2024年, 第45卷, 第02期　
刊出日期：2024-04-15

  

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  中欧班列研究综述

  杨忠振, 郭威佑, 连峰

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 1-16. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.001

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  为明确有关中欧班列研究的现状和发展趋势，发现值得进一步研究的科学问题，从多个文献数据库中收集到2017—2022年间发表的394篇研究型论文，然后借助文献计量技术与可视化分析工具，明确中欧班列相关研究热点、研究方向与研究方法。具体地从分班列开通的必要性、班列影响、班列政策、班列运输组织、班列网络结构分析和班列网络规划6个研究方向，回顾总结有关中欧班列的文献。通过文献总结分析发现，国内的研究者发表的论文较多，国外研究者发表的相对较少。总体上这些研究可分为定性研究与定量研究两类，初期的研究多以定性为主，内容涉及班列运营状况面临的问题分析、发展对策与流程优化等。后期发表的论文中，定量研究逐渐增加，其主要内容集中在班列枢纽站选址、班列线路规划、班列竞争力评价等。在此基础上，指出多通道协同的班列网络优化、俄乌冲突下班列发展路径及北极航道繁荣下班列再定位等是值得进一步研究的关键问题。
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  不规则环形交叉口交通流特性研究

  王忠昶, 侯嵩蕾, 唐博林, 庞彦知

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 17-23. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.002

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  为分析环形交叉口通行拥堵问题，以大连市数码广场不规则环形交叉口为例，通过实测数据分析入口交通流的到达时空及速度分布特性，通过Fluent流体对交叉口交通拥堵情况进行模拟分析，并得到环形交叉口拥堵部位及缓解方案。研究结果表明：交叉口入口车流量与时间关系不大，与交叉口地理位置有关，其中早高峰小时入口到达和驶离车流量服从负二项分布，早高峰入口车速服从威布尔分布；环形交叉口拥堵情况多出现在交叉口出入口处，且短交织区拥堵现象较长交织区更严重。当内径由50 m增大至65 m时，交织角角度减小8°,环内压力减小25.6%,同时最小速度增大464%;当内径由65 m增大至80 m时，交织角角度减小4°,环内压力减小20.2%,同时最小速度增大62%。
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  城市隧道允许变车道分界线设置方法研究

  方松, 马健霄, 沈玲宏, 徐楚博

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 24-29. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.003

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  为了缓解低速车辆对隧道行车安全的影响，探讨城市隧道内部允许变车道分界线的设置方法，采用VISSIM仿真软件，分析城市隧道内部车道分界线设置为允许变道和禁止变道两种状态下低速行驶车辆对隧道交通流的影响。结果表明：城市隧道内低速行驶车辆对本车道的交通流平均速度影响最大，车道分界线设置为允许变道时可以明显缓解低速行驶车辆对交通流平均速度的影响。低速车辆的存在显著增加了本车道的平均延误时间，且车辆时速越低、道路交通量越大，平均延误时间越长；禁止变道状态下，低速车辆的存在造成本车道后方车辆的排队积压，导致交通密度显著增大，设置允许变道能够缓解低速车辆对交通流的影响。研究成果可为城市隧道的运营管理提供科学依据。
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  基于云模型的公交车内拥挤度判别

  殷巍, 左忠义, 年士磊, 冯启龙, 吴世迪, 李泽平

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 30-36. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.004

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  为了提高公交车内乘客的舒适性，需要对公交车内的拥挤度进行实时判别。首先对公交车内早高峰的客流量进行实时调查。其次针对公交车内拥挤度判别的模糊性和随机性，提出一种基于云模型的公交车内拥挤度判别的方法。在利用云模型进行拥挤度判别时，选取乘客拥挤度的度量标准，根据它们在不同服务水平下的边界值计算云的数字特征，将6种服务水平下求得的子云合成标准云，根据早高峰车内人数，将求得的立席密度和乘载率代入云发生器，建立待识别云模型。最后通过对各个站点的待识别云和模板云的拥挤度进行计算，判断公交各个站点的拥挤度。以济南市B218路公交为例进行案例分析，利用云模型对各个站点的拥挤度进行判别，所选取的站点拥挤系数从64.3变化为118.0,对应的服务水平从C变化为F。该方法不仅能有效判别公交车内的拥挤度，而且能有效地避免公交车内拥挤度判别的模糊性和随机性，具有较强的理论意义和实践意义。
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  考虑焊接质量的铝合金车体关切焊缝的疲劳寿命预测

  谢素明, 赵洪帝, 陈胜, 程亚军

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 37-43. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.005

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  利用裂纹扩展分析方法和质量分类法研究铝合金车体含缺欠焊接结构的疲劳寿命问题。首先，研究IIW:2015的基于Paris定律的裂纹扩展分析的理论基础和BS 7910:2019的基于考虑焊接缺欠质量的S-N曲线的质量分类法的算法原理；其次，归纳总结了这2种方法进行考虑焊接质量的焊接结构疲劳寿命评估流程；再次，在疲劳载荷作用下，基于BS EN 1999-1-3:2007的名义应力法对某动车组铝合金车体进行疲劳分析，确定车体疲劳关切焊缝部位；最后，分别利用裂纹扩展分析方法和质量分类法对车体关切焊缝侧门下角进行考虑初始裂纹的疲劳寿命评估。结果表明：基于质量分类法的剩余寿命为1.4×10~6次，基于裂纹扩展分析法的剩余寿命为2.64×10~6次。
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  基于子模型的镁合金车体刚度联合优化

  时森, 陈秉智, 张旭, 臧兰兰, 阎帅, 秦睿贤

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 44-50. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.006

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  以提升镁合金车体底架边梁刚度为目标，提取车体底架边梁边界，建立边梁子模型，对结构进行拓扑优化，获得边梁型材分布；在此基础上采用HyperStudy软件，进行试验设计，建立关于应变能、质量的边梁尺寸形状协同优化代理模型，开展边梁结构型腔多目标优化，同时对最优构型进行刚度分析验证。结果表明：相比原结构，车体边梁最大下挠减小18.47%,刚度明显改善，通过结构优化可有效补偿镁合金车体刚度下降。
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  玻璃钢隧道防护门优化分析及安全性评估

  王悦东, 魏壮, 王秋实, 董祺

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 51-57+100. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.007

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  通过玻璃钢(FRP)材质的疲劳试验数据，利用单侧容限法拟合出置信度为95%、存活率为97.5%的p-S-N曲线，得出玻璃钢防护门的疲劳极限。使用Box-Behnken(BBD)抽样方法完成了试验设计，建立了防护门的应力幅值和长度、宽度、厚度的二阶多项式，利用二代遗传算法(NSGA-Ⅱ)、粒子群算法(PSO)、二次规划法(NLPQL)3种算法进行多目标优化分析，对防护门的应力幅值和体积进行了优化，结果表明：使用NSGA-Ⅱ算法时体积和应力幅值优化效果最好，体积减小率为13.73%,应力幅值减小率为14.68%。根据优化结果进行仿真验证，仿真结果和优化结果一致，证明了优化结果的有效性。根据BS 7910:2019对优化后含缺陷的防护门进行结构安全性评估，计算结果表明：含裂纹缺陷的玻璃钢防护门满足结构安全性需求，a/c值越小，裂纹在后期扩展中越容易趋近BS 7910:2019中FAD图的临界线。
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  高原内燃机车柴油机空气滤清系统流场仿真

  邓纪辰, 梁海涛, 崔洪江

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 58-62. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.008

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  为了降低内燃机车柴油机空气滤清系统的流动阻力，提高流动均匀性，采用CFD仿真计算方法，对高原环境下内燃机车柴油机的空气滤清系统进行流体动力学计算分析与研究。首先，完成机车柴油机空气滤清系统在0 m海拔高度时的性能仿真计算，根据计算结果对空气滤清系统结构进行优化。其次，对优化后的空气滤清系统进行海拔高度分别为2 200、4 000、5 100 m高原环境下的CFD计算。最后，对袋式过滤器的排列方式进行研究，将袋式过滤器在初始过滤器排列的基础上，重新排列出shun-66、cha-56、cha-65 3种排列方式，研究不同排列方式的流动均匀性和湍流性能。结果表明，cha-56排列方式的湍流性能最好，进气阻力最小，同时流动均匀性也最优。
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  7FDL-16柴油机气缸盖热结构耦合应力分析

  李明海, 庄斌

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 63-67. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.009

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  通过CATIA软件进行三维建模，利用Space Claim模块提取流体域，在Fluent模块设置流体边界条件并仿真流动，先后导入Ansys Workbench稳态热和静应力分析模块，设置热边界条件和应力载荷，得到气缸盖的温度场以及热结构耦合应力分布云图。热结构耦合应力分析可得：热应变最大处在火力面鼻梁区，最大变形量为0.002 1 mm,应力最大处在两排气门之间的鼻梁区，最大应力值为398 MPa,安全系数为2.71,满足实际结构工作的要求标准。
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  空间变异性软土层管廊隧道安全可靠度分析

  蔡丹丹, 姜育科, 沈才华, 王业钊, 于瀚森

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 68-75. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.010

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  根据宿迁地区钻孔资料统计分析，获得了沿综合管廊轴向软黏土地层底高程的截断式正态分布函数；结合不同黏土土样的改进广义指数蠕变本构模型，基于随机有限元模拟技术建立了同时考虑地层厚度和蠕变特性空间随机分布的综合管廊运营期安全预测随机有限元模拟方法。研究结果表明：宿迁地区综合管廊运营期10 a后的变形和结构内力已趋于稳定，管廊结构最大等效应力分布为3.00～3.50 MPa,最大值比最小值大16.67%,管廊最大等效应力概率密度近似偏态分布；管廊结构最大拉应力和最大差异沉降概率密度近似正态分布。软土层的空间变异性对综合管廊安全预测结果有一定影响，建立考虑软土层空间变异性的综合管廊运营期可靠度预测方法可以更全面掌控风险，对综合管廊的优化设计和施工安全控制具有重要指导意义。
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  突发事件下列车开行方案调整对铁路客运网络鲁棒性的影响

  王宇, 陈佳琦

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 75-75.

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  面对突发事件的发生,铁路会采取列车开行方案调整措施进行应对以减少突发事件带来的危害,极大地影响了铁路客运网络的鲁棒性。结合突发事件对铁路客运网络的影响区域性特点,选取部分停运的列车开行方案调整措施,确定突发事件对铁路客运网络的扰动,通过构建鲁棒性指标,进行了列车开行方案调整对铁路客运网络鲁棒性的仿真设计。以辽宁省铁路客运网络为例,计算不同比例停运下铁路客运网络的鲁棒性,研究发现:2种网络指标的度量下,最大连通子图的鲁棒性要好于可达性。列车部分停运下,当列车停运比例大于70%或车站节点数大于10时,会引起最大连通子图指标的快速下降;当列车停运比例大于10%或车站节点数大于9时,会引起可达性指标的快速下降。
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  季冻区铁路隧道衬砌健康诊断及预警

  王洪德, 王亚楠

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 76-81. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.011

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  为确保服役期间铁路隧道的安全可靠，提出了一种针对季冻区铁路隧道衬砌的健康诊断及预警技术方案。首先，结合隧道实际构建出包含7个一级指标和13个二级指标的隧道衬砌健康诊断指标体系；其次，基于改进群组G2法确定了各指标的冻季权重与非冻季权重；最后，通过对比SARIMA预测模型、BP神经网络模型与SA-BP组合预测模型的预测精度与稳定性，选用SA-BP组合预测模型来实现对隧道衬砌健康的综合诊断及预警。研究结果表明，2022年1月与2月的预警值分别为0.473 4、0.472 0,预警等级为2级，但有向三级劣化的趋势，建议加强维护，暂不报警。
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  表面完整性对制氢反应器材料耐腐蚀性影响

  张生芳, 冷智毅, 王文哲, 谷红涛, 尹剑, 王紫光, 刘宇

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 82-88+119. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.012

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  为研究某制氢反应器用钢表面完整性对其耐腐蚀性的影响，基于制氢反应器所产生的酸性介质腐蚀工况，对某制氢反应器用钢开展静态腐蚀试验。分别分析了不同表面粗糙度、不同表面残余应力对某制氢反应器用钢腐蚀速率、腐蚀后表面粗糙度与拉伸性能衰退的影响规律，并从晶间应力等方面分析表面完整性对耐腐蚀性的影响。通过试验发现：粗糙度较大的试样随腐蚀时间增加腐蚀速率降低，当表面粗糙度Ra为0.05μm时试样腐蚀速率随腐蚀时间增加而增大；腐蚀后粗糙度较大的试样表面粗糙度增大，而较小的试样表面粗糙度减小；腐蚀后材料的力学性能出现随表面粗糙度先增大后减小的趋势；随试件表面残余应力增大，腐蚀速率出现先减小后增大的趋势；腐蚀后表面粗糙度随初始残余应力的增大而增大；当初始表面残余应力为-293 MPa时，试样腐蚀后力学性能相对较好。
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  CL65车轮钢滚动疲劳磨损研究

  李唯一, 刘鹏涛, 吴斯, 任瑞铭

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 89-95. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.013

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  利用双盘滚动磨损实验机对CL65车轮钢与U75V钢轨钢进行滚动磨损实验，研究CL65车轮钢表面出现的疲劳磨损现象。实验表明：CL65车轮钢的磨损情况由黏着磨损不断向疲劳磨损过渡。机加工表面细晶层主要出现在磨损的初始阶段，疲劳磨损裂纹的形成和扩展出现在细晶层内或细晶层与基体的界面，导致了细晶层的早期疲劳剥离。随着磨损周次的不断增加，原始片状珠光体和先共析铁素体，基体区域表层的塑性变形不断加剧，当塑性应变过大时，疲劳裂纹开始萌生，并逐渐开始向先共析铁素体区域、渗碳体与共析铁素体界面扩展。
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  冷喷涂修复7A01铝合金盐雾腐蚀行为研究

  沈长斌, 侯明昊, 黄诗铭

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 96-100. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.014

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  高铁在行驶过程中会受到各种腐蚀介质的腐蚀，使得部件基体损坏，为解决这一问题，采用冷喷涂工艺修复铝合金基体部件。先在7A01铝合金试件中心加工一个凹坑以模拟腐蚀引起的缺陷，随后采用铝基粉末对其冷喷涂修复，最后对修复后的试件进行组织观察、力学性能测定及盐雾腐蚀行为的研究。结果表明：修复后试样凹坑区域气孔和裂纹数量非常少，平均显微硬度为54.5HV,抗拉强度为273.5 MPa。经过1 000 h的中性盐雾实验，冷喷涂修复试样的质量损失率低于未修复的7A01铝合金，修复区域的开路电位高于7A01铝合金。
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  CEEMDAN-WPE-CLSA超短期风电功率预测方法研究

  李杰, 孟凡熙, 牛明博, 张懿璞

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 101-108. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.015

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  提出了一种结合自适应噪声完全集合经验模态分解、加权排列熵、卷积神经网络、长短期记忆网络和自注意力机制的超短期风电功率预测方法。首先，利用自适应噪声完全集合经验模态分解将原始风电功率时间序列自适应分解为一系列的模态分量，降低原始序列的非线性和波动性；其次，根据加权排列熵计算各模态分量间的相似性并对相似的分量进行重组，以修正自适应噪声完全集合经验模态分解的过度分解问题，使得修正后的模态分量更具规律性；最后，将重组后的分量输入卷积长短期记忆网络进行时序建模，并利用自注意力机制对卷积长短期记忆网络的神经元权重进行重新分配，提高了卷积长短期记忆网络对输入特征不确定性的适应能力。在此基础上，明确了自注意力机制和自适应噪声完全集合经验模态分解、加权排列熵在风电功率预测中的作用机制，以及风电功率信号包含的重要物理信息，证明了自适应噪声完全集合经验模态分解、加权排列熵以及自注意力机制在风电功率信号模态分解和长短期记忆网络隐层输出权重分配中的有效性。
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  电网需求侧资源动态分布式k-means聚类算法

  黄静, 饶尧, 刘政

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 109-114. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.016

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  为有效聚合电网需求侧资源，合理、高效利用电网资源，提出基于分布式k-means的电网需求侧资源动态聚类算法。通过基于置信半径的分布式k-means算法聚类采集到的电网需求侧资源数据，在模糊C均值进化神经网络中，以聚类得到的电网需求侧资源数据为输入向量，输出电网需求侧资源场景，依据场景存在概率，以电网侧资源日均峰谷差最小、DG消纳程度最高与日均负荷波动率最小为目标函数，以电网需求侧资源曲线波动率与负荷互补为约束条件，构建电网需求侧资源多场景聚类模型，经动态改变惯性因子(DCW)粒子群算法求解模型后，实现电网需求侧资源多场景聚类。试验结果表明：该方法可实现电网需求侧资源动态聚类，应用该方法聚类不同场景电网需求侧资源时的日负荷率较低，聚类效果较好，可满足实际电力需求侧资源动态聚类工作的需要。
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  启发式k-means聚类算法的改进研究

  殷丽凤, 栗庆杰

  大连交通大学学报. 2024, 45(02): 115-119. https://doi.org/10.13291/j.cnki.djdxac.2024.02.017

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  启发式k-means聚类算法通过在k-means第一次迭代后查看附近的集群来预测每个数据点可能会被划分到的集群子集，有效地加快了算法的运行速度。但由于启发式算法存在随机选择初始聚类中心以及无法有效识别数据集中离群点的缺陷，导致聚类结果的误差平方和较大并且轮廓系数偏小。针对这一问题，提出了CHk-means算法，该算法引入仔细播种方法，克服了启发式k-means算法随机选择初始聚类中心带来的局部最优解问题；该算法引入局部异常因子LOF算法对离群点进行检测，降低了离群点数据对聚类结果的影响。在多个数据集上对3种算法进行对比试验，结果表明CHk-means算法可有效降低聚类结果的误差平方和，增强聚类的轮廓系数，使聚类质量得到明显改善。