研究综述

• 橡胶弹簧力学模型的发展

  池茂儒;周荻;代亮成;梁树林;高红星;蔡吴斌;吴兴文;

  橡胶弹簧被广泛应用于轨道车辆的高频隔振、冲击缓解及弹性定位等关键部位，因此其力学模型对于橡胶弹簧的参数设计以及车辆运行中的动力学性能预测具有重要的意义。国内外针对橡胶弹簧等效力学模型和有限元模型，已从最初仅能简单表征静态黏弹性力学行为，发展至如今可较好地描述其随外部载荷条件变化的非线性动态特性；同时，神经网络模型也在相关研究中被逐步应用于橡胶弹簧力学特性的预测。但等效力学模型和有限元模型难以兼顾结构尺寸与非线性力学特性，而神经网络模型缺乏具体物理意义。基于此，提出有限元神经网络模型是橡胶弹簧力学模型的发展方向，该模型既能更准确地表征橡胶弹簧动态特性对车辆动力学性能的影响，也能为橡胶弹簧的研制提供指导。

  2026年01期 v.47;No.223 1-12+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 748K]
  [下载次数：75 ] |[阅读次数：0 ]

交通运输管理与控制

• 考虑气温影响和非线性能耗的纯电动车路径优化问题

  武慧荣;欧阳超;杨一诺;

  传统电动车能耗模型往往忽略了多因素耦合的非线性能耗特征，且未考虑电池低温环境容量衰减。针对上述问题，考虑气温、行驶速度、实时载重和空调运行状态等因素构建非线性能耗模型，将电池容量随温度衰减特性纳入电动车路径优化问题，建立具有时间窗约束的纯电动车路径优化模型。设计了一种改进的自适应遗传算法(HAGA),结合算例集和实例对构建的模型与算法进行验证，并对温度、载重、空调状态和速度等因素对配送方案影响进行敏感性分析。结果表明，考虑气温影响和非线性能耗的纯电动车路径模型和求解方法，能为低温城市纯电动车配送提供决策依据。

  2026年01期 v.47;No.223 13-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 846K]
  [下载次数：67 ] |[阅读次数：0 ]

• 运输需求与时间双重不确定下多式联运路径优化研究

  杜剑;杨媛媛;张然;张显;温欣然;

  多式联运中的集装箱运输需求和时间皆具有不确定性，受节点达到时间窗以及运输和转运能力限制，易发生延误或中断并造成经济损失。为此，针对多式联运淡旺季需求特性，对运输需求不确定性开展鲁棒优化研究；针对多式联运全程时间的随机分布特征，对运输时间不确定性开展随机优化研究。考虑鲁棒运输需求以及随机运输时间的双重不确定性，设计算法依次开展不确定性模型的确定化以及非线性函数的线性化，借助CPLEX进行求解。以中国18个城市组成的多式联运网络为算例背景，比较4种不确定性模式的计算结果，并对时间方差和鲁棒偏差值进行敏感性分析。结果表明：多式联运路径方案能够满足随机时间条件下的时间窗约束，在不同运输需求情景下均低于运输与转运能力限制。随着时间方差的增大，多式联运更偏向选择速度更高的运输方式；随着鲁棒偏差值的减小，公路因运输能力不足而逐渐被铁路、水路取代。因此，对实践中时间不确定性较强情况，为使货物按时到达满足一定置信水平，货运企业可以借助公路、铁路来缩短运输时间；对实践中货运需求波动幅度较大情况，为避免货运需求量超过运输及中转能力，货运企业可以借助铁路、水运来提高方案鲁棒性。

  2026年01期 v.47;No.223 26-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
  [下载次数：230 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于博弈论组合赋权算法的重载铁路线路运维生产组织安全管理方法研究

  陈扬;史立柱;

  为提高重载铁路线路的运维生产效率并保障铁路线路的安全稳定运行，提出了基于博弈论组合赋权算法的重载铁路线路运维生产组织安全管理方法，以提升其运行稳定性。划分铁路线路运维生产组织的各个部门，并根据博弈论组合赋权算法定义条件，求解生产组织间的映射表达式，实现线路运维生产组织之间的映射关系分析。构建生产组织数据仓库，利用取样所得的运维生产数据字段，确定线路运维生产组织信息的管理模式，完成基于博弈论组合赋权算法的重载铁路线路运维生产组织安全管理方法设计。试验结果表明，应用上述方法管理各级运维生产组织，可以大幅提高重载铁路线路的运维生产效率，从而使其运行稳定性得到保障。

  2026年01期 v.47;No.223 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 507K]
  [下载次数：37 ] |[阅读次数：0 ]

轨道交通装备智造

• 基于性能特点的重载双浴盆敞车车体结构分级优化

  谢素明;杨文博;张强;张露颖;

  基于有限元分析和结构优化技术，研究如何提升重载双浴盆敞车车体的性能指标。依据结构和载荷特点建立敞车车体的有限元分析模型；依据TB/T 3550.2—2019标准和设计任务书对车体进行整体垂向刚度和整体结构模态分析与评价；针对车体第一阶频率偏低问题，通过频率对车体部件灵敏度分析筛选出频率优化设计变量，对车体第一阶频率开展结构优化。优化后车体第一阶频率提高1.3 Hz,质量增大0.49 t;在考核车体强度指标的计算载荷作用下，对车体部件强度进行分析与评价。针对安全系数不满足要求的车体中部下边梁撑杆支座和中梁与浴盆端部区域，开展局部结构补强和最佳刚度匹配及理想补强形状的优化设计。下边梁撑杆支座区域尺寸优化后和中梁与浴盆端部分步拓扑优化后，部件安全系数均满足设计要求。

  2026年01期 v.47;No.223 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
  [下载次数：16 ] |[阅读次数：0 ]

• 编组列车碰撞能量系统参数设计

  陈秉智;张瑞;张国栋;卢嘉茗;贾舒静;秦睿贤;

  以某列车为研究对象，建立了列车一维碰撞动力学模型，研究车辆碰撞加速度、列车吸能界面平台力、行程参数之间的关系，构建吸能设计参数与列车响应之间的神经网络模型，并采用NSGA-Ⅱ方法对优化问题进行求解，根据列车最大平均加速度对应区间与各车体加速度确定最优吸能设计方案。结果表明：列车的界面吸能参数经协调设计后可以明显降低碰撞加速度，衰减碰撞过程中车体加速度振荡。

  2026年01期 v.47;No.223 53-59+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 804K]
  [下载次数：11 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速列车制动闸片紧固件卡簧服役失效判别

  尹剑;周子晗;史立;刘宇;沙智华;

  针对高速列车制动闸片紧固件卡簧服役失效问题，建立制动盘/闸片制动有限元模型，考虑了卡簧的预紧和赋予，得出列车制动过程中卡簧的服役应力和位移结果，从应力和位移角度划分了卡簧失效等级并判别其在200 km/h制动工况下的失效状态。结果表明：制动过程中卡簧周边零部件的运动导致卡簧服役应力和位移增大；将卡簧失效划分为不失效、初步失效和完全失效三个等级，200 km/h制动工况下卡簧主要发生初步失效；制动盘内圈卡簧失效率为75%,中圈卡簧失效率为100%,外圈卡簧失效率为37.5%,其中卡簧位移失效情况多于应力失效。

  2026年01期 v.47;No.223 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1241K]
  [下载次数：21 ] |[阅读次数：0 ]

• 考虑温度影响的中空薄壁铝合金结构件铣削力建模研究

  沙智华;夏禹;石鸿瑞;郭嘉伟;刘子源;马付建;张生芳;

  为准确预测中空薄壁铝合金结构件加工过程中的铣削力与铣削温度，对中空薄壁铝合金结构件进行离散化处理，针对各结构构建了铣削力与铣削温度的解析模型并进行了耦合计算，利用中空薄壁铝合金结构件局部铣削试验对解析模型进行了验证。结果表明：铣削力与铣削温度的模型与试验值的误差较小，铣削力最大误差为7.4%,铣削温度最大误差为8.2%,验证了模型的正确性。

  2026年01期 v.47;No.223 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
  [下载次数：57 ] |[阅读次数：0 ]

• 高速铁路隧道上拱条件下列车振动响应研究

  李芳;

  为了探究隧道上拱对高速列车振动响应的影响并提出上拱限值，开展了隧道上拱区高速列车动力学响应研究。建立高速列车-无砟轨道-隧道刚柔耦合动力学模型，揭示高速列车的振动响应变化特征，并基于列车动力响应指标提出了隧道上拱限值。研究结果表明：随着上拱幅值的增大，无砟轨道变形几乎线性增大；随着上拱波长增大，轨道的上拱趋于平缓；高速列车通过上拱区域时，轮轨力先增大、后降低、再增大、再降低，随着隧道上拱幅值增大，轮轨力和轮重减载率逐渐增大；随着上拱波长增大，轮轨力和轮重减载率逐渐降低；随上拱幅值增大，Sperling指标几乎呈现线性增长，而随着波长增大，Sperling指标先增大后减小，表明20 m上拱波长是影响列车舒适性的敏感波长。综合轮轨力和Sperling指标得到隧道上拱限值为22 mm/5 m、19 mm/10 m、17 mm/15 m、13 mm/20 m和27 mm/25 m。

  2026年01期 v.47;No.223 77-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K]
  [下载次数：58 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于混合CAA法的牵引风道噪声仿真分析

  张晓排;王明阳;李文吉;王春艳;

  为了研究牵引风道内、外噪声特性及其成因，利用大涡模拟湍流模型，计算了风道内瞬态流场，提取风道内部的流场速度作为体声源，通过Lighthill声类比法得到了声学张量，并将其代入声波方程计算出风道内、外噪声。结果显示，风道内部转弯处形成了大量漩涡，且涡量较大，该区域声压级也较高。出风口1处的两个连续转弯使得其噪声比出口2高3.9 dB(A)。风道噪声为低频宽带噪声，无谐波成分，出口噪声无明显指向性。

  2026年01期 v.47;No.223 86-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
  [下载次数：25 ] |[阅读次数：0 ]

交通基础设施与材料

• 基于监测数据分析的基坑施工变形控制效果研究

  党卫红;秦凯;庞旭卿;李寻昌;

  为准确评价基坑施工过程的变形控制效果，以基坑变形监测数据为基础，先通过统计分析掌握基坑施工变形监测期的控制效果，再利用变分模态分解、麻雀搜索算法、门控循环单元神经网络和Elman神经网络构建变形预测模型(VSGE),并通过预测结果掌握其在预测期的控制效果。分析结果表明：基坑区段1、区段2的最大变形值分别为16.92 mm和24.17 mm,平均值为21.16 mm,均在对应变形限值范围内，说明基坑施工变形监测期的控制效果较优；同时，经变形预测，不论是消融试验还是对比试验，VSGE模型始终具有较好的预测效果，得出基坑变形具有显著收敛性且最大预测值仍在对应变形限值范围内，说明基坑施工变形预测期的控制效果较优。

  2026年01期 v.47;No.223 92-100+152页 [查看摘要][在线阅读][下载 589K]
  [下载次数：49 ] |[阅读次数：0 ]

• 一种预测霍尔锚贯入均质黏土深度的简化方法

  张宇;吕太威;左迪;

  为了保障海床/河床中埋置结构物的安全，需要对通航船舶应急抛锚贯入深度进行预测。通过CEL方法对霍尔锚在均质黏土中的贯入过程进行了数值模拟，在验证了CEL模型可靠性的基础上，基于能量守恒给出了简化理论计算模型。比较CEL计算和理论模型得到的霍尔锚速度随贯入深度变化曲线可知，理论模型除对土体不排水抗剪强度为2 kPa条件下霍尔锚的贯入预测比较保守外，与CEL方法其他土体强度的计算结果吻合较好。给出了理论模型计算框架，通过给定土体不排水抗剪强度和霍尔锚应急抛锚触底速度两个参数，可以计算得到霍尔锚贯入过程。验证算例显示，理论模型预测误差不大于±5%。所提出的理论模型可以准确地计算霍尔锚在均质黏土中的贯入过程，为海床/河床中结构物埋置深度设计提供重要参考依据。

  2026年01期 v.47;No.223 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K]
  [下载次数：17 ] |[阅读次数：0 ]

• 城市轨道交通实测U型梁对比箱型梁的遮蔽效应

  尚婷;于圣澳;张军;肖思航;钟昊;孔云森;

  为了探究城市高架线U型梁对比箱型梁在中高频噪声的遮蔽效应，测量重庆地铁一号线在大学城和石井坡处的U型梁和箱型梁路段轨道噪声情况，研究噪声频域数据和不同频率段的能量分布。结果表明：U型梁的声压级分布总体呈现宽频特性，声压级频谱曲线呈现中间高、两边低的趋势，频域声压级峰值集中在630 Hz。箱型梁的频域声压级峰值集中在500 Hz,且箱型梁在0～10 000 Hz频率段内声压级总体上高于U型梁。由各频率段能量分布可知，箱型梁的中高频噪声能量占比明显高于U型梁，说明相比于箱型梁U型梁在中高频噪声中具有一定的遮蔽作用。

  2026年01期 v.47;No.223 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K]
  [下载次数：21 ] |[阅读次数：0 ]

• 过湿土压实规律的试验研究

  李敦超;彭江;彭博;韩志杰;

  针对合肥地区的典型过湿土，通过室内击实试验、承载比试验、单向固结试验以及现场压实试验分析其压实性质随含水率、击实功以及是否泡水的变化规律，讨论了压实度与压缩模量的关系。研究表明：合肥地区取样点过湿土最大干密度为1.650～1.888 g/cm~3,且随着最佳含水率的增大呈现幂函数下降趋势；随着初始含水率的增大，过湿土的承载比(CBR)下降速度先缓后快，当含水率达到2倍最佳含水率后，CBR逐渐趋于0;试样泡水对过湿土的CBR影响显著，泡水后试样的CBR下降至2.6%～3.8%。在室内试验中，试样的压实度随着压实次数的增大逐渐升高；随着压实度的增大，过湿土的压缩模量呈幂函数增大。在现场压实过程中，由于侧限压力的差异，过湿土易出现弹簧现象，路基压实度在一定范围内波动，但路基中心位置可超过90%。

  2026年01期 v.47;No.223 115-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 439K]
  [下载次数：9 ] |[阅读次数：0 ]

交叉学科与交通前沿

• 基于变量相关区间模型的受电弓可靠性分析

  王世鹏;宋效宇;

  为解决变量相关区间模型的可靠性指标计算问题，以DSA250型受电弓为例，首先利用有限元方法对受电弓进行静强度分析，得到受电弓结构的最大危险点和最大应力值；其次通过建立最大应力值的响应面得到受电弓的极限状态函数，并通过区间模型的可靠性指标计算公式得出受电弓的区间模型可靠性指标；最后基于区间模型推导了考虑变量相关的可靠性指标和可靠度计算公式，并与不考虑变量之间相关性的可靠性指标相比较。结果表明：在区间模型的基础上，二者可靠度都为1,而考虑变量相关的可靠性指标与不考虑变量相关的可靠性指标之间的相对差别为4.67%,得出变量之间的相关性对于结构可靠性有一定的影响。

  2026年01期 v.47;No.223 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
  [下载次数：26 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于IDBO-LSTM神经网络的异步电机故障辨识

  梁天添;杨健雄;钱振明;

  针对长短期记忆神经网络(Long Short Term Memory Neural Network,LSTMNN)在辨识异步电机故障时，因人工选择网络超参数导致的辨识精度下降问题，提出一种改进的蜣螂优化算法寻优LSTMNN的重要参数。首先，建立具有定子匝间短路故障的异步电机系统模型；其次，利用精英反向学习策略、分段线性混沌映射、动态混沌权重因子和动态权重系数等方法改进蜣螂优化算法；最后，使用改进蜣螂优化算法对LSTMNN的关键超参数进行寻优。仿真结果表明，相较于基于蜣螂优化算法和基于改进麻雀算法的LSTMNN,提出的优化LSTMNN对故障及其他变量的辨识均方根误差分别降低了51.93%、36.49%,平均绝对误差分别降低了56.83%、43.99%,平均绝对百分误差分别降低了29.91%、22.25%,表明采用改进的蜣螂优化算法对LSTMNN的关键超参数寻优，可显著提高LSTM网络对电机故障及其他变量的辨识能力。

  2026年01期 v.47;No.223 130-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1102K]
  [下载次数：72 ] |[阅读次数：0 ]

• 一种浅层双分支卷积神经网络的微表情识别方法

  伊卫国;邢润聪;

  微表情识别是目前比较热门的研究领域，但微表情存在持续时间短、强度低等问题，导致人们难以通过肉眼捕捉真实情感表达，这也使得微表情特征提取成为研究中的核心挑战。深度神经网络模型的出现，显著推进了面部微表情识别技术的发展。因此，设计一种浅层双分支卷积神经网络：首先，利用卷积神经网络(CNN),通过局部注意力模块和多尺度模块学习大量静态图像和光流图像，以提取局部和全局特征；其次，采用长短期记忆网络(LSTM)学习图像序列中面部表情的变化；最后，通过CNN和LSTM的决策融合，使模型既能提取面部微表情局部和全局特征，又能整合时间和空间特征。试验结果验证了该模型的有效性：在SMIC、SAMM、CASMEⅡ等7个广泛使用的自发微表情数据集上，与7种算法相比，所提方法在■指标上平均提高19%,在B_(UAR)指标上平均提高20%。

  2026年01期 v.47;No.223 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
  [下载次数：235 ] |[阅读次数：0 ]

• 永磁材料和温度对内置双层V形永磁同步电机性能的影响

  王俭朴;赵裔海;李瑞;

  为研究永磁体结构、材料和温度对永磁同步电机的性能影响，采用多目标优化算法对永磁电机结构进行优化，建立永磁体内置双层V形永磁同步电机模型。基于优化后的永磁同步电机，分析钕铁硼和钐钴两种永磁材料在不同工况下永磁同步电机的电磁性能。分析相同材料下温度对永磁同步电机电磁性能的影响。仿真结果表明，使用钐钴的双层V形永磁体结构电机的电磁性能更好，永磁同步电机永磁体的工作温度应该控制在200℃及以下，高于200℃有造成永磁体不可逆退磁和铁芯损耗增加的风险。

  2026年01期 v.47;No.223 146-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K]
  [下载次数：69 ] |[阅读次数：0 ]

• 面向嵌入式系统的热成像图像分类方法的实现

  曾洁;严飞杰;杨丽汇;邹娟;

  针对当前图像分类领域中所使用的网络结构复杂、模型文件较大、部署成本较高等问题，首先提出了一种基于热成像的轻量化图像分类方法，该方法使用热成像摄像头代替传统摄像头进行现实图像的捕捉，通过多帧合成的方式降低图像噪声和提高成像质量，采用自适应伪彩色编码将热成像捕捉的灰度图像转换成适合机器学习的彩色图像。其次使用改进的SqueezeNet轻量化卷积神经网络模型对自建的热成像手势数据集进行训练，模型的参数仅为1.4 MB。最后通过NCNN框架将模型部署到嵌入式设备中，经验证，该方案的分类效果良好且速度较快，其测试精度高于99.3%,在树莓派4B上的图像推理时间低于68 ms。

  2026年01期 v.47;No.223 153-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 522K]
  [下载次数：51 ] |[阅读次数：0 ]
下载本期数据