2024年, 第45卷, 第01期　
刊出日期：2024-02-15

  

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  集装箱海铁联运运输组织优化研究综述

  靳志宏, 王小寒, 易天培, 左忠义

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 1-12.

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  多式联运是集装箱运输组织的高级形态，而海铁联运作为两种运输批量最大的运输方式的组合，具有其他联运方式所无法比拟的规模与成本优势。近年来，随着中欧集装箱班列规模的不断扩大，我国海铁联运虽然得到了迅猛发展，但是与发达经济体20%～40%海铁联运占比相比较，我国占比不到3%还有巨大的增长空间。鉴于此，基于海铁联运运输组织优化的“软衔接”视角，从港站堆场资源配置协同、换装作业协同、班列开行方案优化三个维度对集装箱海铁联运相关研究进行梳理和评述，并提出潜在研究方向，以期对集装箱海铁联运的运输组织优化提供决策参考。
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  重大节假日出行方式选择模型研究

  何永明, 张磊, 魏堃, 曹剑, 王锦扬

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 13-19.

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  为优化节假日高速公路免费政策，选取出行者变量、出行方式相关变量和行程特性变量作为效用变量，构建了出行方式位于上层、出行距离位于下层的NL模型。利用弧弹性法分析不同收费标准和收费里程条件下出行者的行为特性，并利用场景仿真评价多种收费组合对出行方式的影响。研究结果表明：提高收费标准，汽车出行比例会显著降低，且高速铁路承担了大部分的转移交通量。随着收费里程的增加，出行者逐渐倾向于出行成本较小的普通铁路。对长距离出行收费可以提升公共交通分担率，缓解节假日高速公路的交通拥堵。
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  基于CIR模型的地铁客流弹性分析

  徐玉萍, 侯明超

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 20-25.

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  为量化地铁系统的弹性，从客流的角度提出基于Cox-Ingersoll-Ross(CIR)模型的客流弹性指标。以单个或多个车站为对象，通过CIR模型模拟其在短期内进站客流和换乘客流的波动行为，并依此量化客流弹性。此外，讨论多车站的客流弹性与其各组成车站的内在关联。研究表明：客流弹性指标能够定量描述扰动后的客流恢复过程；中间车站的客流具有波动小、弹性高的特征；换乘车站的客流具有波动大、弹性低的特征；多车站的客流弹性与其中最大客流车站的弹性呈正相关，而多车站的客流弹性在其中小客流车站的弹性及客流量影响下呈现3种不同情况。
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  基于改进蚁群算法的医药冷链物流运输路径优化

  陈鑫影, 朱子青, 胡明捷

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 26-32.

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  为解决大多数模型中制冷成本未考虑预冷参数而导致总成本求解精度不佳的问题，在制冷成本中加入预冷参数，得到新的总成本模型。基于遗传算法与IACO算法，提出了IGACO算法，此算法改进了传统蚁群算法的启发式因子与信息素更新方式，在此基础上加入交叉操作和变异因子，扩大算法搜索范围，进一步避免陷入局部最优的情况。经过试验对比分析，验证了IGACO算法所得出的最优路线、总成本、运行时间、收敛速度在一定程度上都优于其他算法。
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  机场场面交通流量预测方法研究

  廉冠, 于嘉欣, 张晓玥, 郭雪松

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 33-37+55.

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  针对机场场面交通可获数据的局限性，为精准提取机场交通数据时空特征及预测场面交通流量。首先，基于推出控制理论，建立机场场面运行数值仿真模型，得到因数据局限无法获取的预测指标；其次，搭建卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)组合预测模型提取时空特征；最后，以河南郑州机场为例进行试验验证，比较模型在不同训练数据量下的预测性能与误差指标，结果表明基于仿真指标的预测模型预测结果精确度高且性能稳定。
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  不锈钢车体激光焊连接的模拟方法及强度评估

  谢素明, 李秉鑫, 薛宁鑫, 李娅娜

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 38-44.

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  采用有限元分析方法研究不锈钢车体侧墙激光焊连接的模拟方法与强度分析问题。首先，分别建立实体单元、薄壳单元及梁单元模拟半熔透搭接激光焊连接强度的分析模型，以及梁单元模拟不同焊缝长度的分析模型，并在相同计算条件下，通过对比分析确定了适用于复杂结构激光焊连接强度分析的焊缝单元类型；其次，基于GB/T 37778—2019和接头疲劳试验数据及不同焊缝长度模型的分析结果，总结适用于复杂结构激光焊连接静强度与疲劳强度的评估方法；再次，建立某弧焊-点焊-激光焊的不锈钢车体结构强度分析模型；最后，在EN 12663-1:2010+A1:2014规定的静态与动态载荷工况作用下，分析不锈钢车体侧墙激光焊连接强度。结果表明：AW3状态车钩压缩工况的车体侧墙中部上边梁区域的激光焊梁单元的最小安全系数为1.03;车体侧墙激光焊区域的梁单元的计算剪应力变化范围均远低于10~6次和10~7次的疲劳强度值，侧墙激光焊连接疲劳强度冗余大。
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  基于复杂振动载荷的高速列车齿轮箱体强度分析

  尹晓亮, 范军, 杨集友, 曹磊, 王明萌, 赵晓丹, 曾迎, 张英波

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 45-49.

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  针对现有研究高速列车齿轮箱体仅考虑了电机扭矩载荷或简化振动工况的现状，以国内某车型高速列车齿轮箱体为研究对象，通过对轴悬式齿轮箱体载荷工况进行分析，基于振动载荷确定齿轮箱体强度计算时的所有工况组合，利用有限元软件对高速列车齿轮箱体进行强度分析，并根据相关铁路标准对结果进行评定。结果表明，齿轮箱体在设计寿命周期内，可同时承受牵引/制动工况下的扭矩载荷及线路激扰产生的振动载荷，应力幅值均小于其对应许用应力幅，齿轮箱体的疲劳强度满足许用要求。在齿轮箱体强度分析时对复杂工况组合进行计算，保证了齿轮箱体设计的可靠性，为高速列车齿轮箱体强度分析和评定提供了一种新方法。
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  高速列车仿生型受电弓弓头气动特性研究

  蔡博, 于松扬, 尉良文, 王悦东, 李永华

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 50-55.

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  根据仿生学原理，提出了具有仿生流线型截面的受电弓弓头。建立了矩形弓头、长半弧弓头、半圆形弓头、短半弧弓头、圆-尖形弓头、尖-尖形弓头6种弓面结构的CFD数值模型，研究了350 km/h速度下各弓头空气流场的速度分布和压力分布的变化规律，分析弓头截面形状对流场的影响效果。同时，对比分析了各弓头在不同速度条件的气动升力和阻力系数。研究结果表明，半圆形弓头的气动性能最优，具有很好的减阻效果，3种速度下阻力分别减小了76.03%、76.24%、76.39%,研究结果为受电弓弓头的结构优化提供理论依据。
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  高速动车组车体整备垂弯频率优化研究

  李娅娜, 史鑫鹏, 刘靖楠

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 56-61.

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  提出采用2种不同方法对高速动车组进行模态分析研究。以车体各个部件厚度参数为设计变量进行模态及质量的灵敏度分析，研究不同部件厚度对车体一阶垂弯频率的影响规律，并筛选8个部件作为最终设计变量，建立优化数学模型；以车体与车下主要设备连接处弹性元件的刚度参数为设计变量进行响应面分析，研究弹性元件刚度对车体一阶垂弯频率的影响规律，并对弹性元件刚度进行优化。结果表明：2种方法均取得了一定的效果，基于灵敏度分析的部件优化，使车体整备一阶垂弯频率提升了4.88%;基于响应面分析的弹性元件优化，使车体整备一阶垂弯频率提升了28.05%,大于相关标准中规定的10Hz,优化效果明显。
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  列车制动盘散热特性分析及拓扑优化

  卢耀辉, 史潇博, 唐波, 李腾宇

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 62-66+83.

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  针对紧急制动工况下制动盘散热问题，采用计算流体力学分析方法对某型通风式制动盘进行了散热特性研究。对制动盘内部流道速度场和对流换热等进行评估，在此基础上，采用由N-S方程与达西定律耦合成的Brinkman方程拓扑优化，实现制动盘散热能力提升的优化目标。结果表明：优化后的模型在整个制动工况中散热量提高了13.46%。
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  地下水位下降对运营盾构隧道衬砌力学性能的影响

  吴锋, 翟天立

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 67-72.

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  为了分析单双侧降水模式下运营期盾构隧道衬砌结构的应变以及裂缝扩展情况，应用有限元软件Abaqus建立道床-隧道-土层有限元模型，通过扩展有限元功能实现初始裂缝扩展，得到衬砌应变以及裂缝扩展规律。结果表明：单侧水位下降导致衬砌横竖向应变以及裂缝扩展出现非对称性变化，排水侧竖向应变约为未排水侧对称点位置的2.6～7倍；未排水侧竖向裂缝扩展长度是排水侧的0.015倍。与拱腰位置相比，拱顶及拱脚裂缝开展更明显，且拱脚裂缝扩展长度最长，约为其他位置裂缝扩展长度的2倍；裂缝位于拱顶及拱底时损伤破坏发展较快，管片结构出现突发性破坏。相同工况下，双裂缝扩展比单裂缝扩展更加迅速。
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  h型抗滑桩受力性能模型试验研究

  邓友生, 杨彪, 姚志刚, 高宁, 肇慧玲

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 73-77.

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  针对h型抗滑桩在坡顶荷载作用下的受力特征，通过室内模型试验，分析h型抗滑桩的前桩与后桩的受力机理、桩身弯矩和桩前土压力分布特性。结果表明：在坡顶均布荷载作用下，后排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大呈先增大后减小的抛物线分布，弯矩峰值出现在预设滑面附近；前排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大而增大，弯矩峰值出现在桩顶连梁连接处；后排桩桩前土压力分布随着坡顶荷载的增大而增大，而上部两个测点相对变化幅度较小；在连梁以下部位，前排桩桩前土压力分布趋势与后排桩变化趋势基本一致，而连梁位置处偏小。
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  多阶段屈服U形金属阻尼器抗震性能研究

  王德斌, 王英豪, 赵汉涛

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 78-83.

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  针对传统金属阻尼器低位移水平下耗能能力不足，高位移水平下过早失效，难以满足结构耗能需求的问题，提出一种由2种不同尺寸作为耗能组件的U形金属拉压阻尼器，该阻尼器具有多级屈服和失效特性。基于Abaqus软件建立了该阻尼器的有限元模型，通过数值模拟探讨了阻尼器的力学性能。结果表明：该阻尼器滞回曲线饱满，且具有良好的耗能能力和变形能力，能够实现多级屈服的力学性能特点，其恢复力模型与模拟结果吻合较好。
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  滚动轴承钢碳氮共渗工艺研究

  刘德义, 谢卿东, 任瑞铭

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 84-91.

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  以GCr15和GCr15SiMn轴承钢为研究对象，进行不同工艺的碳氮共渗热处理实验研究。利用光学显微镜观察试样热处理后的显微组织、晶粒度，利用X-射线衍射仪分析热处理后残余奥氏体的含量，利用硬度仪测量试样热处理后的硬度变化规律，研究共渗温度对渗层组织和性能的影响。研究结果表明：考虑碳氮共渗层深度、显微组织、晶粒度以及硬度综合因素，碳氮共渗温度控制在820℃,碳势控制在1.18%,进行淬火和低温回火的组织和性能较好。该工艺下增加冷处理，GCr15SiMn试样表面硬度从64.5 HRC提高至66.1 HRC,表面残余奥氏体量从22.1%下降至12.5%。冷处理有效降低了表面残余奥氏体含量。
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  牵引销铸钢缺陷的激光熔覆研究

  刘芳, 郭子铭, 尚纯, 陆兴

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 92-95+119.

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  以牵引销用铸钢(25号钢)为基体，利用激光熔覆技术熔覆奥氏体不锈钢涂层，采用光学显微镜、扫描和透射电镜、X射线衍射仪对熔覆层的组织和结构进行分析和表征，利用显微硬度计和磨损试验机对其硬度和磨损性能进行测试。结果表明：奥氏体不锈钢熔覆层由等轴晶、树枝晶和平面晶组成，热影响区由马氏体和索氏体组成。熔覆层树枝晶内为γ相，树枝晶间由γ相和碳化物Cr_3C_2构成。显微硬度自熔覆层—热影响区—基体，依次递减为310 HV_(0.1)—280 HV_(0.1)—170 HV_(0.1)。25号钢基体为黏着磨损和磨料磨损，熔覆层为磨料磨损；磨损1 h后熔覆层的耐磨性能是25号钢基体的2倍。
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  蚬子外壳仿生表面减阻结构的设计与分析

  林盛, 宋世奇

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 96-100.

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  受天然生物蚬子在泥沙环境中优异的运动能力的启发，提出了仿生蚬子表面形貌减阻方法，并根据其外壳表面形貌特征的显微图像设计了仿生表面减阻结构，利用CFD数值模拟方法中的多相流Mixture模型对设计的3种仿生表面结构进行横向仿真模拟并与光滑表面结构进行减阻效果对比。结果表明，在不同的两相流流速下，3种仿生表面结构在横向模拟中都具有一定的减阻特性，且以棱纹结节表面结构的减阻性能最佳。
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  基于混合故障字典的高速公路机电设备故障定位方法研究

  张弛

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 101-105.

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  针对传统的高速公路机电设备故障定位方法存在故障诊断时间较长，虚警率、误检率和漏检率难以达到用户要求的问题，提出基于混合故障字典的高速公路机电设备故障定位方法。通过多维度传感器无线射频识别技术建立高速公路机电设备器件故障射频波束信息模型，获取高速公路机电设备故障数据。建立两部字典，利用第一部故障字典估算高速公路机电设备故障信息数据与各种故障模式类型之间的中心距离，按照距离远近判断要估计的决策函数类型，根据预定的设计算法，运用第二部故障字典的决策机制精确定位高速公路机电设备故障。试验结果表明，基于混合故障字典的高速公路机电设备故障定位方法能够确保虚警率为0,误检率和漏检率低于1%,比传统检测时间缩短了50%以上。
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  基于MOEA/D算法的三陷波超宽带天线设计

  宋智, 陈嘉懿, 薛严冰, 陈宝君

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 106-111.

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  为实现超宽带通信中对WIMAX(3.3～3.7 GHz)、WLAN(5.150～5.825 GHz)和ITU(8.01～8.50 GHz)频段干扰的抑制，提出了一种基于MOEA/D算法优化设计的具有三陷波特性的超宽带天线。天线采用T形结构作为辐射贴片，通过改变贴片形状等方法实现在3～12 GHz的超宽带。在辐射贴片上刻蚀两个U形缝隙和在传输线两侧加载C形开口环，对天线进行陷波设计。利用MOEA/D算法对陷波结构的结构参数和加载位置进行优化，实现了在3.31～3.69 GHz、5.25～6.13 GHz和8.01～8.51 GHz频段的陷波效果，成功抑制了频段干扰。与传统扫频优化的设计方法相比，采用MOEA/D算法设计的天线在陷波频带内增益低至-19 dB,各陷波频带准确度误差均在3.6%以下，提高了天线的设计效率，具有一定的工程应用价值。
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  地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型分析

  王雷, 葛研军, 李常贤, 孙燕楠

  大连交通大学学报. 2024, 45(01): 112-119.

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  为了预测地铁车辆逆变系统中开关器件高速动作产生的共模传导干扰，以额定功率190 kW逆变器构成的地铁车辆逆变系统作为研究对象，首先对其干扰源和干扰路径进行分析，通过Ansys Q3D软件及阻抗分析仪提取地铁车辆逆变系统共模传导干扰路径各组成部件的高频参数；其次搭建地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型，通过Ansys Simplorer软件对地铁车辆逆变系统共模传导干扰全电路模型进行仿真分析；最后将仿真预测结果与现场测试结果进行比对，在150 kHz～3 MHz频率范围内仿真预测结果与现场测试结果基本吻合，在3～30 MHz频率范围内由于并网试验、台架布线、测试传感器转移阻抗等因素的影响，仿真预测结果与现场测试结果出现大约8 dB的误差，由此证明所设计的全电路模型建模及分析的正确性。