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期刊信息/Journal information
交通运输工程学报
交通运输工程学报

陈荫三

双月刊

1671-1637

jygc@chd.edu.cn

029-82334388

710064

西安市南二环路中段

交通运输工程学报/Journal Journal of Traffic and Transportation EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
正式出版
收录年代

    船舶碳捕集、利用与封存技术综述

    卢明剑董胜节严新平李珂...
    1-19页
    查看更多>>摘要：追踪了国内外围绕船舶碳捕集、利用与封存(CCUS)技术开展的研究,梳理了重点内容和主要研究成果;从CCUS不同技术路径的优缺点出发,分析了 目前CCUS技术在船舶上的应用可行性;针对发展迅猛的液化天然气船舶,提出了开展CCUS的技术路线;总结了 目前船舶CCUS技术存在的问题,针对性地提出了建议,并探讨了船舶CCUS关键技术的发展方向.研究结果表明:船舶CCUS技术可以在短期内显著减排,且适用于营运和新造在内的绝大多数含碳燃料船舶;国外正在积极部署船舶CCUS技术实船验证研究,但国内的研究多处于概念设计与仿真研究阶段;由于改造简单,技术成熟度高且成本低,燃烧后捕集法中的化学吸收法目前最适用于船舶碳捕集,但要解决能耗高和系统尺寸大等问题,需加快探索性能更优良的先进化学溶剂及更具革命性的捕集方法;液态存储是目前最成熟的存储方式,但还需要提升其安全性与经济性;亟需加快构建以大型CO2运输船为主的储运方式,推进港口与海洋平台CO2转驳、接收的基础设施建设;CO2在海洋油气田驱油驱气、淡化海水及能源催化重整等领域应用前景广阔,但船舶CO2利用技术亟待规模化、产业化和相关产业技术协同发展;将液态CO2或干冰进行海洋封存是未来的发展趋势,但亟需完善相关标准和法律法规,推动封存配套装备和技术开发;需要探索出一整套标准化、系统化的碳排放管理模式,推动CCUS技术配套发展,构建完整、绿色、经济、高效的船舶CCUS产业链.

    船舶工程碳捕集碳封存碳排放航运业碳减排

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    面向长寿命的既有高速公路沥青路面延寿设计综述

    吕松涛赵霈鲁巍巍彭幸海...
    20-49页
    查看更多>>摘要：面向中国长寿命公路建设工程的需求,介绍了中国、美国和欧洲各国长寿命沥青路面的基本概念和发展历程,总结了中国和欧美国家长寿命沥青路面设计理论与方法的研究和发展现状,梳理了欧美国家既有沥青路面检测与评价、延寿处治设计方法,论述了中国典型既有沥青路面延寿设计方法的研究与发展现状,对比分析了不同新建道路长寿命设计方法和既有沥青路面延寿设计方法的优缺点和适用性.研究结果表明:目前尚未形成统一的长寿命沥青路面设计标准,研究与应用仍处于发展完善阶段,长寿命沥青路面依旧是未来路面领域的研究热点;耦合交通与环境因素,建立多指标控制的长寿命沥青路面设计体系是今后应重点研究的方向;长寿命沥青路面结构设计在今后将向非线性、多维度、概率型和动态化转变;基于结构层寿命逐层递增的长寿命沥青路面延寿设计方法可使沥青路面结构使用年限翻一番,相关工作可为既有沥青路面延寿设计方法和体系的构建及应用提供有价值的参考和见解,以满足中国长寿命公路建设工程发展需求;既有沥青路面延寿设计是道路工程可持续发展的重要课题,未来应加强长寿命沥青路面技术的研究和推广,提高路面的综合质量,满足不断增长的道路运输需求,为建设优质、高效、绿色、安全的交通基础设施做出更大贡献.

    路面工程长寿命既有道路高速公路沥青路面延寿设计

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    基于深度学习的短期交通流预测方法综述

    崔建勋要甲赵泊媛
    50-64页
    查看更多>>摘要：针对基于深度学习的短期交通流预测问题,揭示了时空相关性建模本质,分析了建模过程中涉及的多尺度时空特性、异质性、动态性、非线性等特点,明确了基于深度学习进行短期交通流预测的核心挑战,阐述了短期交通流预测涉及的外部信息整合、多步预测与单步预测以及单体预测与集成预测等相关问题;按照网格化和拓扑化2种交通流数据组织方式,分别综述了当前最新的基于深度学习的短期交通流预测研究方向.研究结果表明:针对网格化交通流数据,当前研究主要包含了基于2D图像卷积神经网络、基于2D图像卷积神经网络与循环神经网络相结合、基于3D图像卷积神经网络3种预测建模方法;针对拓扑化交通流数据,当前研究主要包含了基于1D因果图像卷积与卷积图神经网络相结合、基于循环神经网络与卷积图神经网络相结合、基于自注意力与卷积图神经网络相结合、基于卷积图神经网络的时空同步学习4种预测建模方法;总体上,基于深度学习方法进行短期交通流预测相较于采用时间序列和经典机器学习方法获得了预测准确性上的极大提升;未来,针对物理理论、知识图谱与深度学习相结合,构建多时空数据挖掘大模型以及轻量化、可解释性、模型结构自动化搜索等维度的相关探索将成为重要研究方向.

    智能交通短期交通流预测深度学习卷积神经网络图神经网络循环神经网络

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    钢轨擦伤形成机理、检测与防治综述

    侯博文乔林川高亮秦家栋...
    65-84页
    查看更多>>摘要：针对铁路运营过程中存在的钢轨擦伤问题,从擦伤的深度、裂纹扩展角度、尺寸等方面总结了擦伤的具体形态特征,论述了钢轨擦伤的扩展过程;系统分析了钢轨擦伤的形成机理,从塑性变形和热致相变2个成因角度分析了轮轨接触压力、接触区应力应变、接触区温度变化在擦伤形成过程中的作用机制;从机车车辆性能、线路参数、轨道类型等方面明确了影响钢轨擦伤发展的主要因素;调研了基于轴箱加速度等不同方式的钢轨擦伤现场检测方法,对比分析了各种方法在擦伤检测方面的适用性;结合擦伤的形成机理与影响因素,从车辆牵引/制动控制、钢轨打磨等角度分析了擦伤防治的有效措施与策略.研究结果表明:目前对于钢轨擦伤形成机理及发展过程的研究主要采用现场调研、样本试验模拟和数值仿真等手段;由轮轨之间的大蠕滑、滑动状态所引起的钢轨母材极限变形、热致相变是钢轨擦伤形成的主要原因,列车运行状态、线路平纵断面参数和线下基础类型等因素会影响轮轨之间的接触状态,从而诱发擦伤的形成和发展;按照钢轨擦伤的检测方式划分,目前主要可采用轴箱加速度响应法、频响函数法与涡流探测法等,但各类检测方法的精度对于不同程度的擦伤有一定差别;针对钢轨擦伤的防治方面,在擦伤形成之前,控制列车牵引/制动过程中的轮轨黏着超限对于预防擦伤较为有效,在擦伤形成后,根据擦伤的不同程度可通过分级打磨或换轨等方式来降低安全隐患.

    铁道工程钢轨擦伤形成机理影响因素防治措施

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    轨道交通列车车轮多边形磨耗机理及其影响综述

    吴丹丁旺才
    85-101页
    查看更多>>摘要：总结了近几年国内外轨道交通列车车轮多边形的研究成果,分析了导致车轮形成多边形的主要因素与发生机理以及动车组与地铁车辆多发的高阶车轮多边形不同的原因,探讨了车轮多边形的抑制措施,概括了车辆-轨道耦合动力学模型的产生与发展,总结了车辆-轨道耦合动力学仿真分析的主要成果,提出了考虑车轮多边形等轮轨周期性磨耗下的车辆-轨道系统零部件的疲劳损伤这一新研究方向.分析结果表明:车轮初始缺陷、轮轨摩擦自激振动、轮轨黏滑振动、轮轨系统P2共振、轮对固有模态振动、车轮直径与转向架组成部件引起的共振等会造成车轮多边形的发生;地铁车辆发生的车轮多边形主要是由轮轨系统P2共振所致,而高速动车组多发的高阶车轮多边形一般不是由P2共振直接引起的;提高车轮镟修质量、增加研磨子、提高车轮踏面硬度、增大扣件阻尼、变速运行等措施可以抑制车轮多边形的发展,但从车轮多边形的形成机理可知,车轮初始缺陷是起源,控制车轮初始缺陷是抑制车轮多边形形成与发展的根本,从可行性角度而言,增加研磨子是最理想的措施;当车轮存在高阶多边形后,轮轨激励频率会显著增大且范围分布更广,当激励频率与车辆某些部件的固有振动频率接近时,易引发共振,导致其动应力显著增大,影响其疲劳寿命,故分析车辆-轨道系统主要承载部件的疲劳损伤时,应考虑随机轨道不平顺以及轮轨周期性磨耗等不利因素.可见,现有研究成果基本揭示了车轮多边形的形成机理,并提出了可行的抑制措施,但考虑到列车运行环境的不确定性以及车辆-轨道耦合系统关联因素众多,分析过程难免与实际有差异,故仍需进一步深入研究.

    车辆工程动力学性能车轮多边形磨耗机理抑制措施动力学模型疲劳损伤

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    道岔护轨间隔和翼轨间隔限值合理性分析与优化

    王璞赵振华葛晶马俊琦...
    102-111页
    查看更多>>摘要：针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化方法.研究结果表明:道岔护轨位置脱轨的主要原因为车轮冲击护轨开口段导致护轨螺栓松动、护轨低头、顶部磨耗,最终造成车轮爬上护轨脱轨;现场养护维修中,护轨、翼轨间隔分布较离散,合格率较低,为68.97％～73.83％;目前的翼轨间隔限值安全裕量较大,可适当放松,为现场维修提供方便;与同号码复式交分道岔相比,单开道岔护轨开口段轮轨冲击概率略小;随着道岔号码的增大,护轨开口段冲击概率呈减小趋势;目前的护轨间隔限值设置可将车轮冲击直向护轨以及侧向护轨跟端开口段的概率控制在12％以内,但并不能有效防止侧向护轨趾端开口段的轮轨冲击,概率仍高达53.85％～75.00％;实际养护维修过程中,建议将护轨间隔限值修改为1 365 mm,可满足大部分主型道岔的需求,有效减少和避免护轨趾端开口段的轮轨冲击.

    铁道工程普速铁路道岔脱轨机理护轨间隔翼轨间隔现场试验

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    基于多链竞争差分进化算法的无砟轨道结构有限元模型修正

    叶玲江宏康陈华鹏冯宇轩...
    112-124页
    查看更多>>摘要：为获得更接近真实情况的轨道结构模型,提出了一种基于多链竞争差分进化算法的无砟轨道结构有限元模型修正方法;以频率振型模态为响应建立了适用于无砟轨道结构的 目标函数和似然函数,以标准马尔科夫链蒙特卡罗算法为基础,引入多链差分进化算法来解决高维参数模型效率低和收敛难的问题;引进竞争算法,利用竞争决出的失败者向胜利者学习的机制,不断迭代修正钢轨模型以提高修正精度;在此基础上,通过一个无砟轨道结构有限元模型修正数值算例验证所提方法的高效性.分析结果表明:采用Metropolis-Hastings算法和延缓拒绝自适应Metropolis算法修正后,单元参数与真实值间的最大相对误差分别为4.75％和1.35％,而采用多链竞争差分进化算法修正后,单元参数与真实值间的最大相对误差为0.28％,且模态振型向量之间的相关性接近1,说明多链竞争差分进化算法的修正精度优于另外2种算法;在分别加噪5％、10％和15％的噪声测试中,采用Metropolis-Hastings算法和延缓拒绝自适应Metropolis算法修正后,参数误差达到了9％左右,而采用多链竞争差分进化算法模型修正后,参数误差均在5％以内,进一步证明了多链竞争差分进化算法良好的鲁棒性.由此可见,多链竞争差分进化算法可以为解决复杂环境导致测试信息不完备的无砟轨道结构有限元模型修正提供一种新手段.

    轨道交通轨道结构模型修正多链竞争差分进化算法无砟轨道结构健康监测

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    西安地区洞桩法地铁车站基础结构选型

    来弘鹏马小杰
    125-136页
    查看更多>>摘要：结合西安地层特点,依托5座在建洞桩法地铁车站实体工程,分析了不同基础型式的结构承载特性和最不利工况,选取地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起、结构允许水平位移作为评价基础结构强度及刚度安全性的基本准则,构建了洞桩法基础结构的力学模型,推导了不同破坏模式下结构的安全系数计算公式,提出了适用于西安地区洞桩法基础结构选型理论体系中各项安全系数取值建议,给出了不同地层及埋深条件下单排长桩基础和柱下条形基础的适用范围.研究结果表明:西安地区洞桩法基础结构按地基承载力、水平抗剪切、抗倾覆、基底抗隆起及结构允许水平位移等基本准则计算时,安全系数应分别不小于1.2、1.3、1.3、1.6、1.4;洞桩法的中柱基础结构选型主要受地基竖向承载力准则的影响,采用相同柱跨型式时,柱下条形基础在砂土地层中的适用性优于其在粉质黏土-砂互层和粉质黏土地层中的适用性,而单排长桩基础可通过增加桩长等方式提高结构承载力,理论上在各类地层条件下的适用性均优于柱下条形基础;边桩基础结构需要采用复合准则综合分析其适用性,柱下条形基础结构的适用性受地层条件影响较大,在粉质黏土和粉质黏土-砂互层条件下结构抗倾覆安全性难以满足要求,而单排长桩基础在各项准则下主要受自身结构强度和刚度的影响,在各类地层中的适用埋深无明显差异;西安地区洞桩法地铁车站采用单排长桩基础型式的适用性较好,而柱下条形基础可通过扩大基础宽度等方式来满足结构安全性要求.

    地铁车站洞桩法基础结构选型安全性评判准则力学模型结构安全系数

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    道砟嵌入路基土试样离散元虚拟三轴试验

    张杰聂如松李列列黄茂桐...
    137-151页
    查看更多>>摘要：采用离散元法(DEM)从宏细观角度研究了有砟轨道道砟嵌入对路基土变形特性的影响;基于三维结构光扫描系统对道砟颗粒外形进行重构,实现道砟颗粒的精细化建模;基于DEM软件PFC3D V6.0建立高度为600 mm、直径为300 mm的道砟嵌入试样与纯土试样三轴计算模型;通过有限差分法(FDM)与DEM耦合,实现三轴围压柔性加载,分别对2种试样进行三轴试验模拟;对比分析了道砟嵌入试样与纯土试样的模拟结果,明确道砟嵌入对路基土变形特性的影响.研究结果表明:围压为30 kPa时,道砟嵌入试样峰值强度为257 kPa,纯土试样峰值强度为199 kPa,相比于纯土试样,道砟嵌入会使土体承受荷载的能力降低;剪切结束时纯土试样体应变为-3.24％,道砟嵌入试样为-14.59％,道砟嵌入试样剪胀效应更为明显;纯土试样与道砟嵌入试样侧向变形机理不同,纯土试样中部产生鼓胀变形是因为其中部区域不受约束,颗粒可自由运动,道砟嵌入试样土样表层发生侧向鼓胀是因为道砟-土界面处发生的道砟嵌入对表层土颗粒向两侧挤压的排挤作用;2种试样土颗粒配位数变化趋势一致,均表现出随轴向应变先增加、后减小、最后趋于平缓的趋势,但纯土试样土颗粒配位数明显高于道砟嵌入试样;纯土试样力链沿轴向发展且分布均匀,道砟嵌入试样会在道砟-土接触界面出现明显接触力集中.

    铁道工程有砟轨道离散元法模拟虚拟三轴试验道砟嵌入柔性加载

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    基于电机架悬的转向架稳定性与控制策略

    冯遵委胡晗达杨震寰黄彩虹...
    152-165页
    查看更多>>摘要：实时调整架悬电机参数,以提高转向架的蛇行运动稳定性;建立了电机架悬转向架动力学模型,包含2个轮对、1个构架和2个电机,轮对和构架间考虑了一系悬挂装置,构架和车体间的二系悬挂装置考虑了空气弹簧和抗蛇行减振器,将2个电机考虑为一个整体并与构架弹性连接;基于高速转向架系统模型的最小阻尼比来寻找电机最优横移频率,分析了转向架参数对电机最优横移频率的影响,并针对该型转向架提出了一种能够提升蛇行运动稳定性的电机主动架悬反馈控制策略;通过开展电机主动架悬的高维车辆SIMPACK/SIMULINK联合仿真,对电机架悬控制策略进行了验证.研究结果表明:电机最优横移频率会随轮轨等效锥度的增大而增大,当轮轨等效锥度由0.3增大至0.6时,电机最优横移频率会由4.5 Hz增大到7.0 Hz;不同的等效锥度、电机质量和一系纵向刚度下,电机最优横移频率和转向架蛇行频率的差值均为1.0～1.5 Hz,因此,可通过检测转向架的蛇行频率再减去1.0～1.5 Hz获得电机最优横移频率,用电机和构架的相对位移和速度作为反馈信号,使电机能够实时获得最优架悬参数,成为理想的动力吸振器;高维数值仿真显示,电机主动架悬相比电机被动架悬可以使车轮磨耗后车辆的临界速度由370～380 km·h-1提高至500～510 km·h-1,并使构架横向加速度由2 m·s-2降低至1 m·s-2,说明提出的电机架悬控制策略可有效改善转向架的蛇行稳定性.

    车辆工程转向架稳定性电机架悬参数控制策略等效锥度

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