基础加固施工对重载铁路桥梁静动力性能影响研究

铁路桥梁墩台基础加固施工会改变桥墩约束状态,影响结构稳定和列车运营安全。以某重载铁路轻型桥墩基础加固工程为背景,采用数值模拟和试验测试手段,研究各关键施工环节对桥墩和桥跨结构稳定性、刚度和振动响应的影响规律。研究结果表明,基础加固施工分为钻孔桩施工、基础侧土体开挖、基础混凝土浇筑、墩身连接等4个关键施工步骤,其中土体开挖会导致桥墩稳定性和横向刚度降低,随开挖深度增加,两者均逐渐降低,而混凝土浇筑则引起桥墩刚度和稳定性逐渐增加,桥墩横向连接加固则引起墩身刚度显著增大,增幅达到32%;整个施工阶段中,土体开挖引起桥梁结构振动响应显著增大,其他加固环节对桥梁振动响应不明显;施工过程中,列车轴重、速度、桥墩高度是影响桥梁动力响应的最敏感因素,随列车轴重和速度以及桥墩高度增加,桥梁动力响应增大明显。

重载铁路双柱式桥墩加固技术优化研究

为探索基于性能提升的桥墩加固优化设计方法,以重载铁路中数量较多的分离式双柱式桥墩为对象,基于数值模拟分析和桥墩加固运营性能试验,开展3种常用方法加固条件下的桥墩静力性能对比分析和动力性能对比试验研究,并进行加固技术优化研究.结果表明,设计荷载作用下,墩身外包加固抑制墩顶水平位移效果较好,而"增大基础和增补桩基"组合加固则能有效减少基底截面应力;运营列车作用下,3种方法加固条件的墩顶横向振幅较加固前均有不同程度降低,但也有部分桥墩受施工等因素影响出现振幅增大的情况.采用优化提出的"增大基础+增补桩基+墩身外包"三重加固法,墩顶横向振幅降低幅度超过50%,能够很好地满足重载铁路双柱式桥墩强化改造需求.

凤凰山特大断面黄土隧道五步单侧壁导坑法研究

为解决特大断面黄土隧道采用双侧壁导坑法施工进度慢、成本高的问题,以G30连霍高速公路清水驿至忠和段扩容改造工程凤凰山隧道为背景,提出五步单侧壁导坑法。通过数值模拟对比分析双侧壁导坑法、五步单侧壁导坑法、传统单侧壁导坑法和台阶法在施工过程中的围岩变形及钢拱架应力,并结合现场试验段监测数据验证特大断面凤凰山隧道采用五步单侧壁导坑法施工的可行性。结果表明:1)五步单侧壁导坑法拱顶沉降和水平收敛比传统单侧壁导坑法分别减小3.59 cm和1.31 cm,比双侧壁导坑法分别增大1.4 cm和0.59 cm;钢拱架应力除拱肩外均小于双侧壁导坑法,最大处减少了70 MPa,钢拱架应力最大值与钢材屈服强度的比值比双侧壁导坑法增大0.04,比单侧壁导坑法减小0.08。2)传统单侧壁导坑法的安全性小于五步单侧壁导坑法,改进后的五步单侧壁导坑法相比双侧壁导坑法能在控制围岩变形的同时加快施工进度,降低施工成本。3)五步单侧壁导坑法中隔壁的最优位置应结合具体工程情况进行单独优化计算,针对本工程而言,其最优位置为45%洞宽。

Fisher判别函数在足迹分析性别中的应用

结合脚型性别差异研究,为了选取出足迹上与性别显著相关的特征,以便通过Fisher判别法建立函数模型,本研究测量了共7个与性别显著相关的几何特征,通过T检验和Fisher判别法建立了模型;利用Fisher判别分析建立了典则判别函数和Fisher线性判别函数。实验结果显示,选取的特征对模型影响显著,函数模型预测准确率为92.3%。该判别函数模型可以显著提高足迹分析性别的准确率,可为技术侦查提供帮助。

基于赤足迹度量分析的方法研究

本文通过介绍赤足迹的分析方法,系统归纳出了常见的赤足迹分析方法,并通过比较分析这些方法,为鉴定人员利用足迹进行同一认定提供了方法和理论依据。

飞轮储能参与风电平滑的自适应滤波算法及无传感器控制

通过对风电系统和飞轮储能系统运行特性的分析,针对飞轮转子设计难以安装位置传感器的特殊性问题,提出一种基于自适应非奇异快速终端滑模观测器的飞轮储能无传感器控制策略,提高转子位置角估计精度。此外,针对飞轮储能系统参考功率指令滞后的问题,在无传感器控制基础上,引入自适应滤波算法作为飞轮储能控制系统的功率给定,以减小功率指令滞后现象。在Typhoon HIL 602+仿真平台进行实验验证,结果表明:飞轮储能系统运行性能良好,观测器具有优越的估计性能,能满足飞轮快速充放电并有效平滑风电功率波动的控制需求,同时提高储能利用率。

基于改进灰色模型的配电网规划负荷预测分析

为了进一步提高配电网规划中的中长期负荷预测的水平,提出了一种改进的灰色预测模型。通过对原始数据的特性分析,获得多个建模数据组,构建多个GM (1,1)模型,采用多个模型加权共同表征负荷数据的变化特性。对实际数据的建模结果证明该模型具有很好的预测精度。同时,与传统的灰色模型、线性和二次回归模型对比,模型具有最小的负荷预测误差,可以实现较为理想的预测效果。该研究可以有效改善电力系统规划中的负荷预测水平。

基于风险的过程安全管理的加氢技术实验室“本质安全化”改造

针对科研院所加氢技术实验室存在的规划不合理、硬件不达标、管理不严格等风险隐患,该文将本质安全化设计理念引入加氢技术实验室设计。基于风险的过程安全管理角度,对加氢技术实验室“本质安全化”改造全过程进行安全管控,从设计、评价、施工、运行、处置5个阶段梳理出35项风险点,形成全过程管控鱼骨图,实现过程清晰、风险可控的项目安全管理方法。基于风险的过程安全管理可以为加氢技术实验室建设及运行管理提供模板。

基于特征模理论的输电线路铁塔无源干扰研究

输电线路铁塔作为大型金属导体会对邻近的无线电台站产生干扰现象,其主要是由输电线路铁塔受无线电激励在金属表面产生感应电流,进而形成电磁散射场引起。为了抑制输电线路铁塔的无源干扰影响,提出使用特征模理论对输电线路铁塔进行分析。首先根据特征模理论计算,得到若干个特征模式。然后依据特征模式的模式显著性提出对特征模式的模式选择方法,采用矩量法与该方法的计算结果对比,验证了所提方法的可行性。最后通过特征模式电流密度的分布情况,对鼓型塔的全横臂细节锥形模型横担半径、横担长度、塔身半径等本体结构特征与无源干扰之间的关联特性进行分析。结果表明,鼓型塔的结构特征中对无源干扰影响最大的是塔基座、中间塔杆和低处横担,调整结构前后使得观测点处无源干扰大小减小了17%,抑制了输电铁塔的无源干扰能力。论文为输电线路的主动防护措施的制定提供指导和理论依据。

基于Buck变换器的模糊自抗扰Hopf分岔扰动抑制策略

针对Buck变换器输出端口电压易受系统参数变化影响而降低能量传输质量的问题,提出了一种结合模糊推理机制的线性自抗扰控制策略。首先,建立离散数学模型分析出Hopf分岔扰动是引起输出电压低频振荡的原因,利用频域法分析其稳定的充要条件,给出Hopf分岔扰动存在性证明,并仿真验证了Hopf分岔扰动的存在。其次,基于理论分析设计模糊推理规则将其与误差反馈控制率结合来提升对Hopf分岔扰动抑制效果。并且,运用频域法理论分析了在Hopf分岔扰动下该控制策略的稳定性及各状态观测误差对干扰的界限。最后,通过仿真分析对比不同工况下此控制策略与传统PI控制策略对Hopf分岔扰动的抑制情况。结果表明,所提出的模糊线性自抗扰控制策略有效地抑制了Hopf分岔扰动,保障了Buck变换器的工作性能。

基于ARIMA和指数平滑法的直流输电线路地面合成电场实测离群值的判别

直流输电线路地面合成电场是公众广泛关注的环境影响因子之一。合成电场极易受环境条件影响,实测结果波动较大,往往出现可疑异常值(离群值)。目前合成电场理论模型尚无法全面考虑环境影响,难以准确判别离群值。对此,从时间序列分析的角度,提出了基于自回归差分移动平均模型(auto regressive integrated moving average, ARIMA)和指数平滑法(exponential smoothing method, ETS)的离群值判别方法。经算例分析表明,该方法预测的均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为1 kV/m左右,能全部判别算例中12处离群值,而经典数理统计方法仅能判别3处离群值。该方法可以有效处理相对平稳、具有固定趋势以及缓慢大幅波动等特征的数据序列,尤其是数据序列中有突然增大的非极端值离群值的情况。该方法比经典数理统计方法更适于判别合成电场实测结果的离群值。

大规模光伏电源接入下电力系统运行调度方法研究

【目的】设计一种全新的大规模光伏电源接入电力系统的运行调度方法,用来解决现有电力系统运行调度方法易受时间平滑作用影响而导致各机组运行成本偏高的问题。【方法】为有效提高电力系统的运行调度寻优能力,首先,对光伏接入的不稳定性进行考虑,采用模态分解技术来完成数据的降噪处理。其次,对光伏接入电力系统的功率进行预测,并构建大规模光伏接入电力系统的初始运行调度模型。最后,考虑系统运行的经济成本,并完成目标函数设计,根据经济因素的均衡关系可对其进行加权平均处理,确定不同调度群组的输入训练样本变量,并采用粒子群算法完成求解,实现对电力系统的优化调度。【结果】实例分析结果表明,本研究提出的大规模光伏电源接入下的电力系统运行调度方法的运行调度成本远低于电力系统原本的运行成本。【结论】应用本研究设计的电力系统运行调度方法可获得较好的调度效果,在保证其运行稳定的同时,还能降低运行成本,为减少电力系统综合运行损耗做出一定贡献。

风电机叶片回波模拟及其多普勒特性分析

准确模拟风电机叶片回波并分析其多普勒特性,是风电场杂波识别的关键问题。由于现有的散射点叠加模型无法体现出叶片复杂异形曲面上感应电流的连续性,为此,依据电磁散射理论,提出了基于散射电场的叶片回波模拟方法。根据雷达回波与散射电场的数学关系,发现目标的后向散射电场的复振幅矢量可转化为目标的回波信号回波基带信号,由此采用矩量法与物理光学法的混合算法,对散射电场进行求解,并采用短时傅里叶变换获取回波的时频域数据,通过与实测数据的对比,验证所提方法的正确性。最后,采用控制变量的方法分析了不同参数对多普勒频率的影响规律,即多普勒频率与叶片尺寸、电磁波发射频率以及叶片转速呈正相关,与方位角呈负相关,从而实现了叶片回波的多普勒特性分析,为风电机的回波识别及后续的杂波滤除工作提供了理论基础。

基于电磁散射点间距的风电机雷达回波仿真

准确获取风电机雷达回波从而实现其独特性多普勒特征的提取,对解决风电场对雷达台站的无源干扰问题有重要意义。现有风电机回波积分算法忽视了散射点间距离散性,无法获取准确的风电机多普勒特征。为此,引入散射点间距参量,从雷达回波的基本方程出发,通过数学推演,获取了散射点间距对风电机回波影响的数学表征公式,从而提出了考虑散射点间距的风电机回波散射点算法。通过散射点间距不同取值范围的风电机回波时域分析,揭示了散射点间距对风电机回波多普勒特征的影响规律,实现了多普勒复杂特征的理论性解释。仿真结果表明,积分算法无法用于风电机回波保真性仿真,而合适取值下的散射点算法可以表征出风电机回波的复杂多普勒特征。

基于R-L分数阶导数的动态J-A磁滞模型及其特征参数辨识算法

在高频、直流偏磁等非标准磁化条件下,电力变压器的铁心损耗显著增加,造成其性能恶化。为实现对高频、直流偏磁下铁磁材料动态磁滞特性与损耗的准确模拟,该文首先在静态J-A模型中引入直流磁密,推导得到适用于描述直流偏磁条件下铁磁材料磁滞特性的静态J-A修正模型;然后引入R-L型分数阶导数对高频条件下涡流场及涡流损耗表达式进行改进,考虑涡流与剩余损耗对高频条件下磁化物理机制的影响,建立动态J-A模型;最后引入模拟退火算法,以损耗计算值与实测值之间的均方根误差最小化作为优化算法的目标函数,辨识模型中阻尼系数与分数阶导数阶次的全局最优值。将动态J-A模型模拟的磁滞回线和损耗与实验数据进行对比,结果表明:对高频磁场叠加直流偏磁条件下磁滞回线面积模拟误差绝对值为7.84%,损耗预测的平均绝对误差为7.35%,验证该文所提方法的准确性。

风电高渗透率电网优化GA-PSO调度及算例分析

为了弥补传统粒子群(PSO)算法风电出力鲁棒调度较低的问题,通过遗传算法(GA)优化PSO的方式设计了一种风电高渗透率电网优化GA-PSO调度方法。通过PSO算法与交叉变异相融合形式来PSO快速收敛的效果,避免粒子产生局部最优的情况,计算获得更可靠的不确定集。开展算法研究结果表明,选择优化GA-PSO算法处理能够实现标准粒子群快速收敛的效果,防止引起局部最优现象。优化GA-PSO算法可以实现交叉变异功能,可以消除粒子出现局部最优的情况,更好地适应电网调度要求。该研究有助于提高电网调度效率,为后续的电网性能强化奠定一定的理论基础。

基于超松弛解析迭代方法的多导体传输线电磁脉冲响应计算方法

电磁脉冲会在多导体传输线中感应出较高幅值的感应电压和电流,对传输线端接设备等具有严重威胁。所以,对多导体传输线进行建模,分析多导体传输线电磁脉冲响应对于预测电力线的电磁脉冲效应,研究其保护方法具有重要的意义。在多导体传输线建模方面,传统的链参数矩阵算法由于存在大量的矩阵求逆运算,在存在大量线缆时其计算速度较慢。基于此问题,提出了基于解析迭代方法的多导体传输线电磁脉冲响应计算方法(DARIT-field),该方法在求解每根线缆上的响应时,将临近线缆的串扰耦合效应等效为在临近线缆上均匀分布的激励源,计算过程得到了大幅简化。并对基于不同迭代方法的多导体传输线电磁脉冲响应计算方法进行了对比,最后利用实例对每种方法的优、缺点进行了对比。

基于Attention机制的GRU交换机故障研判方法

提出了一种基于Attention机制的门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)交换机故障研判方法,该方法将交换机故障前10 min的内存占用率、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)使用率以及风扇转速等数据作为输入,用于搭建GRU网络架构学习交换机动态变化特征,将时间序列输入GRU模型,建模学习特征向量的变化规律;同时,引入Attention机制将隐藏状态设定不同的权重,加强了重要方面数据的影响。所设计实验使用了该交换机数据集,实验证明该方法可提高交换机故障定位与识别的效率和精度,对样本误差具有良好的鲁棒性。

一种便携式铁路隧道环境监测仪设计

随着我国铁路事业的高速发展,国家对铁路隧道施工人员的安全问题也愈发重视。本文设计了一套便携式铁路隧道环境监测仪,通过智能传感器电路采集铁路隧道施工现场的环境信息,经过数据处理及分析,实时显示各项监测参数,对于超过临界值的数据进行报警,提醒施工人员尽快撤离,对指导隧道施工和保证人员安全具有重要意义。

浓香型白酒酿造过程中“关键质量控制点”的确定与控制分析

白酒是我国特色酒类,历史悠久类型丰富,有着独特的酿造工艺和复杂的质量标准。浓香型白酒作为销量较大的白酒类型,控制其酿造质量满足消费者对浓香型白酒的各项饮用需求,对浓香型白酒发展和白酒类型具有丰富积极的意义。基于此,结合浓香型白酒各项酿造程序,如原辅料、大曲、蒸煮和糊化、配糟入池、出池蒸馏等,对各个环节中能够影响最终酿造质量的关键节点进行分析,并根据关键质量控制点提出相应的防范措施,为有关企业的浓香型白酒酿造质量控制提供了借鉴。