多级固体运载火箭总体/弹道/轨道一体化设计与优化

针对小型多级固体运载火箭,设计了合理的飞行轨迹,并综合分析弹道设计、轨道设计和总体特性相互作用,建立了总体/弹道/轨道一体化优化设计数学模型。应用自适应模拟退火法、虎克直接搜索法、多岛遗传算法、逐次近似法和有向启发式搜索法,针对300 km LEO轨道进行了多级固体运载火箭总体/弹道/轨道一体化优化,并比较了5种算法优化结果。计算表明:所建立的一体化优化设计模型是合理的;总体参数优化结合轨迹优化最大程度地挖掘了运载火箭整体设计性能,并且优化设计效果明显,优化所得变轨消耗推进剂质量比原方案减轻了12%。该模型和软件也可推广应用到其它固体火箭的方案论证和初步设计过程中。

空天飞行器弹道/轨道一体化设计

弹道/轨道一体化设计是解决空天飞行器发射入轨和轨道转移问题的一种全新思路。针对目前存在的空天飞行器弹道/轨道一体化设计问题,通过改进非开普勒轨道方程的方法建立飞行器在连续推力、气动力、引力以及摄动力等多种力作用下的弹道/轨道一体化设计动力学模型;提出基于轨道设计反方法的弹道/轨道一体化设计方法。其创新点主要体现在:通过整合连续推力、气动力、引力以及摄动力等多种作用力达到了统一弹道/轨道模型的目的;提出了基于傅里叶级数形状方法的轨道设计方法,该方法相比于之前的逆多项式法,可以处理带推力约束的轨道设计问题;由于在弹道段采用类似于轨道设计反方法的设计思想设计弹道,使得弹道和轨道两段轨迹的设计方法也达到了统一,致使从模型和设计方法的角度都体现了弹道/轨道设计的统一性,解决了传统分段设计方法是在不同段采用不同的模型和方法,很难体现出一体化设计思想的问题。仿真分析表明本文提出的弹道/轨道一体化设计方法是可行和有效的。

空间飞行器弹道/轨道一体化快速设计

为了提高空间飞行器的快速入轨能力,满足空间飞行器弹道/轨道设计工作的快速、精确、可靠要求,对空间飞行器弹道/轨道一体化快速设计方法进行了研究。首先,对空间飞行器进行动力学建模,分析弹道/轨道一体化设计需要满足的过程约束和终端约束,给出空间飞行器的飞行时序;为保证求解效率,针对传统的弹道设计数值求解算法进行了创新改进,综合应用改进牛顿迭代法、Broyden秩1方法和最速下降方法,保证算法在初值不准的条件下仍能快速收敛;最后,研究了一种新的内外多层次求解策略,同时将弹道段和轨道段分轮进行一体化设计,进一步提高了算法的可靠性。仿真结果表明,本文所研究的空间飞行器弹道/轨道一体化快速设计方法可在30s内实现弹道/轨道设计,设计精度为0.5m。该设计算法可靠、快速、精确,可应用于空间飞行器的快速入轨设计中。

远郊型轨道交通站点一体化设计研究——以广州市增城区为例

针对大城市轨道交通线网由中心城区向外围延伸,远郊区轨道交通的发展问题,通过分析广州市增城区远郊特征下轨道站点的现状特征、交通问题及成因,提出了远郊区轨道交通站点与周边地区一体化的设计要点:①强化轨道站点核心区范围内设施复合度,依托站点打造功能复合的服务中心;②建设适合远郊市民出行多样化的交通接驳方式,扩展远郊区站点的辐射范围;③构建适应当地气候与居民出行特点的慢行公共空间.

站城一体化开发理念下的城市轨道交通车站设计研究

明确了以地铁车站为载体整合多重功能空间;分析了基于站城一体化开发理念的城市轨道交通车站设计方法;提出了充分利用垂直交通系统,可以促进不同功能空间之间的高效流通方法;研究了通道连接方式、敞开贯通方式和立体融合方式,旨在将地铁车站融入城市公共生活之中,以促进人与空间的互动,增强城市的连贯性,提升交通效率和城市空间利用率,提升站点周边客流强度,促进低碳交通与绿色城市的充分融合共生。

城市轨道交通与城际铁路的导向标识一体化设计研究

导向标识在城市轨道交通和城际铁路中发挥着至关重要的作用,通过提供清晰、准确的信息引导,帮助公众快速顺利到达目的地。城市轨道交通和城际铁路的导向标识在使用场景和范围、信息内容和重点、设计风格和视觉效果等方面存在明显差异,如果两者在同一个车站或枢纽建立换乘关系,2种不相兼容的导向标识必然难以衔接甚至产生冲突。通过对比分析城市轨道交通和城际铁路的客运流线,基于一体化设计对导向标识进行分类,并从统一基础框架、灵活应对差异、强化换乘设计、考虑公众需求、注重环境协调等方面提出导向标识一体化设计思路,以此为公众提供连贯、高效、便捷的出行指引。

城市轨道交通站点周边一体化交通设计流线组织研究

轨道交通作为城市大运量的交通工具,主要满足中长距离出行需求,提供站与站之间线型走廊的便捷服务。当前,复杂的交通网络与多样的客流特征需要高效的交通换乘体系,加强轨道交通一体化换乘流线衔接对于城市交通可持续发展具有十分重要的意义。该文通过分析轨道交通站点与多种交通形式换乘组织方式及特点,提出不同交通形式之间换乘设置原则,分析目前实际项目实施过程中遇到的困难。结合黄村火车站案例,探讨如何打破城市被铁路割裂的现状问题,在进行一体化开发换乘的基础上对城市功能空间进行有机缝合,实现站城融合。基于案例研究,试图说明具有一定普遍意义的换乘设置原则,为今后其他项目的设计工作提供一定的理论基础。

基于轨道交通建设与商业一体化开发的设计研究与分析

在城市轨道交通飞速发展的新时期下,城市空间和功能的集约越来越明显。商业是城市的最基本功能之一,交通是实现城市物流的关键,在城市发展中,二者之间联系密切。鉴于此,以洛阳地铁1号线青年宫站设计为例,深入分析基于城市轨道交通与商业空间一体化设计,在明确轨道交通建设与商业空间一体化设计原则的基础上,制定切实可行的设计策略。

空间快速响应航天器轨道/弹道一体化规划

以空间应急响应任务为背景,采用轨道/弹道一体化规划设计方法,实现空间快速响应航天器全程飞行轨迹规划。在分析弹道设计参数对轨道参数影响性的基础上,将弹道规划分为程序角参数设计和发射诸元参数设计,采用改进的粒子群算法和牛顿迭代法进行混合优化求解。算例表明,使用混合优化求解方法收敛速度快,迭代次数少,易于工程实现,能满足一体化任务规划的快速性要求,可为空间快速响应航天器设计提供理论参考。

近地轨道运载火箭轨迹/总体参数一体化优化设计

在运载火箭概念设计阶段 ,总体参数的确定结合轨迹优化设计能最大程度地提高设计性能。从工程实际要求出发 ,建立了运载火箭轨迹 /总体参数一体化优化设计数学模型。确定了近地轨道的发射轨道优化设计方法 ,采用多重参数化法将轨迹最优控制问题转化为参数优化问题。针对一体化设计问题的求解要求提出了相应的组合优化算法。结果表明 ,经过一体化优化设计 ,衡量运载火箭性能的一个重要指标———起飞总质量减少了约3 5 %。

地球静止轨道遥感相机一体化设计

文章针对地球静止轨道遥感器设计需求,运用光机热集成设计的方法对相机进行了一体化设计。通过复合支撑方法实现了大口径Si C主镜的高稳定性支撑,保证了反射镜面形的稳定性;相机主体结构在兼顾双通道集成支撑与装调基础上,通过优化设计,保证了相机结构的高刚度、高稳定性;相机的隔振系统针对卫星基频进行了解耦设计,保证相机镜头的安全性;相机遮光罩通过结构及热控一体化设计,有效降低了热控功耗;相机整机力学试验及真空热试验的MTF测试结果表明,相机主体具有较高的稳定性。

遗传算法在载人飞船返回轨道一体化设计中的应用

载人飞船返回再入轨道设计的主要任务是确定出标准返回轨道和再入制导规律。遗传算法具有全局寻优的特点 ,适合于工程设计的要求。文章探讨采用遗传算法实现飞船返回轨道的一体化设计 。

战术地地导弹弹道／固体火箭发动机一体化设计与仿真研究

给出近程战述地地导弹弹道／团体火箭发动机一体化优化设计的数学模型、设计方法与数值优化算法等。并针对某地地导弹，作了大量的弹道仿真，得到了弹道与发动机的最优匹配，使起飞总重明显下降。

轨道交通站点地区地下空间一体化规划设计——以广州市嘉禾望岗地区为例

伴随着我国城市化进程的加快,城市轨道交通的建设已经进入了一个新的发展时期,并且城市轨道交通站点地区地下空间建设逐渐趋向集约化与立体化,地下空间的开发利用对于未来城市发展具有很强的推动作用。但近年来我国的轨道交通建设也存在一些问题,使得多数站点地区的地下空间开发并不合理,且利用率不高。基于此,文章通过探讨轨道交通建设对于城市发展的作用,阐述轨道交通站点地区地下空间一体化开发的重要性,并以广州市嘉禾望岗地区为例,探讨轨道交通建设中地下空间规划设计思路与策略,以期能为同类规划提供参考及借鉴。

高速铁路桥轨一体化无砟轨道设计技术

相比桥梁及隧道,桥上无砟轨道设计更加复杂,且桥梁与轨道专业间接口更多,由设计接口、施工误差导致的问题偶有发生。为加强桥梁与轨道专业间协同设计,提出2种高速铁路桥轨一体化无砟轨道设计方案,在此基础上,建立桥轨一体化无砟轨道精细化三维实体模型,对2种方案无砟轨道的受力特性及适应性进行研究。最后,对现阶段桥轨一体化无砟轨道仍存在的问题及未来发展方向进行探讨,相关设计理念可为高速铁路无砟轨道设计提供思路。

城市轨道交通车辆基地综合利用一级开发阶段的一体化设计创新与实施回顾——以北京地铁16号线北安河车辆段为例

在城市轨道交通建设不断发展的背景下,轨道交通车辆基地综合利用是平衡建设资金、节约城市土地资源的重要举措。本文梳理了北京轨道交通车辆基地综合利用的发展态势和模式,总结回顾了北京轨道交通车辆基地综合利用的经验与不足,并以16号线北安河车辆段综合利用一体化设计方案为例,提出一体化设计解决二次设计的矛盾、依托本底特征提高空间适应性、提升空间利用率的分区设计、提升场地风貌的环境融合创新、提升景观品质的精细化预留设计、基于综合换乘设计的交通组织创新、基于承载能力的户型可变性设计等。结合项目的落实情况,分析部分创新难以实施落地的原因,以期为北京市即将实施的车辆基地综合利用提供借鉴。

固体火箭内外弹道一体化设计方法研究

传统固体火箭总体-动力分立设计模式未充分考虑总体动力耦合关系,发动机设计模型中对飞行弹道的影响因素缺乏考虑。内外弹道一体化设计方法基于内外弹道耦合模型,开展内外弹道联合设计,通过研究内外弹道耦合机理,形成考虑飞行过载影响的喷管烧蚀耦合模型、推进剂燃速耦合模型。通过在弹道计算中引入耦合模型,实现发动机内弹道精细化预示。结果表明,采用内外弹道耦合设计方法,可以有效提升内外弹道仿真预示精度,提高固体火箭总体-动力精细化设计水平。

兰州城市轨道交通车站公共区空间一体化设计研究

在新时期环境下,我国城市轨道交通的发展十分迅速,国家也十分重视城市轨道交通的建设,这也是城市现代化发展中的重要部分。通过城市轨道交通网络的建设,对城市紧张化的交通实现了有效的缓解,对市民的出行以及城市的可持续性发展具有重要意义,而为了保证城市轨道交通切实发挥应有效果,车站公共区空间的设计至关重要,下面,本文就针对兰州城市轨道交通车站公共区空间一体化设计进行研究,希望对相关工程建设提供帮助。

城市轨道交通与城市公共空间一体化设计研究

本文在阐述城市轨道交通对于城市发展重要意义的基础上，分析了国内城市轨道交通建设的现存问题，并提出了对策，即轨道交通与城市公共空间的一体化策略。进而解析了其思想特征，探讨了轨道交通与城市公共空间一体化的设计方法，总结并归纳了其模式，并结合优秀案例进行了解析，以期能为相关建设提供参考。

浅谈大兴线轨道交通:西红门车站一体化设计

"一体化设计"初探1.一体化的目的轨道交通一体化包括交通一体化、空间一体化、绿化一体化和开发一体化。"一体化设计"是一项非常有意义的城市设计探索和实践,其核心精神是充分体现轨道交通与土地协调发展,以及以人为本、公交优先的发展理念。