• ISSN 0258-2724
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2015年  第28卷  第6期

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论文
局部应力差异对压杆弹性稳定的影响
李小珍, 肖军, 刘德军, 刘晨光, 张景峰, 肖林
2015, 28(6): 971-976. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.001
摘要(777)
摘要:
为研究在不同形式荷载作用下局部应力差异对加载端自由压杆弹性稳定的影响,基于有限元理论探讨了在点加载及面加载情况下压杆的弹性稳定性能.以平面梁单元为例,通过对荷载作用端附近单元的几何刚度矩阵进行调整,模拟了加载形式对加载区局部应力的影响,并通过特征值求解,研究了其对压杆弹性稳定的影响.研究结果表明:加载形式的不同会显著影响加载端自由压杆的稳定临界载荷,但不会影响加载端受约束方向上的稳定临界载荷;长细比介于50~280范围内的一端固定、一端自由的受压圆柱,面加载情况下的弹性稳定临界载荷约为点加载情况下弹性稳定临界载荷的2.14倍.
自然环境混凝土徐变试验和预测模型研究
杨永清, 鲁薇薇, 李晓斌, 余小华
2015, 28(6): 977-983,1010. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.002
摘要(848)
摘要:
为准确预测实际工程结构混凝土徐变的发展规律,在反映恒温、恒湿条件下混凝土徐变性能的基准徐变系数基础上,引入温度、湿度徐变系数,建立了预测实际环境温、湿度条件下混凝土徐变的组合徐变模型.借鉴徐变计算理论,提出了由环境温度变化引起的混凝土附加徐变的实用计算方法.研究结果表明:自然环境中随时间变化的温、湿度导致现行徐变模型的预测结果与实际的徐变变形存在显著差异,其引起的混凝土附加徐变随季节更替而产生周期性增减交替变化;组合徐变模型给出的结果与试验结果最大相对偏差为6%,与试验结果最为接近的现行徐变模型相比,减小了7%.
刚/柔性组合墙面加筋土挡墙受力机制分析
柳军修, 陈建峰
2015, 28(6): 984-992. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.003
摘要(838)
摘要:
基于刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立了原型挡墙三维精细化数值模型,分析了连接件端板埋深、拉杆刚度、竖向层间距、筋材刚度、加筋长度以及墙体高度等因素对上覆荷载下挡墙受力机制的影响.研究结果表明:端板埋深、筋材刚度、连接件层间距,以及加筋长度等对连接件荷载分担比影响不大,而拉杆刚度增大使得连接件荷载分担比增大明显;组合墙面水平荷载随挡墙高度的增加而增大,可采用朗肯主动土压力计算;挡墙工作状态时连接件荷载分担比随连接件与筋材刚度比的增大而增大,当刚度比达到8.6时,连接件荷载分担比约为60%,并趋于稳定.
不规则结构面剪切特性试验研究
张菊连, 沈明荣, 梁志荣
2015, 28(6): 993-1000. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.004
摘要(723)
摘要:
为对岩体工程中不规则结构面力学特性进行基础性研究,选取N.R.Barton提出的10条标准剖面线中的第1、4、6、8、10条模拟结构面的表面形态对水泥砂浆试件进行不同法向应力水平下的常规剪切试验,并在对试验数据对结构面的剪切特性和剪切扩容现象进行深入分析的基础上,提出了适合水泥砂浆材料的抗剪强度经验公式和反正切函数的结构面剪切特性方程.研究结果表明:粗糙系数越大或法向应力越大,结构面越易表现为切齿破坏;粗糙系数越大或法向应力越小,结构面越易表现出扩容现象.
外激励作用下斜拉桥索-梁相关振动特性
王涛, 沈锐利
2015, 28(6): 1001-1010. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.005
摘要(782)
摘要:
为了研究大跨度斜拉桥在外激励作用下发生的索-梁相关振动,基于非线性振动理论建立了拉索发生大幅度非线性振动的理论方程,开发了有限元索动力单元;建立了某大跨度斜拉桥全桥有限元模型,在此基础上,使用索动力单元模拟斜拉索;最后,以一座具有代表性的大跨度公路斜拉桥为例,研究了在不同工况的外激励作用下斜拉桥发生索-梁相关振动的特性.研究结果表明:在斜拉桥全桥尺度下研究索-梁相关振动更为合理;斜拉桥的索-梁相关振动是一个能量传递过程;在外激励作用下,拉索 1:1 主共振更容易发生,2:1 参数共振相对不容易发生;靠近桥塔位置的较短拉索不容易发生较大幅度的振动.
正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法
崔闯, 刘益铭, 廖贵星, 张清华, 卜一之
2015, 28(6): 1011-1017. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.006
摘要(752)
摘要:
传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用足尺模型试验和仿真分析,并结合已有试验数据对上述评估方法进行验证.研究结果表明:与结构应力法相比,采用切口应力法或传统名义应力法评价正交异性钢桥面板的疲劳性能时,评价结果的离散性大;采用结构应力法(离散度为3倍标准差的主S-N曲线时)更准确,适用于正交异性钢桥面板焊接接头疲劳性能评估.
简支组合梁收缩徐变效应的精确与近似计算方法
周东华, 韩春秀, 杨天元, 杨应恩, 王永爽
2015, 28(6): 1018-1024. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.007
摘要(717)
摘要:
为提供一种简便、可行的计算方法,基于迪辛格法,分别按精确和近似方法推导、求解组合梁徐变和收缩效应的微分方程组.精确方法须求解耦合微分方程组,求解困难,解析解冗长,不便运用;近似方法忽略了混凝土板中重分布弯矩对轴向应变的影响,可实现微分方程组解耦,求解方便.计算结果表明:当混凝土板与钢梁的刚度比小于0.2时,两者的计算误差很小,在2%以内.钢梁刚度越大,对混凝土板徐变的约束越大,重分布内力也越大;钢梁中存在一个特殊的徐变应力零点.
结构动力抗震可靠度理论的研究进展
吕大刚, 宋鹏彦, 于晓辉, 乔雨蒙
2015, 28(6): 1025-1038. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.008
摘要(858)
摘要:
从状态变量模型、基本变量模型和实用简化模型3个方面,对结构动力抗震可靠度理论的研究进展系统地进行了总结与评述.针对状态变量模型,结合随机振动理论,将随机振动分析方法分为两类:第1类是面向数字特征的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的统计矩演化问题;第2类是面向概率密度的方法,主要解决结构的随机反应从基本随机变量空间到状态变量空间的概率密度演化问题.分别评述了两类方法中的代表性方法:等价线性化方法和概率密度演化方法.针对基本变量模型,分别总结了考虑系统参数随机性的结构动力抗震可靠度分析方法,以及将动力可靠度问题转化为静力可靠度问题的理论和方法,对近年来提出的尾部等效线性化方法、子集模拟法、等价极值法等进行了对比分析.针对实用简化模型,总结评述了3种方法:基于随机地震动模拟-确定性时程分析的直接方法、基于一致危险性反应谱和等效非线性体系的简化方法、基于可靠度简化解析表达式与数值模拟的半解析方法.最后,对新近提出的结构整体抗震可靠度理论及其存在的问题进行了归纳分析,并从地震作用的输入模型、主要失效模式的搜索、结构的破坏准则、结构失效模式的多重性、结构的整体极限状态方程等方面给出了研究建议.
尼泊尔8.1级地震文化遗产建筑震害调查与分析
潘毅, 谢丹, 袁双, 沈中伟
2015, 28(6): 1039-1046. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.009
摘要(714)
摘要:
针对尼泊尔地震对加德满都谷地的文化遗产建筑造成的巨大破坏, 对谷地内的文化遗产建筑进行了大量的震害调查,按照砖木结构、砖石结构和生土结构分类对典型震害进行了描述,并定义了3类结构的破坏等级分类标准.通过统计分类得到不同结构震害等级所占的比例,并对结构毁损原因进行了研究.结果表明:由于承重墙体分层和重力偏心,且构件之间缺乏有效连接,整体性较差,砖木结构损毁严重;由于质量和刚度均较大,砖石结构的震害较重;由于墙体强度低、延性差,生土结构均遭受严重破坏.最后,根据震害调查及分析结果,结合汶川地震、玉树地震和芦山地震中文化遗产建筑的破坏,对我国文化遗产建筑提出了整体隔震、加强常规修缮和针对性研究等抗震保护建议.
不同分布随机参数结构非线性地震反应的概率密度演化
杨俊毅, 陈建兵, 李杰
2015, 28(6): 1047-1054. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.010
摘要(881)
摘要:
为了准确把握实际工程结构在地震作用下的整体性能,需要合理考虑结构参数的随机性.本文采用概率密度演化理论,结合以广义F-偏差最小化为准则的点集优选策略,实现了含有数十个随机参数的多自由度结构非线性随机反应分析.在此基础上,重点考察了基本随机参数的不同分布类型和不同变异系数对结构非线性反应特性的影响.研究表明,由于结构随机参数不同分布类型的影响,结构反应的二阶矩差异可达30%;当基本变量变异系数很小和很大时,不同分布类型对二阶矩的影响程度均较大但影响趋势相反,因而存在结构反应二阶矩对不同分布类型不敏感的变异系数值域.随机参数的分布类型对结构反应的概率密度函数影响显著,甚至可能导致定性性质的改变.
汶川地震中九襄断裂对汉源烈度异常的影响
李平, 薄景山, 袁一凡, 肖瑞杰, 刘红帅
2015, 28(6): 1055-1060,1073. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.011
摘要(721)
摘要:
为分析汶川地震中九襄断裂对汉源县高烈度异常的影响,基于对汉源县城震害的科学考察、场地勘察以及地震地质与地形图,建立了典型的二维地震反应分析模型,采用有限差分法和透射边界理论,分析了九襄断裂对汉源县城震害的影响.结果表明:九襄隐伏断裂对汉源烈度异常有一定影响,对频段在4~8 Hz之间的地震动放大效应显著,使地表地震动峰值加速度约增大9%;该频段与汉源县城部分建筑物的自振频率吻合,放大的地表地震动和共振效应加重了汉源县城的震害,是汉源高烈度异常的主要原因之一.因此,场地中的非发震隐伏断裂对地表地震动有一定放大效应,工程选址和抗震设计时应考虑其影响.
钙质泥岩水岩作用特征及遇水软化机理
王振, 沈明荣, 刘昂
2015, 28(6): 1061-1066. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.012
摘要(765)
摘要:
为掌握泥岩遇水后的工程特性,进一步揭示其遇水软化机理,对取自宁夏固原引水隧洞工程遇水易软化的白垩系钙质泥岩进行了矿物成分分析和物理力学性质试验.在此基础上,分析了钙质泥岩水岩作用特征,探讨了不同黏土矿物含量钙质泥岩遇水后强度和变形参数的变化规律和软化机理.研究结果表明:钙质泥岩的膨胀性及其强度遇水后迅速衰减;遇水后钙质泥岩力学参数的变化与黏土矿物含量均呈自然对数关系;钙质泥岩遇水软化是其在吸、失水过程中内部水化膨胀反应及其损伤不断加剧造成的,软化机理可用水岩作用过程示意图详细描述.
固定辙叉心轨轨顶降低值优化
曹洋, 王平
2015, 28(6): 1067-1073. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.013
摘要(735)
摘要:
为合理选取固定辙叉心轨轨顶降低值,基于车轮踏面在翼轨和心轨间过渡时的轮轨接触几何关系和动力相互作用,提出了心轨关键断面降低值的选取及评价方法.以LMA型车轮踏面列车直逆向通过60 kg/m钢轨12号固定辙叉式道岔为例,用该方法对心轨轨顶降低值进行了优化.结果表明:心轨关键断面降低值的确定,在满足固定辙叉区轮载过渡的安全性和心轨承载断面强度要求的同时,应提高列车运行的稳定性;断面降低值越小,产生的轮轨相互作用越小,有利于提高行车性能,但需考虑此时轮轨作用位置是否超出心轨结构承载能力范围;60 kg/m钢轨12号固定辙叉心轨顶宽20和50 mm断面处,可分别取3和0 mm降低值作为优选方案.
轮轨纵向几何不平顺对直线电机地铁车辆动态行为的影响
熊嘉阳, 曹亚博, 吴磊, 杜星, 肖新标, 金学松
2015, 28(6): 1074-1081. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.014
摘要(699)
摘要:
为研究直线电机地铁车辆系统在轮轨几何不平顺激振作用下的动态行为,基于车辆-轨道系统耦合理论,建立了考虑直线电机子系统的地铁车辆-轨道耦合系统动力学模型.应用该模型研究了车轮非圆化、钢轨焊接接头几何不平顺以及钢轨波磨对车辆和直线电机系统的振动响应、轮轨作用力及车辆稳定性等特性的影响.研究结果表明,几何不平顺中长波(大于1 m)影响气隙波动,短波(小于1 m)造成轮轨剧烈冲击振动,需特别注意钢轨焊接接头,其可使轮轨作用力增大1.5倍,气隙降低2~3 mm,轮轨甚至发生分离.
低频域多模态制振轨道板设计
杨吉忠, 张雷, 蔡成标, 颜华
2015, 28(6): 1082-1087. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.015
摘要(674)
摘要:
针对城市轨道交通引起的低频环境振动现象,基于扩展定点理论、模态分析、有限单元法和车辆-轨道耦合动力学理论,研究了低频域多模态制振轨道板的设计方法,建立了车辆-被动式动力减振浮置板轨道耦合动力学模型.研究结果表明:多模态制振浮置板在10~20 Hz范围内的加速度振动级明显减小,有效抑制了常规浮置板因共振放大低频振动的现象;附加动力吸振器质量比越大,浮置板振动加速度插入损失也越大,当控制1阶和2阶模态的动力吸振器质量比为0.2时,最大插入损失达15 dB;多模态制振浮置板对轮对振动的抑制作用较弱,对构架的振动几乎没有影响.
含随机干扰的车辆跟随系统滑模控制
施继忠, 张继业, 徐晓惠, 胡永举
2015, 28(6): 1088-1093. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.016
摘要(625)
摘要:
为验证滑模控制用于含随机干扰的车辆跟随系统的可行性,建立了车辆跟随系统模型和相应的随机车辆动力学模型.用滑模控制法设计了随机车辆跟随系统的控制器.用向量Lyapunov函数法研究了控制系统稳定性,并得到系统指数均方稳定的充分条件.仿真中设置的随机因素为车辆的阻力.仿真结果表明,在5 s内跟随车辆的加速度和速度已接近领头车辆,车间距误差小于0.05 m.
基于模糊扩展卡尔曼滤波的轮毂电机驱动车辆纵向速度估计算法
王志福, 刘明春, 周杨
2015, 28(6): 1094-1099. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.017
摘要(681)
摘要:
为了获取轮毂电机驱动车辆的纵向速度,设计了基于轮速信号和车身加速度信号的扩展卡尔曼滤波的估计算法,建立了研究对象的离散状态方程和测量方程,并采取不同的扩展卡尔曼滤波器对测量信号进行滤波去噪处理和车辆纵向速度估算.通过模糊控制器,对车速估计滤波器的估算参数进行实时动态调节,实现了估计算法的自适应性.研究结果表明,在路面附着系数为1.00的良好路面上,估算得到的车速和动力学模型输出的实际车速误差小于2%;在路面附着系数为0.25的路面上,最大估算误差小于10%.
基于瞬态边界元法的箱梁声辐射
尹镪, 蔡成标, 陈兆玮
2015, 28(6): 1100-1105. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.018
摘要(696)
摘要:
为进一步开展桥梁结构噪声的研究,基于有限元-瞬态边界元法理论,对铁路32 m简支箱梁桥进行了时域振动响应及声辐射特性分析.首先,利用有限元软件ANSYS建立轨道-桥梁有限元模型;然后,运用车-线-桥仿真程序(TTBSIM),仿真计算得到轮轨相互作用力,并作为有限元模型的外部激励进行了列车动荷载作用下桥梁的时域振动响应分析;最后,以桥梁振动响应为边界条件,利用声学边界元软件Sysnoise研究分析了由列车动荷载引起的桥梁瞬态辐射噪声,并将测点声压计算值与实测值进行了对比验证.研究结果表明,200 km/h高速列车作用下桥面板振动级明显大于桥底板和桥梁腹板,桥梁主要噪声辐射部位为桥面板;桥梁结构噪声主要集中于低频段;随距离增加,噪声幅值逐渐减小,且高频噪声衰减速度明显快于低频噪声.
四角互联空气悬架系统平顺性与消扭特性
江洪, 钱宽, 朱超, 孙禹州
2015, 28(6): 1106-1113. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.019
摘要(662)
摘要:
为提高车辆在不平路面上的行驶平顺性,减小车身所受扭转载荷,提出了一种四角互联空气悬架系统.基于工程热力学和车辆动力学理论,构建了带四角互联空气悬架的整车动力学模型.通过搭建试验台架,验证了所建模型的准确性,并在Matlab/Simulink中进行了仿真分析.研究结果表明:当车辆以20 km/h的速度行驶在对扭路面时,与传统空气悬架相比,四角互联空气悬架可使车身加速度、侧倾角和车轮动载荷分别改善22.5%,24.2%和16.3%, 并消除27.8%的车身扭转载荷,但悬架动行程增大20.6%;连接管路内径在0~10 mm范围增大,互联效果越显著,当车速在10~60 km/h范围时,四角互联空气悬架能有效提升车辆隔振性能,且车速在40 km/h以下消扭效果更加明显.
插电式四驱混合动力汽车控制策略设计及优化
钱立军, 邱利宏, 辛付龙
2015, 28(6): 1114-1121,1129. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.020
摘要(667)
摘要:
为有效识别驾驶员的驾驶意图,在保障插电式四驱混合动力汽车动力性的基础上,提高其燃油经济性,提出了一种转矩识别系数计算方法,设计了基于发动机输出转矩最优能量管理控制策略,讨论了每种工作模式的判别条件以及转矩分配方法.为避免单一优化算法运算时间长、容易陷入局部最优的固有缺陷,使用优拉丁超立方的方法进行试验设计,利用径向基函数神经网络(radial basis function, RBF)建立近似模型,使用多岛遗传算法对近似模型进行了优化.研究结果表明:对优化后的控制策略进行离线仿真得出,混合动力汽车在满足动力性能的前提下,百公里油耗降低了16.4%;将优化后的控制策略在dSPACE上进行硬件在环试验表明,所制定的控制策略,可以实现基本的能量管理,且加入转矩识别之后平均车速误差降低了39.9%,百公里油耗降低了8.5%.
一种新型多核判别分析方法
梁军, 张飞云, 陈龙, 李世浩, 顾胜强, 张婉婉
2015, 28(6): 1122-1129. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.021
摘要(649)
摘要:
为了给模式分类和维度约简提供有效的手段,在综合L1-MKDA和L2-MKDA两种多核KDA优点的基础上,提出一种以预定内核函数的线性组合,并结合混合范数正则化函数实现核权重的稀疏性和非稀疏性平衡的新型弹性多核判别分析方法(semi-infinite-programming-based flexible multi-kernel discriminant analysis, S-FMKDA).该方法用半无限规划方法求解弹性多核判别分析算法,并通过混合正则化实现核的自学习.在不同数据集上的实验结果表明:S-FMKDA比目前常见的KDA、KDAP、KDAG、L1-MKDA、L2-MKDA、UMKDA核判别分析方法的精度提高5%.
4种车轮材料与U71Mn热轧钢轨匹配特性
刘吉华, 王文健, 刘启跃
2015, 28(6): 1130-1136. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.022
摘要(638)
摘要:
为研究车轮材料对轮轨匹配行为的影响,在MMS-2A型轮轨磨损试验机上模拟研究了U71Mn热轧钢轨和4种不同车轮材料的摩擦磨损行为.采用电子分析天平测量试样磨损量,采用SEM对试样进行微观分析.结果表明:随着车轮含碳量升高,车轮硬度升高,车轮的磨损量逐渐降低,而与之匹配的钢轨磨损量逐渐升高;轮轨试样的磨痕粗糙程度与磨损程度相关,磨损越严重,磨痕越粗糙;轮轨试样的硬度比决定轮轨试样的磨损机制,轮轨硬度比较低时,主要以磨粒磨损为主,磨损最严重,当轮轨硬度比继续升高,主要以疲劳磨损为主,磨损降低,当轮轨硬度比接近1.1时,轮轨氧化达到最严重,主要以氧化磨损为主.
基于实测数据的高铁牵引变电所负序电流概率分析
王斌, 张民, 邱忠才, 韩旭东, 姜晓锋
2015, 28(6): 1137-1142. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.023
摘要(798)
摘要:
为了研究高速铁路牵引供电系统三相电流不平衡问题, 通过分析高速铁路牵引供电系统负荷及V/v接线牵引变压器负序电流,基于概率理论建立了牵引变电所负序电流的概率分析模型.用该模型对京沪高铁某牵引变电所的负序电流进行了仿真分析和实测数据验证,结果表明,利用该牵引变电所的设计参数仿真得到的负序电流概率分布与利用实测数据的分析结果一致,该牵引变电所负序电流概率分析模型能够真实地模拟高速铁路牵引变电所的负序电流分布情况.
IGBT机理建模及其基于神经网络的参数辨识方法
孙跃, 谭晶晶, 唐春森
2015, 28(6): 1143-1149,1163. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.024
摘要(750)
摘要:
为获取专用的绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模型,实现IGBT电路的针对性优化,在Hefner模型的基础上,对IGBT的开通和关断状态进行了机理建模,并重点分析了其暂态过程.在此基础上,提出了基于神经网络优化算法对模型参数进行辨识的方法,获得了单个IGBT元件的机理模型.以一个FGA25N120型的IGBT为例,进行了仿真和实验研究,通过仿真与实验结果的对比,拟合优度达0.9,验证了本文所提机理模型的正确性及基于神经网络辨识所得参数的精确性.
动态流量平衡阀启闭过程中的线弹性不等值力
李树勋, 徐娟娟, 范宜霖, 徐晓刚, 叶琛
2015, 28(6): 1150-1155. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.025
摘要(666)
摘要:
为了解决动态流量平衡阀流量控制精度无法达到要求的问题,建立了动态流量平衡阀动力学模型以及阀芯运动方程,数值模拟了相同口径和不同口径平衡阀阀芯处于不同位移下的三维流场模型,对比试验与数值模拟的阀芯位移误差和压差位移流量特性曲线,获得了线弹性不等值力变化规律,确定了不等值力修正系数,并优化了开孔型线.研究结果表明:通过引入线弹性不等值力修正系数,优化阀芯可变开孔后,减小了阀芯实际位移与理论位移间的误差,使试验与数值模拟的流量特性曲线趋于一致,并使流量控制精度满足5%的误差要求.
基于机载LiDAR和Mean Shift算法提取森林密度
陈伟, 杨敏华, 洪奕丰, 李飞
2015, 28(6): 1156-1163. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.026
摘要(596)
摘要:
为获取森林密度信息,利用Mean Shift算法对森林点云进行单木分割提取森林密度信息.首先,以点云三维坐标和法向量作为特征向量,利用统计分析方法选择合适带宽及阈值,采用Mean Shift算法对点云进行初始分割;其次,对分割后的点云进行分析,加入灌木、杂草等过滤条件,得到树冠点云;然后,对树冠点云再次进行Mean Shift分割,并对每类树冠点云进行统计,以稳态点为粗略位置标记计算森林密度;最后,与地面实测数据进行验证.地面数据验证结果表明,平均计算精度达到90.0%以上,可满足林业应用需求;通过与分水岭法进行对比发现, Mean Shift方法获得的精度为92.5%,比分水岭方法70.0%高出22.5%,且避免了分水岭方法导致的过分割现象.
基于投影寻踪动态聚类的快速路交通状态判别
邴其春, 龚勃文, 杨兆升, 林赐云, 曲鑫
2015, 28(6): 1164-1169. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.027
摘要(688)
摘要:
为了提高快速路交通运行状态的判别精度,利用地点交通参数与交通状态之间的映射关系,提出了基于投影寻踪动态聚类模型的快速路交通状态判别方法.该方法综合投影寻踪技术和动态聚类方法构造投影指标函数,采用混合蛙跳算法优化投影指标函数的投影方向获得最佳投影方向,并利用仿真数据标定了交通状态判别阈值.结合仿真数据和实测数据进行了实验验证和对比分析.实验结果表明,投影寻踪动态聚类模型能够有效提高快速路交通状态判别精度,平均判别率为97.01%,平均误判率为0.86%,平均判别精度分别比BP神经网络模型和模糊C均值聚类模型方法提高了8.9%和4.5%.
基于冲击响应谱的高速火箭橇滑轨路谱分析
董龙雷, 张静静, 赵建平
2015, 28(6): 1170-1174. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2015.06.028
摘要(654)
摘要:
为了评估高速火箭橇滑轨的平顺性,提出了一种基于轨道动态响应测量进行动态路谱分析的方法.该方法视火箭橇试验系统为橇轨耦合系统,以滑轨的动态响应作为火箭橇的基础激励条件,通过分析冲击响应谱获得滑轨的路谱特性.试验时选取火箭橇经过滑轨上该点时的加速度响应作为火箭橇的基础激励,得到火箭橇基础激励的加速度响应谱,再将加速度响应谱变换为位移响应谱,最后利用该点的火箭橇通过速度将位移响应谱变换为空间谱,即动态路谱.将该动态路谱作为高速火箭橇滑轨的输入进行实测分析,结果表明:谱密度值为10~10-4 mm2m,不平顺周期集中在0.01~2.50 m-1,采用动态路谱分析方法得到的滑轨不平顺特性与霍洛曼滑轨特性基本一致,可以作为高速火箭橇的随机激励条件.

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