长沙理工大学学报(自然科学版)
  • 2018年第0卷第3期文章目次
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    • >交通运输、管理科学与工程
    • 基于分形维数的多尺度面目标匹配对相似性度量

      2018(3):1-7. CSTR:

      摘要 (36) HTML (0) PDF 1.21 M (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:多尺度空间数据联动更新技术已经成为提高地图数据现势性的一种重要手段,为了解决该技术中目标匹配结果的质量评定问题,重点针对其中的面状要素,提出了一种基于分形维数的地图数据面实体相似性度量方法。基于分形维数的多尺度面目标相似性度量方法,以分形维数来刻画面目标的几何形状特征,结合其空间位置、大小和分布模式等信息,对多尺度同名面目标之间的相似性进行定量度量。该方法既考虑了面目标的局部结构特征,又兼顾了面目标的整体分布特性,还具有旋转、平移和尺度不变的特性。最后以某地居民地数据匹配对为试验数据进行试验,并通过与紧致度形状描述方法进行比较,结果表明,该方法在面目标相似性度量方面具有很好的实用效果,为多尺度地图面目标匹配结果评价提供了一种有效手段。

    • 超薄罩面融雪剂沥青胶浆和沥青混合料的路用性能

      2018(3):8-13. CSTR:

      摘要 (34) HTML (0) PDF 1.72 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究盐化物融雪剂对高粘沥青胶浆粘度特性、盐化物替代量对布氏粘度的影响,以及盐化物替代量对SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过研究超薄SMA-5沥青混合料矿料组成,确定了粗、细集料的最佳掺比和最佳油石比,然后对沥青胶浆进行布氏粘度试验,得到了合理的粉胶比范围,并评价了盐化物替代量对沥青混合料相关路用性能的影响。结合沥青胶浆和沥青混合料试验结果可知,随着融雪剂掺量的增加,沥青胶浆内部自由沥青占比降低,结构沥青占比变大,胶浆内部摩阻力变大,导致沥青胶浆针入度和延度均降低;随着融雪剂掺量的增加,沥青混合料动稳定度、最大破坏弯拉应变、马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均逐渐降低;综合考虑,当氯化物融雪剂掺量为33%时,沥青混合料各项性能都满足要求。

    • 基于路径优化模式的出租车合乘调度

      2018(3):14-20,34. CSTR:

      摘要 (76) HTML (0) PDF 819.38 K (597) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对城市出租车实际运营中存在的时空分布不平衡、调度效率低等问题,对出租车合乘调度进行了研究。通过引入合乘站点的概念,借助时空网络的方法,构建了动态的调度优化路网。考虑乘客时间窗、出租车容量限制等相关约束条件,最大化合乘服务水平,以合乘过程中出租车的运营时间和乘客的出行时间(包括乘车和等待时间)最小为目标函数,建立了基于路径优化的出租车合乘调度模型。并针对该模型特点设计了相应的混合蚁群遗传算法(HACGA)进行求解,通过多次运算验证了混合蚁群遗传算法(HACGA)求解路径优化模型的有效性。算例分析表明,同时和出租车单乘相比,基于路径优化模式的合乘策略可以大幅度减少对出租车的需求,出租车总的运营里程也明显降低。

    • 基于区间路网信息的机场定制巴士路径优化

      2018(3):21-26. CSTR:

      摘要 (66) HTML (0) PDF 571.05 K (344) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了满足旅客个性化和多样化的接驳需求,提出了一种需求响应型的机场定制巴士,并在区间路网信息下对机场定制巴士的路径优化进行了研究。在综合考虑乘客和运营企业的利益后,以需求满足最大化、车辆行驶成本和乘客时间成本最小化以及终点时间偏差最小化为目标,构建了区间路网信息下的机场订制巴士路径优化模型,并设计出一种模拟退火和遗传混合的算法进行模型求解。最后采用模拟机场定制巴士数据的方法来对构建的路径优化模型和算法进行了验证。研究结果表明,模型和算法合理有效,可操作性强。

    • 基于混合熵权的机场陆侧客运交通内部衔接效率的模糊综合评价

      2018(3):27-34. CSTR:

      摘要 (61) HTML (0) PDF 1.04 M (217) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对机场陆侧客运交通内部衔接效率进行综合评价,提出了一种基于混合熵权的模糊综合评价法。首先从转换方便性、设施布局合理性和衔接协调性三个方面,建立了机场陆侧客运交通内部衔接效率的评价指标体系,并介绍了各指标的定义及计算方法。然后采用模糊AHP与熵权修正各指标的权重,结合传统的模糊综合评判法,对机场陆侧客运交通衔接系统进行了评价。最后通过算例分析,得出了机场陆侧客运交通内部衔接效率3种方案的评价等级。研究结果表明,算法和模型合理有效。

    • 基于Newman快速算法的航运网络社团结构

      2018(3):35-39,93. CSTR:

      摘要 (128) HTML (0) PDF 2.06 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究航运网络的网络结构及其相关特性,以航运网络的社团结构为对象研究,构建了基于模块度的Newman快速算法。选择由453个港口和3 444条边构成的“二十一世纪海上丝绸之路”(简称“海丝之路”)无向无权航运网络为案例,从航运网络连接性视角,采用Newman快速算法对“海丝之路”航运网络进行计算,得出该航运网络的社团结构性质:网络中只有一个由173个港口节点构成的核心社团,且为领导者社团,度值接近于幂律分布,其他均为小型社团,表明“海丝之路”集装箱航运网络为巨型社团结构,且具有核心节点。

    • 基于改进L-V模型的多货种多港口竞合关系

      2018(3):40-47. CSTR:

      摘要 (57) HTML (0) PDF 342.81 K (331) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对多港口多货种竞争的情形,借鉴自然界生态种群竞争合作关系,对Lotka-Volterra模型进行了改进,提出了适合分析多港口多货种的Lotka-Volterra模型。该模型基于多港口多货种的吞吐量、年平均增长率、潜在吞吐量增长空间以及其他港口同货类吞吐量影响,通过构建竞争系数矩阵来判断不同港口之间的竞争合作模式。用该模型分析了福建4个港口不同货种的竞争合作形式,结果显示,该模型能够反映多个港口多类货种竞争与协作的相互影响机制。

    • 基于大范围空间转动的车-桥耦合振动分析

      2018(3):48-53. CSTR:

      摘要 (26) HTML (0) PDF 1.39 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对偶然外部强激励引起桥梁结构不同支撑发生相对运动时的车-桥耦合振动响应问题,首先利用点接触车-桥耦合动力学模型,建立了非惯性参考视角下的三维车-桥系统的耦合动力学控制方程;然后利用分离变量法对车-桥耦合动力学控制方程进行了分析;并以单跨简支梁为例探讨了梁体转速对车-桥耦合系统动力响应的影响。研究结果表明,偶然外部强激励(如地震)引起桥梁结构发生相对水平转动,由于转动角速度与桥梁结构位移、速度相互耦合,转动角速度的大小对桥梁结构振动响应具有重要影响;对此时的车-桥耦合动力系统采用非惯性参考视角下的模型进行分析,能更全面地反应实际情况,得到更准确的分析结果。

    • 基于荷载影响区域下不同形状轮载的等效性

      2018(3):54-63. CSTR:

      摘要 (88) HTML (0) PDF 5.13 M (521) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究不同形状轮载的等效性,通过有限元数值模拟分析方法,得到了沥青路面在不同形状轮载作用下的力学响应。分别从路面横断面、行车和路面深度三个方面,研究了方形轮载、矩形轮载与圆形轮载作用下的荷载影响区域。并从影响区域角度出发,比较了三者的应力与位移值。研究结果表明,三种轮载作用下的路面力学响应非常接近,荷载影响区域具有良好的重复性,三种轮载具有良好的等效性;由于网格划分等原因需要选用圆形轮载的等效轮载时,方形轮载与矩形轮载都较为可行。

    • 盲眼螺栓连接方钢管混凝土T型节点的抗拉性能

      2018(3):64-70. CSTR:

      摘要 (28) HTML (0) PDF 2.44 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究混凝土粘结效应对盲眼螺栓T型节点抗拉性能的影响,进行了4个螺栓连接角钢-钢柱T型节点的单调静力拉伸试验,其中,2个试件为钢管混凝土节点,另2个为空心钢管节点,并与传统高强度螺栓节点进行了对比研究。将各试件的破坏模态及荷载位移曲线进行了对比分析,并提出了考虑混凝土粘结效应的盲眼螺栓受力模型。最后将各试件的极限承载力与EC3规范公式计算结果进行了比较。研究结果表明,混凝土硬化后产生的粘结效应,紧紧地裹住盲眼螺栓的套管,改变了盲眼螺栓的受力机理,节点的屈服荷载和初始刚度均得到提高,性能得到改善;节点的承载能力取决于角钢的性能,混凝土粘结效应对其影响不大;考虑混凝土粘结效应后,盲眼螺栓节点的抗拉承载力与传统高强度螺栓并无明显差别,能够替代传统高强度螺栓连接钢管混凝土节点;在填充混凝土之后,节点的延性系数增大。

    • T梁桥在建设期碳排放模型的建立与分析

      2018(3):71-78. CSTR:

      摘要 (58) HTML (0) PDF 1.28 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对桥梁的低碳施工提供理论依据,首先对桥梁建设期碳排放计算的边界进行了界定,将建设期划分成材料生产、材料运输和机械施工三个阶段,应用因素分解理论及碳排放系数法建立了桥梁建设期的碳排放模型。然后以益阳至娄底高速公路的一段预制T梁桥作为研究对象,通过清单、计价文件和施工图纸确定了各种碳排放因子,计算出了该上部结构的碳排放量,基于此计算方法计算出了T梁桥各部位的碳排放量并进行了对比分析。最后将此碳排放模型中影响因素的不确定性也考虑进来,进行了参数敏感性分析。分析结果表明,T梁桥建设期的碳排放从结构考虑主要来源于桩基工程和上部工程;从建设期阶段考虑主要来源于生产阶段;T梁桥建设期的碳排放参数敏感性强度排序为:水泥碳排放因子>钢材碳排放因子>电力碳排放因子>柴油碳排放因子。

    • 某钻井水溶开采矿区地表形变D-InSAR监测精度分析

      2018(3):79-84. CSTR:

      摘要 (60) HTML (0) PDF 6.65 M (304) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究矿区地表形变以及沉降漏斗的生成机理、过程和趋势,获取沉陷发展规律,以及时采取有效措施进行生态重建,采用D-In SAR对某钻井水溶矿区进行了监测。选取某钻井水溶矿区地表2015-2017年Sentinel-1A影像构成2个干涉影像对,进行地表形变监测。在SAR Scape软件平台,针对D-In SAR干涉影像的基线误差、大气误差和地形误差等,通过干涉影像对配准、基线估计、滤波去噪和相位解缠,获取矿区地表形变图;借助ArcGIS空间分析工具和MATLAB软件,与水准测量数据进行叠加,分析沉陷区域的空间动态分布。然后进行D-In SAR形变数据和矿区水准沉降监测精度、相关性和误差源分析。研究结果表明,精细化D-In SAR监测与水准观测的形变趋势一致,达到了水溶矿山地表沉降体积的获取精度要求。

    • >电气、机械与动力工程
    • 基于ILMD和神经网络的电压扰动识别分类

      2018(3):85-93. CSTR:

      摘要 (58) HTML (0) PDF 4.03 M (305) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了识别电力系统存在的扰动信号,减少扰动信号对系统安全的影响,提出了一种改进局部均值分解法(Improved Local Mean Decomposition,简称ILMD)与BP神经网络相结合的电压扰动信号分类器对电压扰动进行识别分类。通过ILMD对电压扰动信号进行3层分解,得到包含电压原始信号频率、幅值的乘积分量(Product Function,简称PF),将PF分量构建的信号能量值作为BP神经网络的输入,实现对电压扰动信号的识别分类。通过对系统中4种典型电压扰动信号进行识别试验,结果表明,基于LMD和神经网络的电压信号分类器准确度高,并具有较高的工作效率。

    • 变电站全联合构架有限元建模与动力学特性分析

      2018(3):94-100. CSTR:

      摘要 (46) HTML (0) PDF 2.35 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给全联合变电构架风荷载设计提供依据,以华中地区某500 kV变电站联合构架为工程背景,运用Solidworks三维建模软件,建立了500 kV变电站全联合构架的实体模型。采用有限元分析软件ANSYS Workbench对全联合构架划分网格进行模态分析,得到了全联合构架前20阶模态频率以及模态振型图。通过分析找到了500 kV全联合构架前20阶模态频率分布特点以及模态振型规律,发现该联合构架为风荷载的敏感结构,水平方向的脉动风速容易激起构架的低阶振型。

    • >材料、化学与生物工程
    • 海胆状Ag/g-C3N4/ZnO三元复合高效光催化材料的制备

      2018(3):101-107. CSTR:

      摘要 (46) HTML (0) PDF 3.16 M (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过简单的二步水热法制备了一种具有良好光催化特性的海胆状Ag/g-C3N4/ZnO三元复合光催化材料,通过SEM,TEM,XRD,XPS和UV-Vis DRS等表征方法对材料进行了表征。SEM和TEM结果表明,该材料是以螺旋杆状ZnO纳米棒自组装而成的海胆状ZnO为基体的三元复合物。XPS分析表明,在Ag,g-C3N4与ZnO之间形成了双异质结结构。UV-Vis DRS测试表明,所得复合材料与纯海胆状ZnO相比,其吸收带边发生了较大的红移,对可见光吸收增强。氙灯照射下光催化实验结果表明,该材料相较于纯海胆状ZnO,光催化性能显著提高,效率达到97%。最后探究了Ag/g-C3N4/ZnO特殊的形貌结构、纳米Ag的局域表面等离子共振效应(LSPR)及g-C3N4与ZnO异质结的形成等因素对光催化性能的影响。

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