轨道约束对高铁大跨连续梁桥地震反应的影响

研究目的:针对CRTSⅡ型板式无砟轨道体系的结构特点,以京沪高速铁路某大跨度连续梁桥为研究对象,采用线桥一体化模型讨论轨道体系对桥梁动力特性及地震反应的影响。研究结论:(1)轨道约束体系可增强相邻桥跨间的纵向联系,使按传统模型分析得到的两个单独振动单元变为一个整体振动单元,随着简支梁跨数的减少,连续梁桥的纵向一阶自振周期逐渐减小;(2)采用线桥一体化模型计算的连续梁桥地震反应大于传统模型,且随着简支梁跨数的增加,地震反应增大明显,不考虑轨道体系的纵向约束效应时,连续梁桥的地震反应偏于不安全;(3)随着轨道系统伸缩刚度的降低,线桥一体化模型的计算结果越来越接近传统模型;(4)随着端刺刚度的增加,连续梁桥的地震反应逐渐减小,但当端刺刚度大于一定值时,对连续梁桥的地震反应几乎无影响;(5)该研究结果可为多遇地震下高速铁路桥梁抗震计算模型的修订提供依据。

一种强跟踪自适应状态估计器及其仿真研究

分析了强跟踪滤波器中新息方差近似计算方法的不足,提出了一种基于衰减记忆思想来近似计算新息方差的改进强跟踪滤波器。然后,对于过程噪声水平未知的目标状态估计问题,在Sage-Husa过程噪声水平自适应估计算法的基础上,一旦通过基于新息的滤波器发散判据检测到可能出现的发散现象,提出用改进的强跟踪滤波器进行抑制,极大地提高了滤波算法的鲁棒性。对三种典型的目标机动形式进行的Monte-Carlo仿真结果进一步验证了新提出算法的有效性。

雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法

为了提高飞行器的事后定位精度,提出了一种基于多台雷达光电经纬仪外测数据融合的处理方法。给出了雷达光电经纬仪外测数据的数学模型,将样条约束方法应用于角度、距离和速度测量数据的融合处理,建立了飞行器位置参数和设备系统误差的联合求解模型,通过充分利用雷达测量数据来增加模型的冗余度。仿真结果表明,与单纯的角度数据融合相比,角度、距离和速度测量数据进行融合可以显著提高飞行器位置参数和设备系统误差的估计精度。

考虑轨道约束的重载铁路大跨度连续刚构桥地震响应

为研究大跨度重载铁路连续刚构桥与轨道系统地震响应规律,建立考虑轨道约束的重载铁路大跨度连续刚构桥与轨道系统一体化仿真模型。以某6-32 m简支梁+(108+180+108)m重载铁路连续刚构桥+6-32 m简支梁为例,分析轨道约束和相邻桥跨对自振特性的影响,研究一致激励下梁轨系统地震响应,探讨路基段长度、线路纵向阻力和地形对系统地震响应的影响,研究地震与温度的耦合作用机理。研究表明:轨道约束和相邻桥跨会使自振频率增大;系统地震响应与地震频谱特性有关;考虑相邻桥跨后,钢轨最大地震应力、墩顶水平力最大值和墩顶水平位移均有所增大;随着路基段长度的增大,钢轨地震应力最大值增大,墩底水平力最大值和墩顶水平位移减小,路基段长度建议至少取100 m;铺设无砟轨道时的钢轨地震应力最大值大于有砟轨道和小阻力扣件,其墩顶水平力和墩顶水平位移三者最小。随着桥墩高度的增大,墩顶水平力增大;地震与温度荷载耦合作用时的钢轨应力不等于两者单独作用时结果的线性叠加。

改进的反正切跟踪微分器设计

针对反正切跟踪微分器存在设计参数多、整定困难和噪声抑制能力有限等不足,提出了一种改进反正切跟踪微分器(Modified Arctangent-based Tracking Differentiator,MATD).通过引入非线性函数和简化设计参数构造了MATD的跟踪函数,证明了其全局一致渐近稳定性.在分析MATD跟踪函数的状态收敛过程的基础上,阐述了其改进机制,并通过分析设计参数不同取值对频域特性的影响,得到了MATD的参数整定规则.仿真结果表明,MATD响应快速,精度较高,且具有更强的噪声抑制能力.

轨道约束对城市轨道交通高架桥地震反应的影响

整体道床、无缝钢轨已广泛应用于我国城市轨道交通的高架区间。如何准确地计及轨道约束及后继结构在城市轨道交通高架桥地震反应分析中的影响是一个亟待解决的问题。本文通过分析我国已建好运营的城市轨道交通高架桥的标准跨的特点,选取典型多跨简支梁体系和三跨连续体系为实例,比较分析了几种考虑轨道约束影响的简化方法的效果,提出了基于弹簧-质量简化的改进方法,通过实例验证了所提方法的有效性。

双曲正弦非线性跟踪微分器设计

针对传统跟踪微分器算法复杂、参数整定困难和噪声抑制能力有限的不足,设计了一种新型双曲正弦非线性跟踪微分器(HNTD)。引入终端吸引子函数和双曲正弦函数构造了HNTD的跟踪函数,并证明了其全局一致渐近稳定性。通过仿真分析设计参数变化对HNTD频域特性的影响,为其设计参数的整定提供参考。双曲正弦函数既能保证HNTD状态收敛的快速性,又能有效避免平衡点附近的颤振现象;终端吸引子函数则保证了HNTD对噪声良好的抑制效果。仿真结果表明,HNTD的跟踪和滤波效果与传统跟踪微分器相比,不仅结构形式简单、设计参数相对较少、整定规则明确,而且在跟踪精度、响应速度和滤波能力等方面均具有一定的优势。

考虑轨道约束的大跨梁拱组合桥地震响应研究

研究目的：为研究轨道约束下的大跨梁拱组合桥地震响应特性,以兰渝线上某（82＋172＋82）m连续梁拱组合桥为例,建立考虑梁轨相互作用的桥梁-轨道一体化有限元模型,研究地震激励下的主梁、墩台及轨道的受力特性。研究结论：（1）考虑轨道约束后,大跨梁拱组合桥的低阶纵向自振频率相比增加约30%~50%,而高阶竖向频率几乎不变;（2）地震激励下轨道对该桥主梁及墩台的位移及内力影响较大,如固定墩墩底内力最大减小23.69%;（3）地震激励下的最大钢轨应力达148 MPa,建议相关规范增设钢轨地震力这一检算指标;（4）线路阻力变化对墩底内力影响较小,增加桥墩刚度可显著减少地震作用下的钢轨应力;（5）该研究成果可对穿越震区的铁路桥梁抗震设计提供部分理论参考。

基于线桥一体化模型的高速铁路桥梁地震反应分析

为提高高速铁路桥梁地震反应分析的精度,针对CRTSⅡ型板式无砟轨道体系的结构特点,提出考虑无砟轨道体系纵向约束效应的线桥一体化分析模型。以京沪高速铁路上自振特性不同的若干跨32m简支梁桥及大跨度连续梁桥为背景,采用线桥一体化模型与传统不考虑轨道约束的模型对比,分析轨道体系对高速铁路桥梁动力特性及地震反应的影响。结果表明:CRTSⅡ型轨道体系对高速铁路桥梁的地震反应影响与各跨桥梁动力特性的相对大小有关;不考虑轨道体系时,可能低估简支梁桥部分桥墩或连续梁桥制动墩的地震反应;受端刺纵向刚度的约束作用,连续梁两侧简支梁桥各墩的地震反应呈凸抛物线形分布。建议采用线桥一体化模型对CRTSⅡ型无砟轨道体系高速铁路桥梁进行地震反应分析。

基于目标区域约束的人体手臂运动轨迹图像分割

针对传统分割方法存在分割完整性不足、分割耗时较长以及分割精度较差的问题,提出基于目标区域约束的人体手臂运动轨迹图像分割方法.采取多阈值分割方法,对目标区域约束阈值进行设定,根据阈值取值,得出图像阈值分割曲面图.通过对比巴氏距离系数描述轨迹目标区域与候选目标区域之间的相似度,根据Mean Shift检索邻域范围内密度评估的极大值,迭代上述过程,不断更新运动轨迹目标,根据图像轨迹目标跟踪结果,利用目标区域约束法实现图像分割.结果表明,利用该方法后图像分割区域较为完整,耗时较短,分割精度明显提高.

球墨铸铁管水平定向钻施工技术工程应用

随着我国城市空间日趋拥挤,非开挖施工技术之一的水平定向钻施工技术的工程应用也越来越普遍。总结了上海临港区渔港路消火栓补建工程的实际案例应用情况,介绍了球墨铸铁管水平定向钻施工的技术要点。

抑制Kalman滤波发散性的研究

介绍了Kalman滤波的基本方程及其产生发散的原因,研究了一种抑制Kalman滤波发散的方法,此方法通过减小老数据的影响,不断更新"新息",达到对状态估计值的修正,并缩小真实值和状态估计值之间的差距,从而抑制Kalman滤波发散并将其应用到雷达跟踪问题上,通过Matlab仿真,说明了此方法有着现实的重要意义。

基于多级跟踪队列的运动目标跟踪遮挡处理

针对多目标跟踪过程中存在的遮挡问题,提出了一种固定摄像机场景下的多目标实时跟踪算法。提出基于鬼影判别与背景模型选择更新的背景差法检测运动目标,建立一种融合色度与边缘特征的目标模型。通过定义稳定跟踪队列、临时跟踪队列、跟踪丢失队列以及候选跟踪队列等跟踪器队列,提出基于多级关联匹配的策略实现多目标跟踪遮挡处理,针对新目标、目标合并以及目标消失分别提出判别及跟踪策略。实验结果表明,运动目标检测方法能够抑制鬼影,防止缓慢运动的目标融入背景;同时,验证了目标模型的稳健性,以及跟踪算法能够在遮挡、交错等复杂情形下有效地跟踪多目标。