特约专题:高速磁浮交通

• 电磁悬浮型高速磁浮车-岔垂向动力响应

  曾国锋;韩紫平;刘鸣博;朱志伟;

  从车辆构造特点出发，建立电磁悬浮（EMS）型高速磁浮车辆悬浮架、悬浮电磁铁链式结构动力学模型，并引入基于状态观测器的悬浮控制算法。结合反映道岔结构特征及动力特性的有限元模型，建立车-岔系统动力响应分析模型。仿真结果表明，所提出精细化模型的数值模拟结果与实测数据较为接近。在此基础上，开展了单节和多节编组列车在静悬以及低速和高速通过道岔等多种工况下的仿真试验，分析了不同影响因素下高速磁浮车-岔系统振动特征。仿真和实测结果表明，明确车-岔-悬浮控制之间的参数匹配关系是揭示车-岔相互作用机理的前提和关键。

  2023年03期 v.51 303-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 2696K]
  [下载次数：325 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速磁浮车-轨耦合系统动态机理与振动响应

  付善强;梁鑫;丁叁叁;

  对高速磁浮车-轨耦合系统进行动态机理和振动响应研究。首先，对高速磁浮中的各类耦合关系进行建模；其次，分别分析了动态和静态条件下的车-轨耦合作用机理；然后，建立了高速磁浮车-轨耦合动力学有限元模型；最后，对磁浮列车高速通过桥梁时轨道梁、功能件的动力响应和车-轨共振速度进行分析。结果表明：高速运行时车-轨作用频率不同，长时间共振速度下运行时车-轨振动明显增大；若桥梁动力放大系数小于1.2，则基频比最小值为1.16；若桥梁动力放大系数小于1.3，则基频比最小值为1.04。

  2023年03期 v.51 314-320+384页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
  [下载次数：448 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于预先补偿和全状态反馈控制的车-轨耦合振动抑制

  梁仕;王志强;李晓龙;龙志强;

  以高速磁浮列车为研究对象，探讨了弹性轨道下的车-轨耦合振动问题。建立了能反映实际问题的车-轨耦合最小悬浮单元模型，并进行了开环系统稳定性和耦合振动机理分析。以弥补比例-积分-微分（PID）控制器有效信息利用不足为出发点，设计了基于预先补偿的全状态反馈控制器。通过仿真分析了反馈增益矩阵对系统跟踪性能和振动抑制能力的影响，提出了适当降低对悬浮间隙的要求换取振动抑制能力提升的思路。进一步分析了反馈系数对悬浮系统性能的影响规律，基于此得到了优化的预先补偿和全状态反馈控制框架。最后，通过实验验证了基于预先补偿的全状态反馈控制对抑制车-轨弹性耦合振动的有效性。

  2023年03期 v.51 321-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K]
  [下载次数：230 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于强化学习的电磁悬浮型磁浮列车悬浮控制

  胡轲珽;徐俊起;刘志刚;林国斌;

  为了保证磁浮列车的安全、可靠运行，研究了悬浮系统在参数摄动条件下的悬浮控制问题。首先，对电磁悬浮（EMS）型磁浮列车的基本悬浮单元建模，给出了电流控制模型；然后，建立了悬浮系统的强化学习环境以及软演员-评论家（SAC）智能体，并设计了加速训练的奖励函数与“吸死”处理方案；最后，提出了基于强化学习的悬浮控制方法。与传统比例-积分-微分（PID）控制方法的对比结果表明，本方法具有更快的动态响应，在损失50%线圈匝数或磁极面积变化时具有更好的跟踪精度。

  2023年03期 v.51 332-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K]
  [下载次数：652 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于Youla参数化的高速磁浮列车悬浮系统控制与优化设计

  翟明达;李晓龙;龙志强;窦峰山;

  为了解决高速磁浮列车悬浮系统长期运行过程中面临的性能退化问题，通过悬浮系统的复杂动态特性分析，基于控制器Youla参数化形式，提出了一种即插即用的悬浮系统控制与优化模块化架构，并设计了基于残差驱动的在线优化算法。仿真结果表明，设计的控制与优化架构以及在线优化算法有效地提高了悬浮系统对未知扰动的鲁棒性和适应能力。

  2023年03期 v.51 341-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K]
  [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速磁浮列车悬浮间隙仿真预测

  吴晗;刘梦娟;曾晓辉;

  基于长短时记忆（LSTM）神经网络提出了一种可用于高速磁浮列车的电磁铁悬浮间隙预测方法。考虑高速磁浮列车运行过程中受到的气动荷载，建立了列车仿真模型并计算列车的动态响应；通过PyCharm建立LSTM神经网络，并以高速磁浮列车仿真模型计算结果为样本集，构建了高速磁浮列车电磁铁悬浮间隙预测模型。最后，通过对预测模型计算结果和评价指标进行评判，验证了所提出的电磁铁间隙预测算法的准确性。

  2023年03期 v.51 351-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K]
  [下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：10 ] |[阅读次数：0 ]

土木工程与建筑学

• 循环剪切作用下卵石-碎石复合垫层变形特性试验研究

  李通达;梁发云;顾晓强;

  为研究卵石-碎石复合垫层在地震荷载下的变形特性，开展了一系列位移控制的大型循环剪切试验，探讨了垫层材料、法向应力、剪切幅值、颗粒破碎、循环剪切次数和剪切方向等因素的影响。结果表明：卵石、碎石在颗粒形态及孔隙率等方面的差异显著影响了垫层的变形特性；由于垫层材料间的相互作用，因此卵石-碎石复合垫层的水平变形和累积法向变形均大于单一材料垫层的变形。

  2023年03期 v.51 360-366页 [查看摘要][在线阅读][下载 1591K]
  [下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于完全贝叶斯估计的在役地下结构荷载随机反演方法

  田志尧;宫全美;赵昱;周顺华;

  提出一种在役地下结构荷载随机反演方法。采用样条函数，将结构上的未知荷载参数化为一系列插值变量；基于贝叶斯框架，融入结构变形观测数据，并构建荷载参数的后验概率分布（PDF）；引入高效采样算法DREAM(differential evolution adaptive metropolis)实现对未知荷载的完全贝叶斯估计。实际案例结果表明：传统确定性反演方法表现出解不稳定的“病态反演”问题，而本方法的荷载期望值则与实测结果吻合较好；本方法得到了未知荷载的完整后验分布，体现出处理反演结果不唯一的优势。

  2023年03期 v.51 367-374+461页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
  [下载次数：388 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]

• 足尺柱承重模块化钢框架稳定承载力试验研究

  曹轲;翟思源;李国强;王卫永;吕一凡;陈琛;

  为研究竖向荷载作用下柱承重模块化钢框架的受力性能、破坏机理及模块间节点对结构整体受力性能的影响，进行了模块间节点静力受弯试验与足尺2层单跨模块化钢框架竖向静力加载试验，分别得到模块间节点的刚度属性及模块化钢框架的整体稳定承载力与破坏模式。最后，考察了模块间节点对模块化钢框架结构整体性能的影响，并验证了结构稳定承载力理论计算模型与数值分析模型。结果表明：模块间节点的半刚性属性对模块化钢框架的稳定承载力影响较大，设计时应加以考虑；竖向荷载作用下模块化钢框架破坏模式为上下层模块角柱整体失稳；子结构模型能够较好地计算柱承重模块化钢框架的整体稳定承载力。

  2023年03期 v.51 375-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K]
  [下载次数：430 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ]

• 水气二相流光滑粒子流体动力学方法研究进展

  潘毅;刘玉钰;汪明智;匡翠萍;倪兴也;孙鹏楠;

  从状态方程、连续方程、动量方程和其他数值技术等方面，对光滑粒子流体动力学（SPH）解决水气二相流问题的数值技术和最新进展进行了综述，并对各项技术进行了评价。最后，提出了未来的研究展望。

  2023年03期 v.51 385-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 1853K]
  [下载次数：600 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ]

交通运输工程

• 网联环境下基于可选相位优化框架的公交信号优先

  殷炬元;黎淘宁;孙剑;

  提出了面向公交信号优先（TSP）的可选相位优化框架，并开发了实时公交信号优先算法。对双环相位结构进行改进，通过加入数个可选公交相位组成多种相位配置场景，可融合相位的重现、调换和插入等多种调整功能，实现绿灯时间、周期和相序同时优化。建立混合整数线性规划模型，设计基础配时偏差线性化表征社会车效益，降低计算复杂度。案例研究显示，提出的算法与主动优先相比，公交的延误和停车次数分别降低33.1%和15.1%，社会车方面分别降低17.7%和12.6%。

  2023年03期 v.51 395-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
  [下载次数：460 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于集成学习的信号控制交叉口排队长度估计

  吴浩;刘磊;唐克双;

  基于电子警察（LPR）数据和网联车辆轨迹数据，提出了一种基于集成学习的信号控制交叉口排队长度估计方法。通过分析不同数据条件下估计方法的适用条件和精度水平，运用随机森林方法设计集成学习器，并构建电子警察和网联车辆轨迹感知信息及不同方法估计结果和真实排队长度之间的非线性映射关系。仿真结果表明：本方法的平均绝对误差为1.3 m·周期~(-1)·车道~(-1)，平均绝对百分比误差为1.4%。

  2023年03期 v.51 405-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1900K]
  [下载次数：547 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：12 ] |[阅读次数：0 ]

环境科学与工程

• 长江大保护城市水管家模式及其实施路径探索

  陈祖军;

  长江沿线城市水业（务）对长江大保护影响重大。基于当前长江大保护现状和城市环保及工程建设领域的社会第三方服务模式的发展态势，分析了新发展阶段社会第三方创新城市治水新模式需求，演绎了社会第三方参与长江沿线城市水系统建设新模式（即城市水管家）的理论基础；阐明了城市水管家概念、内涵及其基本特征，确立了城市水管家模式的基本要素及其框架结构体系；提出了城市水管家模式的应用条件、实施方式或路径，并探讨了近年来模式应用进展与实践推广前景。

  2023年03期 v.51 416-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K]
  [下载次数：369 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于博弈论赋权耦合灰色关联分析的调蓄池优化选址

  李红艳;张翀;崔建国;张峰;马熠阳;史文韬;

  在构建城市内涝风险评估指标体系的基础上，采用博弈论（GT）思想将层次分析法（AHP）所得主观权重与改进熵值法（IEVM）所得客观权重组合赋权，并将灰色关联分析（GRA）与逼近理想解排序（TOPSIS）相结合，建立量化评估框架，最终通过各节点的相对贴近度确定调蓄池的位置。结果表明：GRA-TOPSIS所得综合值的变异系数为0.628，均高于单独使用GRA或TOPSIS的变异系数，更有利于对各节点内涝风险进行辨识。此外，应用该方法对消除城市内涝风险、提高城市防涝标准有显著效果。

  2023年03期 v.51 426-432页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K]
  [下载次数：845 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：39 ] |[阅读次数：0 ]

机械、车辆与能源工程

• 弹性缆对缓解电气承力缆型潜标环境响应的作用

  吴正伟;訚耀保;

  针对电气承力缆型潜标（EMC-SSM）在极端海况下动态响应过大问题，建立了环境响应数学模型。通过某型电气承力缆型潜标在百年一遇海况下的拉力响应计算，研究了弹性缆在缓解电气承力缆型潜标环境响应方面的有效性及不同配置对缓解效果的影响规律。结果表明：长度适合时弹性缆对电气承力缆型潜标的动态响应具有显著的抑制作用，但不合适的长度将加剧其动态响应。最后，给出了弹性缆的设置原则和最短有效长度的确定方法。

  2023年03期 v.51 433-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 1675K]
  [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 大学生方程式赛车过弯非稳态气动问题的数值与试验研究

  贾青;王艺锟;张波;杨志刚;

  以大学生方程式赛车为研究对象，采用非稳态来流仿真方法对其过弯时的气动性能展开了研究。采用非稳态来流方法，将仿真来流速度设置为随时间变化的场函数以精准模拟入弯情形，并与稳态来流的弯道仿真结果进行了对比；配合仿真结果，在道路试验中使用表面压力测量对扩散器和尾翼的局部流场进行了量化。结果表明：赛车前轮以及前翼在非稳态过弯时会对下游底部流场产生较大影响，底部扩散器的非稳态气动鲁棒性将是整车气动设计的重点。

  2023年03期 v.51 442-451页 [查看摘要][在线阅读][下载 3050K]
  [下载次数：298 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]

经济与管理科学

• 中国区域可持续创新效率影响因素

  陈强;徐凯;

  采用基于非期望产出的数据包络分析法（DEA），评估了中国30个省级行政区的可持续创新效率，进而通过Tobit回归研究了中国区域可持续创新效率的影响因素。结果表明：中国区域可持续创新效率整体偏低，但呈现缓慢上升的趋势；区域间的效率值差异较大，东部地区明显高于中部和西部地区；各因素对中国东中西部地区可持续创新效率影响的显著性差异较大，体现了不同区域创新系统的异质性。

  2023年03期 v.51 452-461页 [查看摘要][在线阅读][下载 1081K]
  [下载次数：1038 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ]

• 融合案例检索和组合赋权的执行案件风险评估模型

  胡紫娟;林杰;吴双胜;李青;

  面对执行部门“案多人少”的困境，提出一种信息不确定环境下基于案例检索和组合赋权的执行案件风险评估方法。构建自然人为主体的执行案件风险评估指标体系，然后引入考虑案件信息模糊性和可靠性的混合属性距离测度和相似度计算模型，并利用偏差最小法优化属性的组合权重。设计一种兼顾主客观的动态相似度阈值确定方法，并建立类案案例库，以相似案件的执行结果估算目标案件的执行风险。最后，通过算例和对比分析验证了评估模型的可行性和有效性。

  2023年03期 v.51 462-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K]
  [下载次数：271 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速磁浮交通专题介绍

  陈小鸿;

  <正>2002年12月31日，采用常导电磁悬浮技术的世界首条高速磁浮商业运营线——上海磁浮列车示范运营线开通试运营，迄今仍然保持着世界上地面客运交通系统的最高时速记录。在科技部“十五”至“十二五”持续支持下，在消化吸收德国常导高速磁浮交通技术的基础上，不仅开发了大量车辆、牵引和运控等关键设备的备品备件和维护检测设备，还实现了430km/h的稳定安全持续运行，积累了自主化运营维护的独特经验。在国家“十三五”磁浮专项支持下，

  2023年03期 v.51 300页 [查看摘要][在线阅读][下载 1833K]
  [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]

• 《同济大学学报（自然科学版）》征稿启事

  <正>《同济大学学报（自然科学版）》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊，主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一，并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿，不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报（自然科学版）》编辑部网站注册投稿（http://tjxb.cnjournals.cn），

  2023年03期 v.51 473页 [查看摘要][在线阅读][下载 384K]
  [下载次数：30 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
下载本期数据