交通运输工程学报

基于光纤光栅测试技术的沥青路面温度场实测

董泽蛟, 李生龙, 温佳宇, 冷真 — 2014-04-30

董泽蛟, 李生龙, 温佳宇, 冷真基于光纤光栅智能测试技术,建立沥青路面温度信息长期实时监测系统,以实现沥青路面温度连续监测。采用高精度热电偶进行路面沥青层的温度测试,用以进行现场光纤光栅温度传感器的修正; 采用光纤光栅温度传感器对沥青路面绝对温度进行实时监测。分析结果表明:路面内部温度在下午2:00～4:00达到最高值,凌晨4:00～6:00降至最低值,且上午9:00～12:00温度上升较快,下午4:00～6:00温度下降较快; 随沥青路面深度的增加,沥青路面内部温度变化的幅度与速率均逐步减小,且达到峰值或谷值的时刻相对滞后; 沥青路面内部温度随着气温的变化而变化,随季节气候变化而同趋势改变; 全年气温最低值出现在1月初,之后温度开始逐渐升高。交通运输工程学报. 2014 14(2): 1-6,13.

水泥稳定沥青路面铣刨料力学性能分析

林通, 邝宏柱, 胡力群, 焦生杰, 宋世杰 — 2014-04-30

林通, 邝宏柱, 胡力群, 焦生杰, 宋世杰结合陕西渭南G108线二级公路大修工程,设计了6种水泥稳定沥青路面铣刨料配合比。通过室内试验研究了水泥稳定沥青路面铣刨料的击实特性,成型试件后通过力学试验,研究了水泥用量、铣刨料组成、温度以及养生龄期对混合料无侧限抗压强度、抗折强度和抗压回弹模量的影响规律。分析结果表明:水泥稳定沥青路面铣刨料的最大干密度随着面层和基层铣刨料含量的增加而减小,而最佳含水量随之增大; 水泥稳定沥青路面铣刨料的抗压、抗折强度及其抗压回弹模量均随养生龄期和水泥用量的增加而增大,但随着试验温度升高而下降; 掺入新碎石有助于提高混合料的强度和模量。在使用合理的情况下,水泥稳定沥青路面铣刨料的强度可达到3.2 MPa,能够满足除特重交通以外的路面基层要求。交通运输工程学报. 2014 14(2): 7-13.

临近既有线基坑支护影响因素的正交分析

沈宇鹏, 王辉煌, 荆鹏, 田亚护, 付小雁 — 2014-04-30

沈宇鹏, 王辉煌, 荆鹏, 田亚护, 付小雁以既有线的轨道水平作为控制标准,对基坑尺寸、既有线形式与支护形式等影响因素进行正交优化分析,并与现场沉降结果进行对比。根据极差和方差分析方法,确定了临近既有线轨道水平的影响因素的重要性顺序,分析了是否考虑渗流影响下的的轨道水平。分析结果表明:临近既有线轨道水平的影响因素的重要性顺序依次为基坑宽度、既有线路基高度、既有线股道数量(路基面宽度)、基坑深度、支撑点位置、支撑强度、桩长和基坑距坡脚距离; 在支护参数中,第1道支撑点位置是主导因素; 当考虑渗流后,轨道水平将大大增加。建议在施工过程中,优先考虑基坑宽度因素,且临近既有线的开挖必须在止水条件下进行,应采用优化参数的结构形式,使得轨道水平在3.0 mm范围内。交通运输工程学报. 2014 14(2): 14-20.

膨胀土边坡浅层破坏稳定性分析

肖杰, 杨和平, 李晗峰, 唐咸远 — 2014-04-30

肖杰, 杨和平, 李晗峰, 唐咸远应用南宁膨胀土开展低应力下的常规饱和慢剪、固结快剪、快剪试验,获得了抗剪强度随竖向应力的变化规律,分析了低应力对抗剪强度的影响。进行了75、100、200、300 kPa竖向压力下的残余强度试验,运用Seep/W和Slope/W软件,考虑降雨入渗条件,采用M-P、Ordinary和Bishop三种极限平衡法对各抗剪强度下膨胀土边坡的稳定性进行对比分析。分析结果表明:各抗剪强度受低应力的影响显著,均呈非线性,可用幂函数表达; 饱和慢剪强度在低应力时最小,高应力时最大; 采用含低应力饱和非线性慢剪强度进行边坡稳定分析结果与实际发生的浅层破坏吻合。交通运输工程学报. 2014 14(2): 21-27.

基于熵值理论的泥石流评价因子选取

王英杰, 王磊, 荣起国, 熊东 — 2014-04-30

王英杰, 王磊, 荣起国, 熊东针对地质灾害危险度评价中评价因子权重确定方法的缺陷,依据最小熵分析理论,将评价因子形成线性无关的成分,根据评价因子对泥石流系统贡献率的大小进行评价因子优选与权重的确定,将权重代入经典的泥石流危险度评价模型进行评估,并将评估结果与计算结果进行了对比。分析结果表明:优选出的主要评价因子为一次泥石流最大冲出量、频率、流域面积、主沟长度、主沟床弯曲系数、植被覆盖率、松散固体物质储量、流域切割密度和泥沙补给段长度比,得到的权重分别为0.235 3、0.235 3、0.079 1、0.079 1、0.079 1、0.079 1、0.073 0、0.073 0、0.073 0; 极度、重度、中度和轻度危险的泥石流沟分别为3、3、6、0条,评价结果与研究区泥石流的实际情况和发展趋势吻合度较高,从而证明将最小熵分析理论应用到地质灾害评价领域的可行性。交通运输工程学报. 2014 14(2): 28-33.

高速列车制动盘泵风效应分析

左建勇, 罗卓军 — 2014-04-30

左建勇, 罗卓军为研究列车运行过程中制动盘泵风特性,建立了列车、轨道、制动盘及其附近空气流场的有限元模型,采用动网格流固耦合仿真方法,计算了制动盘泵风功耗,分析了制动盘泵风对牵引功率的影响。以运行速度为300 km・h^-1的4动4拖8辆编组列车为例,进行了制动盘泵风效应的仿真与对比分析。分析结果表明:制动盘泵风功耗与列车运行速度成正比,每辆车泵风功耗为54～70 kW,泵风阻力矩与制动盘安装位置无关,主要受制动盘转动速度影响; 随列车运行速度的提高,制动盘泵风功耗占比略有下降,当列车运行速度由200 km・h^-1提高为400 km・h^-1时,制动盘泵风功耗占比由12%降低为8%; 封堵制动盘进风口可以降低泵风功耗的影响,当列车运行速度为300 km・h^-1时,封堵制动盘进风口后,列车制动盘泵风功耗由原来的489 kW降低为68 kW,泵风功耗占基本阻力功耗的比例由原来的9.0%降低为1.3%,改善效果显著。可见,从泵风功耗角度探索优化高速列车制动盘散热筋结构具有较大的现实意义。交通运输工程学报. 2014 14(2): 34-40,74.

曲线工况下跨座式单轨走行轮侧偏刚度对轮胎磨损的影响

文孝霞, 杜子学, 左长永, 梁志华, 赵大毅 — 2014-04-30

文孝霞, 杜子学, 左长永, 梁志华, 赵大毅基于车辆轮胎磨损理论,研究了走行轮侧偏刚度对走行轮侧偏力和导向轮、稳定轮径向力的影响,分析了单轨车辆曲线运行时,走行轮摩擦功随轮胎侧偏刚度的变化趋势。分析结果表明:受导向轮、稳定轮径向力影响,随着走行轮侧偏刚度增加,走行轮侧偏力逐渐增大; 当走行轮侧偏刚度处于1～120 kN・rad^-1范围时,走行轮侧偏力与侧偏角处于线性范围,侧偏角呈现微量变化; 当侧偏刚度超过120 kN・rad^-1时,侧偏角迅速增大,进入非线性区域。基于轮胎磨损指标,随着走行轮侧偏刚度增加,走行轮磨损量以1.2% 的速率增加。走行轮侧偏刚度还将影响车辆曲线通过性,过小的侧偏刚度不利于形成摇头力矩,通过性能变差。在保证车辆良好通过性前提下,尽量减小走行轮磨损,其侧偏刚度设计值推荐为9.37 kN・rad^-1。交通运输工程学报. 2014 14(2): 41-48.

受电弓主动控制综述

鲁小兵, 刘志刚, 宋洋, 韩志伟 — 2014-04-30

鲁小兵, 刘志刚, 宋洋, 韩志伟为了抑制弓网耦合振动,提高高速列车集流能力,综述了受电弓主动控制研究过程中弓网系统建模、控制目标与测量系统、控制算法、操动机构及其安装、试验验证等5个关键环节的研究进展,分析了弓网模型对接触力仿真结果精度和计算时间的影响、不同控制算法的优缺点和操动机构的选择方法,展望了受电弓主动控制在模型优化、算法设计和信号修正等方面的未来研究重点。分析结果表明:在受电弓主动控制研究中,弓网模型的建立要同时考虑对系统关键因素的表征与计算效率,控制目标的选取以能反映受流质量为准则,量测系统需尽量减少机车扰动对量测结果可靠性的影响,控制结构不能影响原有升弓机构的工作,这些与控制算法的实时性与执行机构的高效性一起共同决定了受电弓主动控制的实用效能。交通运输工程学报. 2014 14(2): 49-61.

船舶底部纵剖轮廓线扫描测量方法

吴俊, 丁甡奇, 余葵, 李晓飚, 马希钦 — 2014-04-30

吴俊, 丁甡奇, 余葵, 李晓飚, 马希钦分析了船舶底部纵剖轮廓线的单点测量原理,利用声波测量组件往复扫描,测量多个吃水部位,将船舶航速、扫描距离、扫描速度等数据进行有效处理,提出了一种新的基于单波束声呐传感器的船舶底部纵剖轮廓线测量方法。以声波接收场的面积为约束条件,给出了船舶底部边缘的判断判据,推导了船舶底部轮廓线的重构公式,并利用小比尺船模进行仿真试验。试验结果表明:当船舶航速为2 cm・s^-1时,测得19个轮廓点数据,船艏、船艉吃水分别为2.91、3.09 cm,吃水差为0.18 cm; 当船舶航速为4 cm・s^-1时,测得10 个轮廓点数据,船艏、船尾吃水分别为2.79、3.15 cm,吃水差为0.36 cm。所有测点一致性较好,船舶航行姿态与实际相符。交通运输工程学报. 2014 14(2): 62-67.

载荷转移对半挂汽车列车转弯制动稳定性的影响

李臣, 李兴虎, 周炜, 张红卫 — 2014-04-30

李臣, 李兴虎, 周炜, 张红卫建立了半挂汽车列车转弯制动的动力学模型,通过实车道路试验验证了模型的可信度。通过模型仿真,分析了转弯制动过程中同轴左、右车轮垂直载荷的变化情况,研究了载荷变化对车轮抱死顺序和制动稳定性的影响与提高制动气室压力对转弯制动稳定性的影响。仿真结果表明:当制动气压最大值为0.62 MPa时,转弯制动过程中牵引车转向轴右侧车轮的垂直载荷由12.00 kN增加到23.00 kN,左侧车轮由12.00 kN减小为0.66 kN,载荷转移明显; 制动气压最大值提高后,载荷转移具有相同的规律,影响了同轴左、右车轮的抱死趋势和ABS起作用的时间; 当制动气压最大值从0.62 MPa增加到1.50 MPa时,牵引车与半挂车的折叠角由0.73 rad减小为0.67 rad,制动稳定性提高。交通运输工程学报. 2014 14(2): 68-74.

交通拥堵环境下的城市出租车候时费优化模型

袁长伟, 米雪玉, 吴群琪, 韦达利 — 2014-04-30

袁长伟, 米雪玉, 吴群琪, 韦达利基于经济学需求理论,将出租车收入分为起步费、里程费与候时费。以出租车运力为约束条件,考虑了高峰时段与非高峰时段的出租车收入影响因素,分析了候时费对出租车需求与收入的影响程度,构建了交通拥堵环境下出租车候时费优化模型。根据北京市出租车市场的实际状况,以原有方案、调整方案与提出的方案3种方案进行实例验证。分析结果表明:当出租车起步费分别为12、14、12元,单位里程费分别为2.0、2.3、2.0元・km^-1,候时费分别为24.0、55.2、55.2元・h^-1时,出租车收入分别为669.9、504.9、675.9元; 在调整方案下,出租车需求下降46.1%,出租车收入下降25%; 在提出的方案下,出租车需求下降18.5%,出租车收入与原有方案基本保持稳定。基于现有的出租车费用结构,提出的方案能较好地实现出租车需求与收入的调控目标。北京市的出租车价格改革方案宜稳定或降低起步费与里程费,提高候时费。交通运输工程学报. 2014 14(2): 75-81.

城市用地再开发下交通拥挤预检方法

王艳丽, 董治, 吴兵, 李林波 — 2014-04-30

王艳丽, 董治, 吴兵, 李林波根据系统分析的方法,建立了交通状态与拥挤程度评价指标体系。根据路网交通拥挤率和路网交通拥挤促成度2个指标,评价了交通拥挤的影响程度,确定了交通合理性的判断标准,建立了城市用地再开发下交通拥挤预检方法,以马里兰州部分地区的无再开发、住宅再开发、住宅与就业再开发3种方案为例进行实例验证。分析结果表明:在第1种方案下,小汽车分担比、平均出行距离、总行驶里程、总行驶时间、总车辆延误、拥挤车道里程、车辆延误指数和拥挤车道里程比分别为93.70%、24.98 km、225 817 698 km、5 369 291 h、2 038 880 h、4 686 km、0.380、0.180; 在第2种方案下,上述指标分别为92.48%、24.78 km、219 992 101 veh、5 227 303 h、1 831 190 h、4 320 km、0.350、0.166; 在第3种方案下,上述指标分别为92.22%、24.82 km、219 023 166 km、5 342 457 h、2 062 041 h、4 422 km、0.386、0.169; 3种方案的路网交通拥挤度分别为0.280、0.258、0.278,但第3种方案下的车辆延误和车辆延误指数增加,第2种方案对交通拥挤具有轻微缓解作用,优于其他2种方案。交通运输工程学报. 2014 14(2): 82-89.

基于DSPN的高速磁浮运控系统越区切换模型

曹源, 张玉琢, 马连川, 孙雅晴, 穆建成 — 2014-04-30

曹源, 张玉琢, 马连川, 孙雅晴, 穆建成考虑38 GHz毫米波通信中断与信道占用因素,依据磁浮运控系统越区切换流程建立了确定与随机Petri网(DSPN)模型,对单一移动终端(MT)和冗余MT两种结构进行了比较,研究了基站间距和列车运行速度对单一MT和冗余MT两种结构越区切换可靠性的影响。研究结果表明:冗余MT越区切换性能明显优于单一MT,后者的停车概率约为前者的3×10⁴倍; 越区切换成功率随列车运行速度的提高而降低,随基站间距的减小而降低; 在极端情况下,即列车以500 km・h^-1运行,且相邻基站间距为500 m,冗余MT和单一MT越区切换成功率只有98.50%和97.85%。研究结论为磁浮运控系统车地通信子系统的服务质量优化与移动小区设置提供了依据。交通运输工程学报. 2014 14(2): 90-96.

Web多维数字航道监控平台

潘明阳, 刘涛, 王德强, 赵德鹏, 张新宇 — 2014-04-30

潘明阳, 刘涛, 王德强, 赵德鹏, 张新宇基于二维电子航道图和三维航道模型,提出了一种新的Web多维数字航道监控平台。基于Java设计了Web多维数字航道监控平台架构。为了加快平台的绘制速度,基于四叉树空间数据组织和数据预读策略对多维数字航道模型进行优化。为实现大范围的航道动态监控,研究了航道中船舶与航标动态信息的数据组织、获取、绘制和查询,提出了一种基于折半抽稀的动态目标图层绘制算法与一种基于光线投射的三维空间动态目标拾取算法。测试结果表明:平台运行稳定、平滑,通过Web在一个统一的框架下同时展现航道地形、码头设施和建筑物构成的三维航道模型和二维电子航道图,实时动态监控辖区内的船舶和航标。交通运输工程学报. 2014 14(2): 97-103，126.

面向车联网的无线网络试验床

段宗涛, 康军, 唐蕾, 卢明明, 王栋, 王超 — 2014-04-30

段宗涛, 康军, 唐蕾, 卢明明, 王栋, 王超考虑车联网中待测节点的快速移动性及实现方式多样性等特点,应用网络断层扫描技术,设计并实现了一种面向车联网的无线网络试验床。试验床主要包括网络性能测量单元和测试区域上下游探测单元。用试验床测试了车联网中测试车快速移动对网络性能的影响。测试性能指标包括网络往返延迟、网络丢包率、网络平均吞吐率等。测试结果表明:随车联网中测试车平均行程速度的增大,无线网络性能指标呈下降趋势。当测试车平均行程速度达到70 km・h^-1以上时,各项性能指标与20 km・h^-1时相比下降明显,网络平均往返延迟增加约2.4倍,丢包率提高约10倍,网络平均吞吐率下降约2.6倍。可见,试验床能够实现对车联网无线网络性能指标的有效测量和评估。交通运输工程学报. 2014 14(2): 104-111.

交通运输数据标准研究现状与发展

张绍阳, 葛丽娟, 安毅生, 曹金山 — 2014-04-30

张绍阳, 葛丽娟, 安毅生, 曹金山分析了中国交通运输数据标准的编制现状和管理现状,将交通运输数据标准分为管理标准、数据定义标准、交换标准和接口实现标准4类。分析了数据在产生、存储、交换以及应用环节的标准化需求,并与编制现状进行了对比分析。论述了交通运输数据标准管理和总体规划、数据定义、数据存储、数据交换和决策支持应用5方面的标准研究现状以及存在的不足。分析结果表明:当前标准管理和总体规划主要采用自下而上和标委会分别负责的模式,存在标准归口重叠和总体规划研究不足的问题。在数据定义标准方面,现有基础标准过于强调满足应用系统的需要,使得基础标准的基础性不足,造成数据定义标准缺乏体系。在数据存储方面,数据存储标准的研究制定尚属空白。在数据交换方面,各业务系统已经制定一些内部标准,但尚缺乏一种开放的、系统的共享和交换机制。在决策支持应用方面的研究缺乏针对准确数据、大数据的决策支持方法。建议成立交通信息基础性标准工作组,加强数据标准的总体规划研究并协调标委会之间的工作; 在标准建设方面应加强顶层设计; 同时应加强交通运输决策支持方法研究。交通运输工程学报. 2014 14(2): 112-126.