• ISSN 0258-2724
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2010年  第23卷  第1期

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论著
钢轨打磨技术研究进展
金学松, 杜星, 郭俊, 崔大宾
2010, 23(1): 1-11. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1628) PDF 1653KB(1034)
摘要:
介绍了有关钢轨打磨的理论、技术和应用成果,论述了钢轨打磨技术与轮轨接触疲劳、磨耗、噪声、润滑之间的关系和相互作用模型.基于现有的国外钢轨维修成本的经济学模型,提出了加入打磨设备折旧费用的钢轨维修成本综合经济学模型.建议未来的研究重点:开展基于现场实践的快速电脑程序优化的打磨钢轨型面研究;开展能够综合考虑车辆轨道耦合动力学和经济学指标钢轨打磨方案的优化研究;开展不同工况的打磨参数和打磨工艺研究
轮对安装误差对铁道车辆行车安全性的影响
池茂儒, 张卫华, 金学松, 朱旻昊
2010, 23(1): 12-16. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1304) PDF 739KB(683)
摘要:
为研究轮对安装误差对行车安全性的影响,建立了具有轮对安装误差的车辆动力学模型.以某高速车辆在直线上运行为例,用此模型分析各种安装误差对行车安全性的影响.分析结果表明:轮轴平行度误差对行车安全性影响较大,应严格控制;对角线误差对行车安全性的影响较小.
梁结构的区间B样条小波混合有限元法
郭世伟, 林建辉
2010, 23(1): 17-22. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1442) PDF 709KB(578)
摘要:
基于梁结构的广义变分原理和区间B样条小波(BSWI)插值,提出梁的区间B样条小波混合有限元法,建立了分析细长梁和弹性地基梁的静力弯曲、振动模态和稳定性问题的求解通式.根据BSWI函数区间边界的数值特征,得到了梁常见边界条件下的挠度和弯矩小波系数值.BSWI混合有限元法可同时直接求解梁结构的挠度和弯矩,克服了位移有限元法弯矩求解精度不高的缺点.算例结果表明, BSWI混合有限元法计算梁弯矩的精度比BSWI位移有限元法提高了10. 9%,说明了BSWI混合有限元法在梁结构应用中的有效性和精确性.
太阳能级P型硅放电切割电流特性
邱明波, 刘志东, 汪炜, 田宗军, 黄因慧
2010, 23(1): 23-27. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(726) PDF 917KB(452)
摘要:
为了提高太阳能级硅材料放电切割的效率,基于理论建模的方法,将硅材料放电切割过程抽象为简单的二极管-电阻电路模型,在恒压源的作用下分析其放电电流特性.理论推导发现,影响回路电流的主要因素是放电端二极管及体电阻的作用,随着放电温度的升高,二极管雪崩压降增大,阻碍了电流流过,热传导作用体电阻减小,促进电流流过,综合作用后,放电电流呈现出两边高中间平缓的U型曲线.在电火花线切割机床上加工电阻率2. 1cm的P型太阳能级硅,抓取放电单脉冲电流波形,结果显示:放电电流从开始的4 A下降到3. 2 A,到放电结束时,上升到5. 2 A.实验结果与理论推导的放电电流特性一致.
高速铁路道岔设计关键技术
王平, 陈嵘, 陈小平
2010, 23(1): 28-33. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1500) PDF 906KB(825)
摘要:
基于道岔轮轨多点接触关系,建立了高速道岔动力分析理论,并设计出适合我国高速道岔的相离式半切尖轨平面线型、心轨水平藏尖结构、尖轨短过渡顶面轮廓和弹性均匀的岔区轨道刚度.为解决无缝道岔转换卡阻问题,在考虑长大轨件纵横向协调变形的基础上,研发了适应大伸缩量的转换锁闭机构、既可有效传递纵向力又可保持道岔平顺性的尖轨及心轨跟端结构和适用于有砟和无砟轨道基础的扣件系统.为控制长大轨件转换不足位移,确保道岔的高平顺性和锁闭可靠性,运用有限单元法进行长大轨件及双肢弹性可弯心轨结构的转换设计,研制出新型辊轮滑床台,并优化了转换牵引点布置及其动程设计.
连续道床板裂纹计算方法及影响因素
任娟娟, 刘学毅, 赵坪锐
2010, 23(1): 34-39. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1326) PDF 762KB(648)
摘要:
为研究双块式无砟轨道连续配筋道床板裂纹扩展的机理,基于钢筋混凝土粘结-滑移理论,建立了适用于连续配筋混凝土道床板裂纹扩展的计算模型.依据该模型计算了道床板裂纹宽度和间距,分析了道床板配筋率、纵向钢筋直径和混凝土强度对裂纹宽度、间距及钢筋应力的影响.分析结果表明:钢筋直径和配筋率直接影响裂纹间距,裂纹间距随钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;混凝土抗拉强度、配筋率和钢筋直径是裂纹宽度的主要影响因素,裂纹宽度随混凝土强度和钢筋直径增大而增大,随配筋率增大而减小;裂纹截面处纵筋应力不应超过其抗拉强度,配筋率和混凝土抗拉强度是决定钢筋应力大小的关键因素.
海底隧道钢拱架锈蚀对支护体系安全性的影响
王明年, 李海军, 周国军
2010, 23(1): 39-44. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1158) PDF 735KB(718)
摘要:
为提高大断面海底隧道支护体系的安全性,对厦门海底隧道进行了有限元分析.在有水压和无水压2种情况下,分析了钢拱架锈蚀对自身承载能力和对初期支护混凝土、二次衬砌安全性的影响.分析表明:锈蚀率达到80%时,钢拱架与混凝土之间的粘结力和钢拱架的承载能力将完全丧失.随着钢拱架锈蚀,其弯矩降低系数与锈蚀率符合二次曲线关系,轴力降低系数与锈蚀率基本符合线性规律;初期支护混凝土边墙与拱顶处安全系数在无水压的情况下最大降低约5. 5%,在有水压的情况下最大降低6. 6%左右;二次衬砌边墙与拱顶处安全系数在无水压的情况下最大降低3. 4%左右,在有水压的情况下最大降低约6. 4%.
软土地层地铁隧道施工对地下管线的影响
漆泰岳, 高波, 谭代明
2010, 23(1): 45-53. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1270) PDF 1349KB(673)
摘要:
为减小软土地层地铁隧道施工引起的地表沉降对地下管线的影响,考虑流固耦合效应和施工效应的综合作用,根据管线允许的安全控制标准,采用FLAC3D建立的数值模型,对降水、动态降水和非降水3种施工方法进行了对比研究.结果表明,非降水施工法是控制地层固结沉降最有效的施工方法.深圳地铁1号线采用该施工方法,保证了煤气管线在施工期间安全使用.
城市高架桥抗震性能水准的量化
刘艳辉, 赵世春, 强士中
2010, 23(1): 54-59. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1421) PDF 724KB(710)
摘要:
为实现城市高架桥基于性能的抗震设计,以常规城市高架桥为研究对象,在性能水准(划分为完好、基本完好、轻微破坏、中等破坏和严重破坏)和性能指标(用桥墩顶点的位移延性系数表示破损指标)已经确定的前提下,着重讨论了性能水准的量化过程.具体步骤为:提出各性能水准与桥墩塑性铰区混凝土压应变和钢筋拉应变限值的对应关系;建立各性能水准与桥墩顶点位移和位移延性系数的关系;建立各性能水准与破损指标的量化关系.与已有研究的比较表明,所提出的性能指标合理.
受电弓滑板状态监测的图像目标提取
陈维荣, 冯倩, 张健, 于国旺, 李哲
2010, 23(1): 59-64. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1203) PDF 1375KB(728)
摘要:
将数字图像处理技术应用于受电弓滑板状态监测,给出了受电弓无线图像监测系统的工作原理和组成结构,设计了图像目标的提取算法,将受电弓滑板图像的提取划分为粗提取和精提取2个步骤.该图像目标提取算法结合边缘提取、形态学图像处理、投影变换、聚类分析和Hough变换等方法,完成复杂目标图像的提取,并实现较高精度的定位.实验结果表明,所提出的算法对复杂背景、不均匀光照和噪声等影响因素不敏感,正确识别率能达到85%.
基于新型Sm ith预估器的网络控制系统
杜锋, 钱清泉, 杜文才
2010, 23(1): 65-70. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1218) PDF 657KB(488)
摘要:
提出了一种针对网络时延和被控对象时延的新型Smith预估器,以便有效地抑制网络时延对网络控制系统性能的影响.该预估器不包含网络时延预估模型,无需对网络时延进行在线测量、估计或辨识,适用于网络时延为随机、时变和不确定的网络控制系统.仿真结果表明,在网络时延大于1个乃至数十个采样周期的情况下,基于该新型Smith预估器的网络控制系统具有较强的鲁棒性,且具有良好的动态性和抗干扰能力.
基于微粒群算法的多目标列车运行过程优化
余进, 何正友, 钱清泉
2010, 23(1): 70-75. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1966) PDF 859KB(740)
摘要:
为客观地描述列车的运行过程,建立了列车运行过程的多目标优化模型,并用微粒群算法求解该模型.针对多目标微粒群优化(MOPSO)算法的不足,提出了相应的改进措施和解的多样性保持策略.仿真结果表明,提出的优化列车运行过程的改进MOPSO算法可以在一次运行过程中获得多组列车操纵控制策略,清晰地显示出各性能指标随控制策略变化的趋势,控制序列转换次数大大降低,每组控制策略都可以在能耗、运行时间和停靠准确性之间获得很好的折衷效果,可以根据列车运行状况选择恰当的策略控制列车,以获得预期的结果.
基于定长帧的组播QoS路由技术
汪海鹰, 曾华燊, 李季
2010, 23(1): 76-81. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1098) PDF 895KB(597)
摘要:
为高效利用网络资源且平衡负载,结合物理帧时槽交换技术,提出了基于定长帧的组播机制和QoS路由算法MRBP.该算法在满足带宽和时延要求的基础上,最小化时延和平衡节点负载,达到组播树总体时延较小并优化利用网络资源的目的.仿真结果表明,基于该算法建立的组播树具有较好的网络负载平衡性,并能够对服 务质量提供较好的保证.
无链表图像感兴趣区域编码算法
潘波, 杨根庆, 孙宁
2010, 23(1): 82-86. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(899) PDF 1221KB(500)
摘要:
针对基于链表实现的感兴趣区域编码算法占用存储资源较多的问题,提出了一种无链表的编码算法.在SPIHT(等级树集合分裂)编码过程中,采用标志位图表示系数和集合的重要性信息;优先编码感兴趣区域,利用队列缓存非感兴趣区域系数和集合信息;编码非感兴趣区域时,从队列中恢复编码所需的重要性信息.编码过程不需要提升感兴趣区域小波系数,能实现感兴趣区域重建质量的精确控制.仿真实验表明,该算法优于提升小波系数的感兴趣区域编码算法;当编码码率为1 bpp(比特/像素)时,其存储需求仅为链表实现的感兴趣区域分离编码算法的1/10.
直供方式下综合地线对牵引回流的影响
董安平, 张雪原, 邓明丽, 陈纪刚, 吴广宁
2010, 23(1): 88-94. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1149) PDF 795KB(531)
摘要:
为探讨高速、重载运营条件下牵引回流的分布规律,通过分析钢轨和综合地线电路,获得了钢轨和综合地线的等效阻抗,进而得到牵引电流在钢轨和综合地线之间的分配比例.根据遂渝线无砟轨道试验段典型参数计算出综合地线上最大电流为牵引回流的19. 7%,与实际测量结果吻合.
基于移动Agent的MANET多约束QoS路由算法
张毅, 冯力, 陈炜, 张秀梅
2010, 23(1): 94-98. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(873) PDF 743KB(480)
摘要:
针对节点能量和可用带宽2个约束条件的问题,提出了一种基于移动Agent的QoS路由算法.该算法利用移动Agent采集网络中各节点的详细信息,以最大链路的生存时间作为选择路由的基础,增强了路径的稳定性;采用多路径策略,以缩短路由重构的时间;优先选择剩余能量多的节点,延长了网络的生存时间.利用网络仿真工具NS2进行的仿真实验结果证明,与AODV协议相比,该算法具有较高的包传输率和较低的端到端平均延时
混合励磁同步发电机电压控制原理分析与实现
付兴贺, 邹继斌, 齐文娟
2010, 23(1): 99-104. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(996) PDF 707KB(539)
摘要:
为解决永磁发电机输出电压不可控的问题,研究了一种新型结构的混合励磁同步发电机.利用有限元方法计算了电机中永磁和电励磁的磁场分布.根据对永磁发电机输出电压的要求,制定了励磁调节系统的控制策略,讨论了调节过程.为验证混合励磁同步发电机的电压调节能力,设计制造了2. 5 kW实验样机及励磁调节系统,并进行实验测试.结果表明:空载运行时,混合励磁同步发电机输出电压为永磁与电励磁部分的合成电势;负载运行时,随着负载的增加,通过调节励磁电流的大小改变了气隙磁通,输出电压稳定在135 V.
放射形专用线取送车模型及算法
牟峰
2010, 23(1): 104-111. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1053) PDF 867KB(607)
摘要:
为了解决放射形专用线取送作业的合理取送顺序、取送时机和取送次数问题,用定性与定量相结合的方法,建立了取送车模型,设计了求解模型的蚁群遗传算法.模型及其算法适用于求解多种到发车流形式的放射形专用线取送车问题,并可自适应地生成各种取送作业组织方式,实现了取送方案的整体最优,克服了固定取送作业方式的缺陷.算例仿真结果表明,取送次数从传统方法的30次减少到18次,减小了作业车的总车小时消耗.
基于航线网络运力优化分配的机队规划方法
孙宏, 张培文, 汪瑜
2010, 23(1): 111-115. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(2109) PDF 680KB(702)
摘要:
根据预测的航线运输生产指标,以利润最大化为优化目标,综合考虑机型的技术经济性能和市场需求、航班频率资源、机组的有效飞行实力等因素,确定各航线上航班频率与使用机型的最优组合,再根据机型的平均利用率确定相应的机队配置方案.对5种机型、60条航线的机队规划问题进行仿真,结果表明该方法对航线客流量的波动具有一定的鲁棒性.
低空空域飞行冲突风险研究
王世锦, 隋东
2010, 23(1): 116-123. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1049) PDF 983KB(857)
摘要:
为了确定低空空域内航空器飞行的安全间隔和风险概率,基于国际民航组织标准和我国民航局规定,根据航空器动力学原理,采用看见避让(see and avoid)原则,在飞行规则、能见度要求、反应时间、航空器速度以及盘旋坡度角或航空器爬升角度等约束条件下,建立了同高度对头飞行冲突和交叉飞行冲突的冲突避让轨迹数学模型,并根据HCR(human cognitive reliability)理论建立了飞行员反应失效概率模型.数值分析结果表明,低空空域航空器同高度对头相遇存在一定的违反安全间隔的风险概率,而同高度交叉相遇飞行的航空器能安全解脱冲突.
城市主干路路段行程时间估计的BPR修正模型
姜桂艳, 李继伟, 张春勤
2010, 23(1): 124-129. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1040) PDF 935KB(521)
摘要:
为提高城市主干路交通流平均行程时间的估计精度,根据路段上游检测器采集的截面流量,建立了3种BPR (bureau ofpublic roads)修正模型,包括全状态累积流量BPR修正模型、分状态标定的BPR模型和分状态累积流量BPR修正模型.仿真结果表明:全状态累积流量BPR修正模型明显优于传统的BPR模型;分状态标定的 BPR模型和分状态累积流量BPR修正模型可以进一步提高估计精度,且后者可将阻滞交通状态下的平均估计误差降低至8. 05%.
基于对交通流影响分析的直线式公交站选型优化
胡文婷, 陈峻, 万霞
2010, 23(1): 130-135. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1035) PDF 795KB(493)
摘要:
为了进行直线式公交站选型优化,根据南京市某公交站台的调查数据,考虑交通负荷、公交车占用站台时间及停靠频率因素,比较虚拟港湾式公交站与普通直线式公交站对交通流的影响,建立了沿机非分隔带虚拟港湾公交站的车流速度模型.该模型可计算车延误,并结合通行能力进行公交站选型.研究表明,单车道路段设置虚拟港湾式公交站有利;两车道路段根据交通负荷等参数确定公交站选型;公交车平均停靠时间不超过1 min时, 3车道路段设置普通直线式公交站有利.
雾天交通限速计算
史桂芳, 袁浩, 程建川
2010, 23(1): 136-140. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1248) PDF 580KB(707)
摘要:
为获得驾驶者遇到突发障碍物时制动特点的数据,在专业试车场地通过专用设备进行了试验.试验表明,制动反应时间为2. 0 s(良好路况)或2. 5 s(一般路况)可满足大多数驾驶者的需要.将车辆的制动过程简化为制动力增长阶段和持续制动阶段,给出了雾天限制车速的计算方法.各种能见度下对应的限速计算值和推荐值为雾天的交通限速控制措施提供了理论依据.推荐值与美国犹他洲相应规范的推荐值接近,与我国《道路交通安全法》中对低能见度时的车辆限速规定相比偏大.
基于Lyapunov稳定性的船舶航向保持非线性控制
张显库
2010, 23(1): 140-143. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1085) PDF 525KB(530)
摘要:
为简化船舶航向保持非线性控制器设计的过程,通过构建Lyapunov能量函数,将设计步骤由2步变为1步,减少了控制器参数的整定数量,避免了非线性控制律对消系统的非线性项.以实际船舶为例,结果表明,采用以上方法设计的非线性简化控制器具有一定的鲁棒性,主要控制指标良好,施舵合理.
大熊猫生境评估系统的设计与实现
杨武年, 谢洪斌, 简季, 南希
2010, 23(1): 144-149. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(832) PDF 1337KB(504)
摘要:
512汶川地震导致川西高原生态环境严重破坏,为了科学、快速、实时地对川西高原大熊猫栖息地进行评估,以景观生态学和空间分析为理论基础,利用VB.NET平台和ArcEngine工具设计、实现了大熊猫生境评估系统,并提出了基于栅格数据提取适宜面积核心斑块和潜在廊道的方法.该系统良好的交互性可方便用户实现生境评估与保护区景观格局设计,为保护大熊猫生态环境提供决策支持.
一种改进的GPS模糊度白化滤波算法
黄张裕, 陈苏娟
2010, 23(1): 150-155. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1183) PDF 874KB(451)
摘要:
在深入分析白化滤波去相关算法的基础上,对白化滤波算法进行了改进,以改善GPS模糊度解算中的去相关效果.在改进算法中,对模糊度协方差矩阵的元素进行排序处理,以保证矩阵分解的有效性,改善去相关效果,提高模糊度离散搜索效率和质量.数值模拟结果表明,该算法不受维数限制,对低维和高维都能成功解算,具有较强的适用性和良好的去相关效果,能提高动态模糊度解算的效率
流动注射-光度法测定亚硝酸盐
龚正君, 陈国和, 肖新峰, 张新申
2010, 23(1): 156-159. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(766) PDF 584KB(422)
摘要:
为快速测定微量亚硝酸盐,建立了一种新的测定亚硝酸盐的方法流动注射-催化光度法.该方法结合流动注射技术,以亚硝酸盐对氯酸钠与亚甲基蓝发生的褪色反应有催化作用的研究结果为基础.最优试验条件下,在5~150g/L和150~1 000g/L范围内吸光强度与NO-2的质量浓度呈良好的线性关系,该方法的检出限为1g/L.对质量浓度为10和100g/L的NO-2分别进行了11次连续测定,相对标准偏差分别为3. 1%和4. 6%.用此方法检测河水和地下水水样中的亚硝酸盐,标准偏差为1. 1% ~3. 4%,加标回收率为97. 6% ~100. 3%.
准好氧矿化垃圾床处理渗滤液的试验研究
张爱平, 刘丹, 刘咏, 王玉琦
2010, 23(1): 160-165. doi: 10. 3969/.j issn. 0258-2724. 2
摘要(1012) PDF 915KB(439)
摘要:
在用实验室矿化垃圾填充的准好氧生物反应床上,对渗滤液进行了1次过流处理.结果表明,当每立方米矿化垃圾的水力负荷为40 L/d、有机负荷(以化学需氧量计)为480 g/d、氨氮负荷约为12 g/d时,渗滤液中化学需氧量的去除率为92%以上,处理前后渗滤液中有机物由26种减少到10种,对氨氮和总氮的去除率分别为98%和96%以上.随着氨氮负荷的增大,当进水TN为523~2 611 mg/L时,去除率保持在75% ~96%之间.因此,准好氧矿化垃圾床同时实现了对渗滤液中有机污染物和氮污染物的处理,能承受较大氮负荷的冲击.

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