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期刊信息/Journal information
北京交通大学学报
北京交通大学
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北京交通大学

孙守光

双月刊

1673-0291

bfxb@bjtu.edu.cn

010-51688053

100044

北京西直门外上园村3号

北京交通大学学报/Journal Journal of Beijing Jiaotong UniversityCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是理工类综合性学术刊物，主要刊登北京交通大学的通信工程、交通信号控制、光纤技术、信息工程、计算机技术和软件及应用、土木工程、桥梁工程、建筑学、机械与电子控制、铁道机车车辆、电气工程、交通运输工程、运输管理，及应用数学物理化学等。读者对象为从事理论研究、工程开发的科研人员及相应的管理人员、有关高校的教师、研究生等。
正式出版
收录年代

    铁路车站列车运行仿真和进路优化算法研究

    叶文龙徐小明马静洪宇欣...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为解决列车在车站咽喉区的进路规划问题,在给定实际车站咽喉区场景、列车在咽喉区内的进路、列车长度以及车速等情况下,开展列车进路优化算法研究.首先,构建表征列车在车站咽喉区运行状况的时空网络,将进路问题看成一个有限资源的时空分配问题,并建立问题的网络流模型.其次,开发基于离散事件模型的算法,仿真给定列车优先权顺序条件下车站咽喉区内的行车计划,得到可行的列车进路方案.再次,基于禁忌搜索(Tabu Search,TS)算法开发列车优先权顺序优化算法,得到行车作业时间延误最小的进路方案.最后,以某车站咽喉区为研究场景进行分析.研究结果表明:提出的基于TS的列车作业优先权算法能够有效疏解列车在车站咽喉区内的进路冲突,优化列车的延迟时间和等待时间,并在4 min内达到收敛得到满意的进路方案.

    铁路运输车站进路优化禁忌搜索列车作业顺序离散事件

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    轨迹数据驱动的高速公路事故风险研判

    董春娇许博李鹏辉庄焱...
    12-21页
    查看更多>>摘要：针对高速公路行驶路段全程封闭、车辆行驶速度高、一旦发生交通事故往往造成不可估量的损失等问题,提出一种基于随机森林(Random Forest,RF)算法筛选指标与极端梯度提升树(eX-treme Gradient Boosting,XGBoost)算法结合的高速公路事故风险研判方法.首先,通过筛选高速公路事故路段的私家车行驶轨迹数据,建立4种不同时空条件(事故上游30 km及事故前30 min、事故上游10 km及事故前15 min、事故上游10 km及事故前10 min和事故上游10 km及事故前5 min)下的事故风险研判数据基座.其次,建立了随机森林和极端梯度提升树(Random Forest and XG-Boost,RF-XGBoost)组合的事故风险研判方法,在对高速公路行驶车辆的各类运行指标进行筛选的基础上,对高速公路事故风险进行研判.最后,采用模型准确率、精确率、召回率、平衡F分数(bal-anced F Score,F1)、曲线下面积值(Area Under Curve,AUC)5个指标评价算法效果.研究结果表明:RF-XGBoost组合算法在事故风险研判上优于决策树(Decision Tree,DT)、支持向量机(Sup-port Vector Machine,SVM)和传统的XGBoost算法;RF-XGBoost算法较传统XGBoost算法的平均准确率提升了11.1%,平均精确率提升了8.9%,平均召回率提升了7.625%.在事故上游10 km及事故前10 min的时空条件下,算法的准确率可达80%,综合研判效果最好.研究结果可为高速公路私家车的事故风险研判和动态预警提供理论和方法支撑.

    交通工程交通安全随机森林算法XGBoost风险研判

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    基于时空网络建模的公交场站泊位分配优化

    于怀智康柳江杨喜梅毛雪莉...
    22-29页
    查看更多>>摘要：随着城市公共出行需求不断增大,现有公交场站难以提供充足的车辆停靠服务,本文针对公交场站泊位分配问题进行优化设计.首先,为描述公交车辆在枢纽场站内部选择泊位并完成停靠的完整过程,构建入口等待弧、进泊行驶弧、泊位停泊弧和离泊行驶弧4种时空网络弧.其次,以时空网络弧为基础,综合考虑泊位数量、公交线路特点,以最小化入口等待时长和均衡利用泊位资源为目标,建立公交泊位分配的整数规划模型,并通过引入辅助决策0-1变量线性化模型.最后,以四惠公交枢纽为例,采用Python语言编写程序并调用Gurobi优化软件进行求解,验证模型的准确性和有效性.研究结果表明:对公交停泊站台和泊位进行重新分配可以最大化利用现有资源,并有效提高公交系统运营效率,公交时间等待成本和泊位均衡使用值分别降低26 min和724 min,整体上与原方案相比效果提升近48%;开行新公交线路情况下,在优化原有线路的分配方案基础上设计的泊位分配方案,在泊位均衡使用及求解速度提高等方面效果更优.

    城市交通公交场站泊位分配时空网络模型

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    山区铁路隧道工程与区域环境耦合协调状态优化

    闫林君陈慧鑫鲍学英王起才...
    30-42页
    查看更多>>摘要：为实现山区铁路"隧道-环境"复合系统的良好协调演化发展,从微观要素视角构建"隧道-环境"系统耦合要素体系,运用耦合协调度模型分析其协调水平,采用双层复杂网络模型甄别提升隧道工程绿色化水平的主控要素,并构建"隧道-环境"耦合协调非线性优化模型(Non-Linear Programming,NLP),运用模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)以主控要素为调控变量对其演化形态进行调控优化.以某山区铁路隧道工程为例分析其与隧址区环境的耦合协调关系.研究结果表明:"隧道-环境"复合系统的耦合协调初始值为0.675 8,系统处于初级协调状态,其耦合调控主控要素为隧道断面尺寸、洞渣利用率、洞口植被恢复率、衬砌渗透系数、注浆圈渗透系数、风机功耗,当各要素优化比例分别为12.72%、38.40%、44.06%、71.25%、30.00%、23.56%时,耦合协调最优演化值为0.799 0,达到良好协调状态;所构建的模型能够有效探析"隧道-环境"的协调演化路径,可为优化隧道工程绿色设计、促进山区铁路"隧道-环境"绿色协调发展提供新思路.

    隧道工程隧址区环境耦合协调主控要素调控优化

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    基于正交试验的能源地下连续墙换热性能影响因素分析

    郑文杰蔡国庆米明昊韩锋...
    43-50页
    查看更多>>摘要：针对能源地下连续墙传热特性规律机理的研究不足问题,探讨不同因素对其传热效率的影响.首先,建立三维数值模型,将模拟数据与实测数据进行对比,对模型的准确性进行验证.然后,模拟系统运行90天的过程,采用单因素试验研究支管间距、进水温度、循环水流速、初始地温和土壤导热系数5个因素对能源地下连续墙热交换效率的影响.最后,利用正交试验,比较各因素对能源地下连续墙换热效率的影响程度.研究结果表明:增加支管间距、土壤导热系数,提高进水温度、循环水流速,降低初始地温均可以提高能源地下连续墙的换热率;增加支管间距和循环水流速在系统运行初期对换热率的提高效果优于系统运行后期,而增加土壤导热系数在系统运行后期更有利于提高换热效率;各因素对能源地下连续墙换热效率的影响程度分别为进水温度>初始地温>支管间距>土壤导热系数>循环水流速.

    岩土工程能源地下连续墙数值模拟换热效率正交试验

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    因上覆交通荷载引起的既有地下管廊结构变形响应

    马鹏飞李东彪陈新
    51-67页
    查看更多>>摘要：为探究受地表交通荷载微扰动营运综合管廊土建结构位移变形的数量级及其发展变化和规律,以宿迁城市某路网工程软土地下管廊子项目为依托,通过正分析工具Abaqus建立路面(含变化的地面车辆负荷)-地层-管廊-管周物体(如注浆体、回填土、管廊底部垫层)精细化二维有限元模型,针对不同车辆速度v、横向作用位置x和排布对称性τ等条件下的人工机动车车辆激振力对管廊结构本体的变形规律影响作计算模拟与讨论.研究结果表明:当车辆荷载对称分布在道路左、右线(τ为2)时,位于道路中央绿化隔离带正下方的管廊主体结构可产生几毫米的竖直振荡,而出现的结构水平动位移峰值则仅以数十微米计,二者远不属于一个量级;当车辆单线运行(τ为1),即仅在管廊的一侧上方施加车行动载时,管廊沿横向上表现出非一致性沉降变形,造成管廊结构整体向车辆侧发生偏转,且随车载施加区域距管廊结构顶板梁跨中截面距离x的增加,管廊两侧差异位移量变化特征为先增后减小,另外,车载能够引发结构体约1 mm的水平位移;一般地,实际道路无论是单向通车或是双向通车,增加车速v会使管廊结构浅表典型测点或其附近区域的最大垂直位移增大;各特征变量对廊体结构变形性态的影响程度排序为v<x<τ.本文工作在仿真模拟中生产了大量综合管廊变形历史经验数据,可为后期进行深度学习模型训练提供数据参考.

    综合管廊结构动态位移响应数值仿真模拟地面交通荷载微扰动标准段

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    键齿胶接缝桥面板组合梁负弯矩力学性能研究

    陈柯洁范亮陈奉民张苡齐...
    68-80页
    查看更多>>摘要：在典型连续梁负弯矩区最不利受力的情况下,针对整体桥面板与键齿胶接缝式桥面板的受力性能差异,研究多因素影响下的键齿胶接缝组合梁的受力情况和受弯承载力,提出考虑钢梁、环氧树脂胶材料、预应力钢筋和键齿形状的键齿胶接缝组合梁受弯承载力表达式.为验证键齿胶接缝组合梁的受力情况和受弯承载力表达式,设计制作了采用可拆卸高强螺栓剪力键和桥面板的钢混凝土组合梁,共计2片组合梁,其中1片采用整体桥面板(N1组合梁),另1片采用节段预制键齿胶接缝式桥面板(N2组合梁).基于试验平台开展静荷载试验且使用Abaqus软件进行有限元建模分析,研究2片组合梁的混凝土板裂缝发展、荷载位移关系、荷载应变关系、破坏模式等.研究结果表明:在破坏荷载后阶段,N1组合梁出现弯曲破坏,而N2组合梁表现为弯剪破坏,N1、N2组合梁的承载能力分别为675 kN和605 kN,N2组合梁在负弯矩区的极限承载能力降低约11%;N1组合梁曲率为20.5,延性挠度系数为5.57,截面曲率为42.46×10-6,N2组合梁曲率为30.7,延性挠度系数为6.20,截面曲率为98.42×10-6,N2组合梁相比N1组合梁延性提高约10%,截面转动能力提高约130%;N1组合梁开裂荷载较N2组合梁开裂荷载小33%,N1组合梁裂缝分布广泛,间距窄,数量多,N2组合梁的裂缝分布集中在键齿附近,间距宽,数量少;将提出的键齿胶接缝组合梁受弯承载力表达式的计算值分别与试验值和有限元值对比,发现表达式计算值与试验值和有限元值的差距均小于5%,证明了所提出表达式的可行性.

    钢混凝土组合梁承载能力胶接缝键齿有限元建模分析

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    温度荷载下全断面纤维混凝土封闭结构力学特性研究

    郭强姚明昕钱忠霞徐爱民...
    81-92页
    查看更多>>摘要：为揭示不同温度荷载下全断面纤维混凝土封闭结构的力学特性,采用有限元软件建立CRTS Ⅲ型板式无砟轨道-全断面纤维混凝土封闭结构仿真分析模型.通过潍烟高铁现场实测数据验证模型的准确性,分析整体温度荷载、温度梯度荷载及温度循环荷载作用对全断面纤维混凝土封闭结构应力应变云图的影响,研究荷载作用对全断面纤维混凝土封闭结构应力沿纵横向分布的变化规律.研究结果表明:温度荷载对高韧性混凝土全断面防水封闭结构有明显的影响;在整体温度荷载作用下,底座板中部对应位置处为温度主影响区域,轨道结构伸缩缝位置为温度敏感区;轨道结构变形为温度梯度荷载作用下全断面纤维混凝土封闭结构受力的主要影响因素;底座板边缘位置对结构层具有侧向剪切作用,在施工过程中,应做好质量控制,减少层间接触损伤的产生;全断面纤维混凝土封闭结构在温度循环荷载作用下存在应变滞后现象,根据形成的滞回圈大小可知,路肩位置和底座板边缘对应位置处结构层易产生疲劳破坏;温度循环荷载下结构层受力和温度梯度随深度和时间时刻变化,温度梯度在结构层0.02 m深度范围内较大,此位置为受力的不利位置.

    高速铁路全断面纤维混凝土封闭结构无砟轨道有限元分析温度荷载滞回圈

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    PVA纤维对高韧性修补砂浆力学性能和耐久性的影响

    孙洪斌陈志远丁一石伟...
    93-101页
    查看更多>>摘要：为进一步提升高韧性修补砂浆在侵蚀环境下的耐久性,研究聚乙烯醇纤维(Polyvinyl Alco-hol,PVA)对高韧性修补砂浆力学与耐久性能的影响规律,并分析微观作用机理.首先,制备掺加0.0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的高韧性修补砂浆试块,标准养护至3 d和28 d,测试其抗压、抗折、黏结强度与收缩性能、抗冻性能;然后,制备不同PVA掺量下的高韧性修补砂浆复合试件,干湿循环56 d后,测试试件的抗压、抗折强度;最后,采用压汞仪和扫描电镜表征砂浆的孔结构和微观形貌.研究结果表明:随着PVA纤维掺量的增加,砂浆的抗压强度先增大后逐渐稳定,抗折强度与黏结强度逐渐提升,抗冻性先提升后轻微下降;硫酸盐环境下,PVA纤维的掺入在发挥桥接作用的同时改变了砂浆孔结构,缓解了钙矾石等侵蚀产物在填充孔隙过程中产生的膨胀应力,砂浆抗侵蚀性能提高;当PVA纤维体积掺量为2.0%时,侵蚀产物过度填充而诱导基体产生更多的微裂缝,抗压强度耐蚀系数不再提升.

    修补砂浆PVA纤维力学性能抗冻性抗侵蚀性能微观结构

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    重载货车车轮磨耗及滚动接触疲劳仿真研究

    郝凯刘鹏飞王晨李雯迪...
    102-112页
    查看更多>>摘要：针对重载货车车轮磨耗演化规律及不同运行里程磨耗车轮型面滚动接触疲劳损伤行为等问题,基于车辆-轨道耦合理论、Kik-Piotrowski轮轨接触算法、Archard车轮磨耗模型、Dang Van滚动接触疲劳损伤准则,在UM软件中建立重载货车动力学模型,研究不同里程下车轮型面磨耗量、滚动接触疲劳损伤演化规律.研究结果表明:在车辆运行里程达到3.5 万km时,1、2位轮对轮缘磨耗量分别为2.04 mm、0.75 mm,1位轮对轮缘磨耗更为严重,1位轮对累积损伤分布范围比2位轮对分布更宽,而2位轮对累积损伤整体要高于1位轮对,处在踏面6～9 mm位置;随着车辆运行里程增加,1位轮对磨耗宽度更宽,处在踏面-35～36 mm位置,1位轮对最大累积损伤接触点由内向外移动,再向车轮根部移动,而2位轮对最大累积损伤接触点由外向内,再向车轮端部移动;1位轮对磨耗量最大,而滚动接触疲劳损伤要小于2位轮对,车轮磨耗量与滚动接触疲劳损伤两者之间互相抑制,促使车轮滚动接触疲劳损伤向车轮端部移动;建议车辆运行前期采用车轮润滑或者钢轨润滑降低车轮轮缘磨耗,而在车辆运行达到3.0 万km后,应重点关注车轮中部踏面5～15 mm位置损伤情况,必要时采用"研磨子"增大车轮磨耗来降低车轮损伤.

    重载货车车-轨耦合车轮磨耗滚动接触疲劳损伤系数

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