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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

    内外激励下机车齿轮磨损仿真分析

    朱海燕王梦威郑宇轩易勇...
    166-178页
    查看更多>>摘要：通过Archard磨损公式和Hertz接触模型,建立了考虑动态磨损系数的机车齿轮磨损数值仿真模型,计算了理想情况下齿面磨损分布情况;利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格,建立了齿轮磨损有限元模型,在仿真后通过MATLAB提取齿面磨损信息,并将有限元计算结果与数值仿真结果进行了对比;通过改变模型参数,研究了摩擦因数和中心距误差对齿面磨损的影响;基于多体动力学软件SIMPACK建模仿真得到了轮轨激励下从动齿轮垂向振动位移,并将其加载到有限元模型进行齿面磨损仿真计算.计算结果表明:2种计算方法得出的齿轮磨损分布情况较为一致,即主、从动齿轮最大磨损深度均在齿根处,节线处磨损深度为0,且节线两侧单双齿交替区域磨损深度均出现突变,磨损深度总量随摩擦因数的增大而增加,且均位于以节线为界靠近齿根处,当摩擦因数最大值取0.25时,磨损深度总量为3.104×10-6 mm,而齿顶处相反;当中心距误差为负时,随着中心距的减少,磨损深度总量呈增大趋势,最大值为3.313×10-6 mm,而当中心距误差为正时,随着中心距的增大,磨损深度总量变化甚微;轮轨外部激励会加剧齿根处磨损,影响齿轮寿命及行车安全.

    车辆工程机车齿轮内外激励齿面磨损摩擦因数中心距误差轮轨激励

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    基于弹性车辆系统和OTPA方法的车辆振动传递特性分析

    郭冰彬罗志翔肖乾程玉琦...
    179-192页
    查看更多>>摘要：为了准确分析轨道车辆在较宽频域范围内的振动特性及传递规律,提出了一种基于弹性车辆系统动力学仿真模型的工况传递路径分析(OTPA)方法;建立了包含柔性轮对、构架和车体的弹性车辆系统动力学模型和与之结构参数完全相同的刚体模型,从时域的角度研究了轮对、构架和车体的振动特性,并将仿真结果与实测数据进行了对比,探究了弹性处理方式对车辆振动的影响,得出了振动能量的衰减规律;从频域的角度研究了在实测钢轨垂向不平顺的激励下,弹性车辆系统的振动特性;运用OTPA方法仿真分析了钢轨垂向不平顺结合车轮多边形的复杂工况下,车辆系统从轮对到构架至车体这一自下而上的振动传递过程当中垂向振动的主要传递路径.研究结果表明:车辆系统的弹性处理方式对整车振动有重要影响,弹性模型的轮对、构架和车体的振动加速度相比于刚体模型在中低频范围内更接近实测值,轴箱、构架和车体的最大振动幅值分别为250～450、30～40、3～4 m·s-2,由轮对至构架到车体,振动幅值呈一个数量级衰减;弹性模型的平稳性指标大于刚体模型,并且速度越大趋势越明显,车辆的弹性振动对运行性能的影响随着速度的提高而增大;车辆系统在复杂工况下,振动主要通过一系钢弹簧传递至构架,再通过空气弹簧和牵引拉杆传递至车内地板.

    轨道交通弹性车辆系统工况传递路径分析钢轨垂向不平顺车轮多边形刚体模型传递路径

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    基于减速度包络线修正的新型防滑效率计算方法

    翟耕慰田春马天和陈超...
    193-206页
    查看更多>>摘要：为解决现有防滑效率计算方法准确性低、评价效果差等问题,在深入分析列车制动防滑过程中轮轨黏着系数变化规律及特点的基础上,修正了列车制动防滑过程减速度峰值包络线,使其接近理想减速度曲线,进而提出一种新型防滑效率计算方法;结合列车制动防滑系统实际工作原理,搭建了列车制动防滑效率仿真验证平台,在仿真层面验证了减速度包络线修正的正确性和新型防滑效率计算方法的准确性;在不同仿真工况下对比分析了 6种防滑效率计算方法的合理性和防滑性能评价效果,并基于实车防滑试验验证了新方法的实用性.研究结果表明:搭建的列车制动防滑效率仿真验证平台所得列车制动时间、制动距离等计算结果与相同工况下实车防滑试验结果的相对误差不超过5％,可用来验证和分析防滑效率计算方法与防滑性能评价效果;修正后的减速度峰值包络线与理想减速度曲线的相对误差不超过4.5％;当防滑控制策略不变时,新型防滑效率计算方法对列车在不同制动级位和黏着水平下的仿真结果相差不超过1.1％,试验结果相差不超过3.5％,且防滑效率均小于100％,稳定性良好;采用不同防滑控制策略时,新型防滑效率计算方法的仿真结果存在明显差异,且不同控制策略对应的防滑效率与其防滑性能正相关,能体现出不同防滑系统间的性能差异;新型防滑效率计算方法能通过实车防滑试验计算防滑效率,为实车提供了一种新的防滑性能评价手段.

    铁道车辆制动系统防滑效率减速度包络线联合仿真实车防滑试验

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    智能网联环境下近邻匝道交通耦合自组织方法

    马庆禄王欣宇张书段学锋...
    207-220页
    查看更多>>摘要：为改善智能网联环境下匝道合流区通行安全与效率问题,提出了一种近邻匝道交通耦合自组织方法,通过建立主线车流间隙与匝道车辆速度优化匹配模型,以实现对主线最外侧车道总体车头间距的优化调整,在保证汇入安全的前提下提升了近邻匝道内的车辆通行效率;选取重庆市内环快速路上东环立交附近2个近邻匝道为研究原型,利用在线地图结合无人机航拍以及定点摄像等数据采集方式对试验路段进行实地调查;在智能网联环境下,分别运用协同 自适应巡航控制(CAC C)和交通耦合自组织方法(TCS),采用Python、SUM O和TraCI对试验路段车辆运行情况进行联合仿真.研究结果表明:相较于CACC,TCS的换道次数从65.52次降至52.64次,下降了19.87％,有效缓解了近邻匝道内的交通冲突;平均延误从24.53 s降至14.39 s,下降了 70.38％,其中平峰期降低了 77.71％,高峰期只降低了 34.50％,相较于高峰期,在平峰期的运行效率提升较大;时间占有率从18.70％降至8.63％,下降了 53.86％,不同车道间的时间占有率之差降低至6.00％,即车辆在不同车道上的分布更平均;平均速度从78.31 km·h 上升至80.78 km·h-1,提升了 3.06％,有效缓解了合流区和分流区附近的减速情况.

    交通控制通行效率自组织方法近邻匝道智能网联平均交通延误

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    基于柔性时间窗的地铁货物车厢配置与装载优化

    石俊刚王松郭军华
    221-231页
    查看更多>>摘要：为缓解城市道路拥堵,提高城市物流系统周转效率,提出了利用地铁线路在非高峰时段开展货物运输;基于客货共载运输模式,在满足乘客出行需求的前提下,推算了各列车最多可挂载的货物车厢数,在此基础上进行货物车厢配置与装载方案优化;以列车货物车厢配置计划与货物装载分配方案为决策变量,考虑货物送达柔性时间窗与容量限制的约束条件,以配送服务惩罚和货物车厢挂载成本最低为 目标,构建了整数线性规划模型,并利用CPLEX优化软件进行模型求解.试验结果表明:为满足4类不同送达时限货物运输需求,方案共配置货运车厢42节,运营总成本为16 970元;随着延迟送达惩罚系数增大,货物延迟送达率呈快速降低趋势,当延迟送达惩罚系数由5元·h-1增加到100元·h-1时,延迟送达率由22.50％降至8.75％,随着提前送达惩罚系数增大,货物提前送达率同样呈现快速降低趋势,当提前送达惩罚系数由0增加到40元·h-1时,提前送达率由37.50％降低至3.75％,说明构建的模型对货物服务时效反应较为灵敏,同时有效满足货物送达服务时限要求;当某类货物惩罚系数增加时,该货物送达的提前率或延迟率会降低,整体表现为货物送达的准点率提高,服务水平得到改善,说明优化模型对不同类型货物的送达惩罚系数反应较为敏感;随着客运满载系数的增大,货物送达的准点率呈现递增趋势,货物送达提前率与延迟率总体上呈下降趋势,方案运营总成本也呈递减趋势,说明适当提高客运满载率阈值可以缓解部分列车运力,进而提高货物送达的准点率.

    铁路运输地铁货运车厢配置装载优化柔性时间窗服务水平

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    基于相对零主观算法的机场智慧化程度评价

    张锐黄卫马涛
    232-242页
    查看更多>>摘要：为了解决机场智慧化程度评价过程中遇到的指标类型繁多、覆盖范围广泛,且指标间关系错综复杂、量纲不统一、难以进行定量分析的难题,优选了传统的评价方法,并将改进后的优劣解距离(TOPSIS)法和层次分析法(AHP)进行融合,提出了专门针对机场智慧化程度评价的相对零主观(ZR)算法;为确保评价结果的准确,利用专家意见与客观判断结果对机场智慧化程度评价体系中的功能指标权重进行了计算,基于江苏省某机场通过ZR算法进行了机场智慧化程度评价.研究结果表明:2018年某机场智慧化程度评分为65.64,2022年某机场智慧化程度评分为77.08,说明机场内各项智慧智能设备在不断更新迭代,机场智慧化程度也在不断提高;2022年,机场应急保障下的二级安全运行监测指标较2018年提高了 65.7％,人身安全检查指标提高了 17.1％,应急与安全指标提高了 16.2％,主要原因在于某机场近年来大力发展人工智能分析系统,引进了航站楼出入口人脸识别系统,完善了站坪作业安全监控平台,在一定程度上提高了机场安全的智慧化程度;陆侧交通指标2018年评分为2.34,2022年为2.54,评分变化较小,因此,智慧化程度发展迟缓,在未来的建设中需进一步加强资源投入.

    民用机场智慧化程度评价相对零主观算法改进TOPSIS法权重计算

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    设置排阵式预信号的干线交通信号协调控制优化

    李岩史旋南斯睿朱才华...
    243-253页
    查看更多>>摘要：为提升干线道路整体的车流运行效率,建立了一种优化设置排阵式预信号的干线交通信号协调控制系统配时方案的双层模型,并提出对应求解算法;双层模型的上层模型为主信号间相位差优化模型,采用遍历搜索算法优化主信号各交叉口间的相位差;下层模型是以通过车辆数、车均延误为优化目标的多 目标优化模型,建立了多 目标花朵授粉算法(FPA)对其求解;双层模型中的交通参数通过冲击波建模进行关联,通过上下层模型的迭代求得参数的最优解;以设置排阵式预信号后3个连续交叉口为研究对象,应用提出模型优化高、低2种交通需求下的干线道路交通信号协调配时方案,通过SUMO软件测试所选方案的有效性.研究结果表明:该双层模型能够优化设置排阵式预信号的干线交通信号协调配时方案,与传统干线信号协调控制方案相比,提出方法的配时方案在高、低交通需求下系统通过车辆数可分别增加16％～35％与8％～17％,延误分别降低7％～17％与2％～16％;相较于粒子群优化(PSO)算法与二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),FPA达到指定精度要求的迭代次数分别减少13和24次.通过仿真结果可知,所提出模型可进一步提升高需求状况下道路的运行效率.

    交通控制排阵式预信号干线道路交通信号协调控制双层模型花朵授粉算法

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    考虑3种时延的车辆队列控制系统稳定性

    朱旭孙卓张泽华闫茂德...
    254-266页
    查看更多>>摘要：针对含输入时延、跟随车之间的通信时延、领航车广播时延的车辆队列控制系统,研究了其内部稳定性和队列稳定性;在内部稳定性方面,提出了 一种融合克罗内克和与特征根聚类(CTCR)法的方法,获得了系统内部稳定的充分必要条件;在队列稳定性方面,为了保证干扰沿车辆队列向后传播不扩散,给出了队列稳定的充分条件,揭示了队列稳定性独立于跟随车之间的通信时延;在此基础上,给出了可保证队列稳定的时延上界与车辆控制器增益设计范围.仿真结果表明:当满足所提稳定性条件时,车辆队列控制系统可同时保持内部稳定和队列稳定;所提内部稳定性方法求解的时延边界是完整、精确的,理论推导结果与仿真试验结果的误差小于0.1 s,且仿真时间比Bézout结式消元快2个数量级,比Sylvester结式消元快3个数量级,表明该方法大幅度降低了传统特征根聚类法的运算量;车间状态误差可在15 s内快速减小并趋近于0;在所有车辆恒速行驶时,车间保持50 m期望安全距离;在领航车以0.4 m·s-2加速和0.6 m·s-2减速过程中,跟随车的速度和加速度随领航车变化,车辆位置误差小于0.5 m,且沿车辆队列向后传播不扩散.

    智能交通车辆队列克罗内克和特征根聚类输入时延通信时延内部稳定队列稳定

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    改进的动车组速度跟踪系统的无模型自适应控制

    周靓夏金凤李中奇
    267-280页
    查看更多>>摘要：为了提高列控系统跟踪精度与平稳运行,提出了一种改进的多输入多输出(MIMO)无模型自适应控制(MFAC)方法;基于动态线性化技术,将系统各动力单元输入输出数据等效成更符合高速动车组实际运行特性的全格式动态线性化(FFDL)数据模型;通过在 目标准则函数中加入输出误差率,并对输出误差和输出误差率进行加权融合,推导出新的带有输出误差率的无模型 自适应控制(MFAC-OER)方案;通过对FFDL数据模型的外界扰动、参数误差等不确定项进行延时估计,进一步提升了算法的控制性能和对系统的等价描述程度;以实验室配备的CRH380A型动车组半实物试验平台对该方法进行仿真测试,使其跟踪济南—徐州的实际速度-位移曲线,并与传统算法进行对比.仿真结果表明:通过MFAC-OER方法得到的动车组各动力单元速度误差为[-0.151,0.136]km·h-1,控制力和加速度分别在[-48,42]kN和[-0.785,0.687]m·s-2以内且变化平稳,控制性能优于比例积分微分方法和传统MFAC方法;整体仿真结果证明了 MFAC-OER方法不仅能快速到达系统稳态并且具有良好的抗外界干扰特性,满足动车组跟踪精度与安全要求.

    动车组列车自动驾驶无模型自适应控制动态线性化输出误差率扰动估计

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    《交通运输工程学报》征稿启事

    封3页
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