研究综述

• 城市道路干线协调控制方法综述

  郭瑞军;姜凯宁;

  干线协调控制可有效缓解城市交通拥堵，提高车辆运行效率。因此，协调控制被提出的60多年间，众多学者对这一领域开展了深入研究。随着信息技术的高速发展，联网车辆与自动驾驶车辆的出现，既为干线协调控制带来巨大挑战，也为其理论创新发展开辟新的研究方向。首先，通过VOSviewer软件导入2009—2024年国内外干线协调控制相关论文，借助生成的关键词共现网络探究该领域近年来的研究热点；同时，从干线协调控制模型的优化目标、研究对象、求解方法及约束条件等特征入手，对研究文献进行系统总结。结合热点话题与适用范围将文献分为6类，绘制了干线协调模型的发展脉络图，揭示出干线协调控制从独立研究到逐渐融合的发展趋势。其次，详细梳理了每类模型发展过程中的难点问题，并对采用近似解决方法的各类模型之间的联系与区别展开讨论。讨论发现，尽管干线协调控制研究已取得一定进展，但干线车流运行的离散性、人工驾驶车辆的随机性、信号控制方案的鲁棒性、车道变化及车辆换道过程中的动态交互及混合交通流建模的复杂性，仍是干线协调控制的研究难点。最后，从信号协调控制中纳入实际道路特征、关键交叉口的联合控制与提前疏散、“点、线、面”信号控制融合等方向对干线协调研究进行展望。

  2025年06期 v.46;No.222 1-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2920K]
  [下载次数：220 ] |[阅读次数：0 ]

交通运输管理与控制

• 考虑作业状态能耗的铁路集装箱中心站装卸设备协同调度

  何世伟;刘逸凡;迟居尚;吴艺迪;赵日鑫;郭筱璇;

  为解决铁路集装箱中心站内装卸设备间的高能效协同调度问题，首先分析集装箱装卸作业流程中的设备衔接情况，界定集装箱运输任务中装卸设备的不同作业状态，并分类量化其能源消耗；然后以装卸作业完工时间最短和总能耗最低为目标，构建综合考虑轨道门吊、集卡与正面吊协同作业过程的调度优化模型。为求解该模型，基于快速非支配排序遗传算法的核心思想，结合基于区域中心的贪婪变邻域搜索机制和微进化算法的优势基因保存机理，设计出混合多目标优化算法，并通过不同规模算例验证了模型与算法的可行性和有效性。结果表明，在较小的任务规模下，相较于传统遗传算法和快速非支配排序遗传算法，混合多目标优化算法的求解质量最优，其求解精度达到Gurobi求解器的96%,求解时间缩短92%;在大规模算例中，微进化机理和贪婪变邻域搜索机制的引入有效提高了混合多目标优化算法的寻优能力，提高了收敛效率，使其在求解速度与快速非支配排序遗传算法相近的前提下，求解质量提升约20%,且该优势会随着集装箱装卸任务量的增加而愈发显著。

  2025年06期 v.46;No.222 19-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2127K]
  [下载次数：88 ] |[阅读次数：0 ]

• 大小交路模式下城轨列车时刻表与车底接续协同优化

  刘迪;陈钰颖;荣文竽;王宇;

  为解决城市轨道交通客流需求与运力资源的精准匹配问题，提出一种大小交路模式下城轨列车时刻表与车底接续协同优化方法。该方法以双向城市轨道交通线路为研究对象，针对客流时空分布不均的特性，以客流需求、列车运行和车底接续为约束，构建非线性混合整数规划模型；通过决策列车的发车时刻、车底接续方案及小交路车次折返站去向，设计遗传算法进行求解，最终得到企业运营成本与乘客出行成本加权和最小的优化方案。依托某城市地铁4号线运营数据，验证模型和算法的有效性。研究结果表明：相较于现有实际运输方案，优化后上线车底列数减少27.3%,开行列车次数减少30%,总成本降低17.6%。在实际应用中，决策者可通过调整权重取值，进一步平衡企业运营成本和乘客出行成本的相对重要性。该研究成果实现了客流需求与运力资源的精准匹配，在降低企业运营成本的同时，有效提升了乘客出行的便捷性。

  2025年06期 v.46;No.222 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2942K]
  [下载次数：96 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于改进强化学习的充电站选址方法研究

  李媛媛;吕吉祥;

  为了解决当前充电站选址算法在挖掘和利用训练数据潜力不足，进而限制优化效果的问题，提出了一种基于改进强化学习的充电站选址方法。首先，综合考虑城市道路网络、现有公共充电站的位置分布及充电需求等因素，搭建仿真环境。其次，评估现有充电站的干扰影响，并将出行时间、充电时间、等待时间、效益作为评估算法优化的性能指标。最后，利用长短期记忆网络提取训练数据中的时间序列特征，捕捉并分析充电站位置随时间变化的动态规律，从而进一步优化学习过程。在国内部分城市的道路网络上进行测试。仿真结果表明，该方法相比现有强化学习选址算法，平均减少了8.57%的等待时间、11.38%的出行时间和6.17%的充电时间。

  2025年06期 v.46;No.222 40-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2146K]
  [下载次数：240 ] |[阅读次数：0 ]

轨道交通装备智造

• 400 km/h动车组车下设备随机振动载荷谱及加速试验研究

  姜春龙;程亚军;张红卫;于春洋;张晓松;曾一鸣;

  通过线路测试获取CR400BF 400 km/h运行条件下主要车下设备激励的振动特性，考虑不同设备安装形式对振动特性的影响，采用统计容差法、包络法、疲劳损伤谱等方法归纳不同方向车下设备随机振动实测谱和规范谱，并与GB/T 21563—2018进行对比及标准适用性分析。结果表明：400 km/h条件下弹性安装设备振动RMS均低于标准值，刚性安装设备横向RMS为0.391 9 m/s~2,超出标准值0.37 m/s~2;车下设备均存在由轨道P2力引起的40～50 Hz激励主频，与标准5～20 Hz振动主频存在明显差异；标准谱作为考察400 km/h弹性安装结构的载荷谱相对保守，对400 km/h刚性安装设备的适用性较差。基于Dirlik应力分布模型，推导出双斜率S-N曲线下激励放大倍数同疲劳寿命比例呈现双对数变化关系，以动车组污物箱为例，获取不同疲劳标准下加速试验时间同加速比之间的关系，为随机振动台架试验提供参考。

  2025年06期 v.46;No.222 49-57+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 4163K]
  [下载次数：38 ] |[阅读次数：0 ]

• 考虑误差因素的渐开线少齿差行星传动优化设计

  何卫东;张喆;张迎辉;

  针对目前渐开线少齿差行星齿轮副在几何设计时未考虑误差因素的问题，以理论齿侧间隙计算为基础，开展综合偏心量、相邻齿距差与实际齿侧间隙的关联性研究，明确了误差因素影响下实际中心距、啮合角、变位系数及实际齿侧间隙的关系，进而提出以误差影响下的最小啮合角为优化目标、变位系数为优化变量的齿轮副设计方法，并通过对比试验验证遗传算法优化设计方式的可行性与优越性。在不考虑误差的理想状态下，正常工作的少齿差齿轮副中，啮合齿对前后非工作齿对的齿侧间隙极小，其间隙与齿轮副的设计参数及与啮合齿对的距离相关，啮合角越小齿侧间隙越小。综合偏心量和相邻齿距差的影响，实际中心距的上下波动对实际齿侧间隙的影响十分显著。在精度等级不变的情况下，综合偏心量为公差范围内的定值，将其影响等效到中心距后，建立实际中心距的波动方程，进而得到实际中心距与实际齿侧间隙的数学模型。通过分析实际齿侧间隙与相邻齿距差的关系，得到避免齿轮副啮合干涉的最小中心距。基于遗传算法建立以最小啮合角为优化目标、变位系数为优化变量、最小中心距为约束条件之一的优化设计模型。设计搭载优化前后齿轮副的星轮减速器，开展空载传动误差试验，验证了所提遗传算法的可行性和优越性，对少齿差行星机构的精密设计与制造具有参考及指导意义。

  2025年06期 v.46;No.222 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2296K]
  [下载次数：89 ] |[阅读次数：0 ]

• 不同流量下牵引风机气动噪声特性

  张晓排;李文吉;王明阳;王春艳;

  通过数值仿真和试验，研究了不同流量下离心风机进、出口的气动噪声特性。采用大涡模拟仿真风机流场，分别从叶轮与蜗壳内部流场交界面及蜗壳内部流场中提取风机气动噪声的面声源和体声源，然后基于声类比法计算风机蜗壳内部及进、出口辐射噪声。仿真结果显示：在额定流量工况下，风机进口噪声声压级为87.2 dB(A),出口噪声声压级为88.5 dB(A),且第一、二阶旋转噪声峰值显著，这主要由叶片前缘和尾缘的涡流结构引发。仿真和试验对比分析显示，在流量为0.941～2.079 m~3/s时，风机进口噪声声压级随流量增加呈上升趋势；试验中，小流量时出口声压级受送风管道圆锥盘的影响较大。

  2025年06期 v.46;No.222 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2248K]
  [下载次数：76 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速列车制动盘温度场数值模拟及热应力分析

  卢耀辉;冯达;王北昆;史潇博;黄彪;

  随着我国高速列车运行速度的不断提高，制动盘的工作环境愈发恶劣，制动摩擦产生的巨大热量导致制动盘温度迅速升高，进而引发热疲劳与热裂纹。为获取高速列车制动盘在制动过程中的温度分布及热应力分布，采用流固耦合方法，建立制动盘与周围空气流场的流固耦合数值模型，计算出制动盘表面的对流换热系数分布；随后将表面对流换热系数及摩擦生热的热流密度作为载荷施加于制动盘表面，通过有限元法对制动盘的温度场和热应力进行分析。结果表明：与传统经验公式相比，制动盘表面对流换热系数与周围空气流速相关，其中散热筋迎风面的对流换热系数远大于背风面，且其表面对流换热系数沿轴向呈对称分布；制动盘表面先出现环形高温区，随着制动过程的推进逐渐转变为团状高温区，热量逐步向散热筋传递，应力场与温度场的变化趋势基本相同；最终确定的制动盘热应力较大区域，与制动盘典型失效位置基本相符。

  2025年06期 v.46;No.222 77-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2845K]
  [下载次数：192 ] |[阅读次数：0 ]

• 动车组空调蒸发器空气侧CFD仿真研究

  张洋;苏晓钶;崔洪江;高洁;

  利用计算流体动力学(CFD)仿真分析技术，研究了动车组空调系统中以CO_2作为制冷工质的翅片管蒸发器空气侧的换热性能。选取空气出口温度、压降、传热因子j、阻力因子f等作为目标函数，同时在空气流道中设置监测点，实时监测湍流场和管壁压力变化。研究显示，该CO_2蒸发器的制冷量最高可达29.76 kW,满足动车组空调系统所需的换热量。为提高蒸发器的换热效果，分别改变空气进口流速、蒸发器换热管管径和翅片间距进行仿真优化。结果表明：随着空气进口流速的增大，蒸发器制冷量增大，换热管面积优化因子j/f值随之增大，换热效果提升；但当空气进口流速v_e>2.2 m/s时，继续提高流速对换热效果影响较小；适当减小换热管管径可降低风阻，提高j/f值，进而增强蒸发器的制冷能力；随着翅片间距的增大，流道内的湍流运动得以充分发展，j/f值的变化存在峰值；最佳翅片间距为1.6～1.7 mm,此时空气侧平均湍动能较大且湍流耗散率较小。

  2025年06期 v.46;No.222 86-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K]
  [下载次数：23 ] |[阅读次数：0 ]

交通基础设施与材料

• 切削参数对6005A铝合金切削力影响规律仿真分析

  张生芳;何昭祥;石鸿瑞;马付建;沙智华;

  为研究切削参数变化对6005A铝合金切削力的影响规律，建立6005A铝合金三维铣削有限元仿真模型，并对仿真模型进行试验验证，研究主轴转速、背吃刀量和每齿进给量对6005A铝合金切削力的影响规律。结果表明：三向切削力随每齿进给量和背吃刀量的增大而增大，随主轴转速的增大略有减小；每齿进给量对切向切削力和径向切削力产生的影响最大，切向切削力和径向切削力随每齿进给量的增大分别增长20%和27%,主轴转速对三向切削力的影响较小。

  2025年06期 v.46;No.222 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2033K]
  [下载次数：170 ] |[阅读次数：0 ]

• 惰性空间中气压对富镍电池热失控行为的影响

  魏宁宁;李明海;

  为揭示气压条件对富镍锂离子电池热失控行为的影响，提出一种基于惰性气氛的试验分析方法，通过调控环境气压参数系统考察其对热失控过程的作用规律。选用容量为50 A·h的商用棱柱形电池，其阴极材料为Li(Ni_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.2))O_2,阳极为石墨。在100%荷电状态(SOC)下，于1 000 L定容锂电池试验舱AEC的氮气环境中开展热失控试验，设置初始气压分别为60、80和101 kPa,分析气压差异对热失控特性的影响。结果表明：安全阀开启瞬间，烟雾喷发速度约为40 m/s;随环境气压降低，喷发总历时缩短，表现为气压每下降20 kPa,喷射时间缩短约5 s;不同气压条件下的总产气量差异不显著，均保持在(2.04±0.15)L/(A·h)。研究揭示了环境气压对富镍锂离子电池热失控射流特性的影响规律，为进一步理解热失控过程的原始状态特征提供了试验依据，对电池热管理系统的优化设计具有一定的指导意义。

  2025年06期 v.46;No.222 101-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1796K]
  [下载次数：68 ] |[阅读次数：0 ]

• 气相二氧化硅基复合相变材料的合成及其控温性能研究

  解卓学;寇艳;史全;田颖;

  以癸酸(DA)-十六醇(HD)和十八烷作为基础相变材料，气相二氧化硅(Fumed Silica, HFS)作为载体和增稠剂，通过真空浸渍制备复合相变材料癸酸-十六醇/气相二氧化硅(HFS-DA-HD)和十八烷/气相二氧化硅(HFS-Octadecane)。利用热红外成像技术观察样品在熔融前、后的定型性，采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热常数分析法对样品的热性能进行评价，进一步研究了HFS-DA-HD在控温实验中的储热能力。实验结果表明：DA-HD和十八烷通过物理作用被包裹在HFS中，过量的HFS为材料提供了良好的增稠性。当HFS的含量达到总质量的25%时，复合相变材料具有定型性，HFS-DA-HD和HFS-Octadecane的焓值可达114.59和157.83 J/g。此外，HFS-DA-HD样品在控温实验中体现出了良好的储热特性，与没有相变材料的空白组相比，HFS-DA-HD样品在18～32℃范围内的控温时间增加了183%。研究结果可为建筑控温相变材料开发提供参考。

  2025年06期 v.46;No.222 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2336K]
  [下载次数：102 ] |[阅读次数：0 ]

• 深冷处理对增材制造316L不锈钢组织及性能的影响

  吕云卓;李佳雨;

  采用激光增材制造技术，分别以800、1 400、2 000 W 3种激光功率参数制备316L不锈钢块体样品，对其进行深冷处理后，开展了残余应力、微观组织和力学性能的测试与分析。结果表明：激光增材制造沉积态样品的显微组织主要由等轴晶与柱状晶组成；样品中残余应力随着激光功率的增大呈先增大后减小的规律，并在1 400 W时达到最大值；深冷处理可在样品内部引入纳米孪晶，其中1 400 W样品中纳米孪晶密度最高。此外，1 400 W样品在深冷处理后，屈服强度和均匀伸长率由424 MPa和32%分别提升至528 MPa和39%,硬度由206HV提升至259HV,在强化的同时维持了塑性，有效改善了材料的综合力学性能。

  2025年06期 v.46;No.222 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1939K]
  [下载次数：216 ] |[阅读次数：0 ]

• 填充量对多孔Yb_xCo₄Sb₁₂方钴矿组织结构与热电性能的影响

  秦丹丹;王鑫;朱雪梅;

  采用快速热压烧结和退火处理工艺制备了多孔Yb_xCo_4Sb_(12)方钴矿材料，通过X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对合金的组织结构进行表征，利用LSR-3塞贝克系数/电阻率测试仪测试合金的电性能，借助LFA457激光法导热分析仪测试合金的导热系数，并使用MCS-EMP霍尔效应测试系统测量合金室温下的载流子浓度和迁移率。利用相变过程中的体积变化，在未额外添加造孔剂的条件下，成功在填充方钴矿中原位构建了多孔结构。结果表明，退火处理有效消除了熔炼过程中残留的YbSb_2相，成功形成大量直径约10μm的孔洞，有效增强对声子的散射作用；随着Yb填充量的增加，退火后合金中孔洞结构的数量逐渐增多；当Yb填充量为0.300时达到填充上限，载流子浓度趋于饱和，电导率不再进一步增大。最终，在合金成分为Yb_(0.3)Co_4Sb_(12)的多孔方钴矿中获得了提升的功率因子，其数值为51.46μW·cm~(-1)·K~(-2)(测试温度为773 K);同时，该成分的多孔方钴矿表现出最优的热电性能，最大热电优值为1.44(测试温度为873 K),平均热电优值为0.987(测试温度为300～873 K)。

  2025年06期 v.46;No.222 120-125+156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K]
  [下载次数：34 ] |[阅读次数：0 ]

• 强流脉冲电子束对铜/石墨基复合材料组织与性能影响

  赵丽敏;谭长城;李佳龙;

  对国标J164铜/石墨基复合材料进行不同次数强流脉冲电子束(HCPEB)表面改性处理，通过表征改性前后样品的表面与截面形貌，并测试其耐磨与耐腐蚀性能，探究材料微观形貌与表面宏观性能的关联。结果表明：HCPEB处理后形成一定厚度的熔化层，铜、铅等金属发生熔化，部分石墨转变为石墨烯；随着HCPEB轰击次数的增加，表面石墨烯含量上升，并伴随熔坑生成，表面粗糙度随之增大；HCPEB轰击10次的样品具有最优的耐蚀性与耐磨性，这主要归因于表面石墨烯的出现及其含量的增加。

  2025年06期 v.46;No.222 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 3726K]
  [下载次数：46 ] |[阅读次数：0 ]

交叉学科与交通前沿

• 基于Unet与预训练StyleGAN结合的图像修复算法

  贾世杰;金思辰;

  为了解决大面积掩码时修复结果与原图语义差异大、纹理恢复粗糙的问题，提出一种结合Unet修复方法和GAN反演修复方法的图像修复方案。首先，将Unet编码器输出的风格向量输入预训练StyleGAN,解决潜码干扰问题；其次，在频域上加权融合Unet解码器与StyleGAN的特征图，避免频段冲突；最后，引入傅里叶频域损失，确保图像高频频谱的一致性。试验结果表明，该方法在CelebA-HQ数据集上优于现有方法(如LAMA),在FID、SSIM、PSNR指标上分别提升6.6%、0.5%和4.9%;在70%掩码条件下，分别提升8.9%、1%和6.8%,有效提高了大面积掩码修复的语义一致性和细节恢复精度。

  2025年06期 v.46;No.222 132-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K]
  [下载次数：169 ] |[阅读次数：0 ]

• 复合多稳态随机共振轴承微弱故障信号特征提取研究

  苑宇;王硕;张明旺;

  针对传统随机共振系统在强噪声背景下难以提取弱信号的问题，在经典的双稳态系统模型和高斯势阱模型的基础上，提出一种新的复合型幂指函数多稳态随机共振(Composite Exponential Potential Multistable Stochastic Resonance, CEMSR)系统。首先，对Gaussian Potential模型进行改进，构建CEMSR系统模型，并基于四阶龙格-库塔算法对系统进行数值求解，分析噪声强度对系统的影响。其次，以输出信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)作为随机共振效果的衡量指标，采用粒子群算法并结合二次采样技术优化系统参数。最后，采用参数最优的CEMSR系统模型检测轴承微弱故障信号，并与2种复合三稳态模型的系统输出进行对比分析。信号仿真分析和试验结果表明，含噪信号处理后，CEMSR系统模型的性能显著优于其他2种复合三稳态系统，其SNR提升幅度均超过30 dB,检测误差控制在0.5 Hz以内，充分证明即使在系统参数较少的情况下，新模型仍能展现出更优异的微弱故障信号特征提取性能。

  2025年06期 v.46;No.222 138-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 3938K]
  [下载次数：170 ] |[阅读次数：0 ]

• 单相两电平PWM整流器传感器故障诊断与容错控制

  李常贤;李征宇;孙燕楠;

  为了保证高速动车组牵引系统的可靠运行，以单相两电平整流器为研究对象，针对其中的网侧电流传感器和中间直流链电压传感器，提出了一种基于Luenberger观测器的改进故障诊断方法。通过建立整流器状态空间模型，设计了全状态可观且收敛迅速的观测器，准确估计网侧电流值和直流链电压值。在此基础上，通过重构控制量，将传感器的采集值与观测器的估计值作差建立电流与电压残差，从而实现快速容错控制。仿真结果表明，系统可在故障发生后短时内完成故障诊断，通过容错控制单元使系统快速恢复稳定运行。所提方法对变流器故障诊断具有一定的参考价值。

  2025年06期 v.46;No.222 149-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 2236K]
  [下载次数：121 ] |[阅读次数：0 ]

• CEEMDAN联合小波包阈值去噪算法在FOCT中的去噪应用

  孟庆喜;岳光华;赵新科;王炳蔚;董华军;

  光纤电流互感器(FOCT)通过将光能转换为磁场能再转换回光能的原理，已逐渐成为配电网规划中输电线路电流检测和监测的关键组件。然而，由于FOCT的工作环境复杂多变，其输出信号中往往包含各类噪声，对设备的长期运行稳定性和检测精度造成一定影响。针对FOCT输出信号的特性，在现有小波包阈值去噪技术基础上，提出了一种结合完全集成经验模态分解与自适应噪声(CEEMDAN)和小波包阈值去噪的联合算法。该算法旨在通过CEEMDAN算法对复杂的非线性、非平稳信号进行高效分解，再利用小波包阈值去噪技术精确去除噪声成分，从而有效提升信号处理的精度和效率。该算法首先采用CEEMDAN算法对初始信号进行分解，得到包含不同频率成分信息的一系列固有模态函数(IMF);其次，针对每个IMF应用小波包阈值去噪技术，根据信号特征自适应选择最优的小波基和阈值参数，实现对噪声的有效抑制；最后，将去噪后的IMF重构，恢复出更纯净、准确的原始信号。试验结果分析表明，该算法在处理特定类型噪声时可显著改善信噪比，对部分信号的信噪比提升幅度可达20 dB以上。这表明该算法可有效抑制噪声，保留信号细节，并具有信号分析更全面、自适应性更强等优势，从而提高FOCT的运行稳定性与检测精度。

  2025年06期 v.46;No.222 157-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 2465K]
  [下载次数：81 ] |[阅读次数：0 ]

• 《大连交通大学学报》第46卷总目次

  <正>~~

  2025年06期 v.46;No.222 165-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
  [下载次数：1 ] |[阅读次数：0 ]
下载本期数据