程, 王常虹
2009, 22(6): 951-957.
摘要(1545)
摘要:
针对基于卡尔曼滤波的地磁场导航方法在平缓地磁场区域因系统不可观导致滤波失效问题,提出了解决方案.该方案用线性化平面拟合平缓磁场曲面,用磁场的矢量性构造线性方程组,用多级子图实现快速精准的位置估计,并在此基础上构造滤波器.理论分析和仿真结果证明,该方案可有效解决传统方法的滤波发散问题.
精密光学元件表面洁净度成像检测系统
朱小龙, 王翊, 谢志江, 刘长春, 楚红雨
2009, 22(6): 958-962.
摘要(1677)
摘要:
为解决精密光学元件表面洁净度检测面临疵病干扰及测量精度不理想的问题,提出了基于机器视觉方法的图像检测系统,设计了适用于多种尺寸待检测元件的活动夹具和三维电控平台.利用Canny边缘检测算子分割出被检对象边缘,用凸壳的方法得到被检对象的封闭区域,采用关联向量机法,对待检测对象封闭区域的几何空间、灰度空间和变换域空间参数构成的待检测向量进行分析,识别出固体颗粒残留物和非固体颗粒残留物,最终得到精密光学元件表面的洁净度等级.
Ce掺杂的WO3薄膜的电学性质
董亮, 王豫, 李德柱, 李统业, 严仲明
2009, 22(6): 963-967.
摘要(1778)
摘要:
在磁控溅射仪上用直流Ce和W共同磁控溅射方法,在载玻片上沉积Ce掺杂的WO3薄膜,以研究溅射功率对该薄膜电学性质的影响.薄膜在550℃的空气中退火1 h,用X射线衍射和扫描电子显微镜分析薄膜的显微结构.结果表明:Ce掺杂后薄膜呈岛状结构生长,有利于薄膜沿b轴方向生长;当Ce和W的溅射功率分别为40 W和160 W时,薄膜的非线性系数最大,达到7.92.
废电脑主板热解产物分析
王松涛, 郭玉文, 张建强
2009, 22(6): 968-974.
摘要(1273)
摘要:
采用热重分析仪-傅立叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)、管式炉试验系统、气相色谱仪-质谱仪(GC-MS)等研究了电脑主板的热解特性和热处理产物.研究结果表明:废电脑主板热解过程剧烈失重阶段为300~460℃,该温度段约失重20%,加热至600℃后失重非常缓慢.废电脑主板热解产物中既有含8~15个C原子的苯酚等芳香族化合物,也有1~4个C原子的小分子有机化合物,且热解过程中还产生多种含溴有机物;这些热解产物来源于废电脑主板中有机聚合物和四溴双酚A的分解.

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