一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法

摘要

本发明公开了一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法。该方法包括：利用离散单元法建立反映道砟复杂外形和接触关系的有砟道床离散元模型，该模型用于表征颗粒单元堆积结构、颗粒与耦合面接触力和等效节点移植载荷；利用多体有限元法建立连续介质轨枕有限元模型和桥梁有限元模型，用于表征连续体网格结构、节点位移变形、表面节点位置坐标和单元连接关系；基于离散元与多体有限元耦合方法构建有砟轨道-桥梁动力学耦合模型。本发明既充分考虑了细观层面道砟的不规则外形以及相互之间的咬合堆叠关系，同时也能反映宏观道床与上下部结构之间的相互作用，实现列车荷载作用下桥上有砟轨道复杂力学行为的精细化模拟。

权利要求

1.一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法，包括以下步骤：利用离散元法建立反映道砟复杂外形和接触关系的有砟道床离散元模型，该模型用于表征颗粒单元堆积结构、颗粒与耦合面接触力和等效节点移植载荷；

利用多体有限元法建立连续介质轨枕有限元模型和桥梁有限元模型，用于表征连续体网格结构、节点位移变形、表面节点位置坐标和单元连接关系；

基于离散元与多体有限元耦合方法构建有砟轨道-桥梁动力学耦合模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于离散元与多体有限元耦合方法构建有砟轨道-桥梁动力学耦合模型包括：基于离散元与多体有限元的耦合采用双向耦合求解，在第一方向上，离散元将道床与桥梁之间的接触力和接触位置传递至多体有限元，作为多体有限元法分析的力学边界条件等效移植到对应的桥面网格节点上；在第二方向上，多体有限元将桥梁变形信息传递给离散元的散体道床。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在双向耦合求解中，将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力，同时通过对多体有限元桥梁划分网格，并基于划分网格后的桥梁外表面节点坐标信息在离散元中生成相同节点位置的桥梁外表面墙单元，进而实现耦合桥面部分在多体有限元和离散元中具有相同的网格划分方式。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，对多体有限元桥梁划分网格采用四面体的实体划分方式，而对应离散元中墙体网格均为三角网格。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，根据以下步骤建立有砟道床离散元模型：采用三维激光扫描对道砟外形进行三维重建，并采用数量大于8的球体单元模拟复杂外形道砟；

通过分层堆积不同外形道砟颗粒，建立有砟道床离散元模型。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，在耦合求解过程中，所述将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力包括：步骤S51，建立三角形单元局部坐标系和全局坐标系的对应关系,表示为：{x,y,z}T＝[Ttrans,1]{X,Y,Z}T，[Ttrans,1]是一个3×3的转换矩阵；

步骤S52，对于壳体和板面的弯曲响应，每个节点有六个自由度，包括三个位移和三个角度，位移矩阵{U}6×1表示为：{U}6×1＝[N]6×18{A}18×1

其中，[N]6×18为三角形单元节点形函数矩阵，{A}18×1为节点位移；

步骤S53，将接触力产生的外部虚功表示为：

其中， 为在接触点m处作用的接触力向量，M为在三角形单元上的作用的颗粒接触点的数量，代入得：其中，[Nm]为形函数矩阵，与颗粒与接触点m有关；

步骤S54，将局部坐标系的等效节点力 表示为：

步骤S55，将局部坐标系与全局坐标系下的接触力通过坐标转换进行联系，表示为：其中，[Ttrans,2]为6×6的转换矩阵：

步骤S56，将局部坐标系与全局坐标系下的等效节点力根据以下公式进行联系：步骤S57，获得全局坐标系下的等效节点力，表示为：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力之后，还包括：多体有限元各节点受力变形后更新节点坐标，通过输出新时刻多体有限元外表面更新节点信息到离散元耦合壳体墙单元各节点上，进而实现离散元中耦合墙体单元坐标位置的更新，完成一次双向耦合的数据传输。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轨枕有限元模型采用刚性体模拟轨枕结构，所述桥梁有限元模型采用铁路单线箱梁。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现根据权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，在所述存储器上存储有能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。

说明书

一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法

技术领域

[0001] 本发明涉及轨道建设技术领域，更具体地，涉及一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法。

背景技术

[0002] 在高速铁路建设过程中，为了避让良田、节约用地，倡导“以桥代路”的建设方针，使得桥上高速铁路体量庞大。例如，京沪高铁桥梁基础占全线的80％以上。有砟轨道和无砟轨道是高速铁路的主要轨道结构型式，相比之下，有砟轨道具有造价低、振动噪声小、适应性强、养护维修方便等优势，因此，我国桥上高速铁路主要应用有砟轨道，尤其在长大桥梁路段，有砟轨道更是必然选择。然而，有砟道床作为一种散体结构，颗粒间的接触关系及其力学行为极其复杂，且轨排-道床-桥梁作为一种多层异质结构，层间力学机制难以探明。如何实现有砟轨道-桥梁多层结构的精细化模拟，明确列车荷载作用下的力学特性是保证列车安全运行的关键。

[0003] 随着计算机技术的发展，数值仿真模拟已成为桥上有砟轨道理论研究的主流方法，其具有成本低、变量易于调控、细观机制直观明了等优势。目前，常用的数值模拟方法包括有限元法和离散单元法。

[0004] 有限元法主要针对连续介质进行研究，其基本思想是将连续体划分为三角形、四边形等不同形状的单元，相邻单元以节点的形式连接。在计算过程中，首先构建单元函数对单元的位移和力学特征进行计算分析；然后，构建等效节点荷载实现单元间力的传递；最后，将所有节点荷载按照一定的编码顺序组成结构整体荷载向量，结合边界条件计算结构位移。有限元法自提出以来，已经在多个工程领域得到广泛应用。考虑到有限元法在连续体仿真模拟中的独特优势，大量学者利用该方法建立了有砟轨道-桥梁模型。例如，Melaku建立了有砟轨道-桥梁有限元模型，分析多层结构间的相互作用对桥梁动力响应的影响。李少铮(“桥上有砟轨道无缝道岔非线性阻力及其影响分析”，铁道标准设计,2019,63(5):11-16)等建立了岔-桥-墩一体化有限元模型，研究桥上有砟轨道无缝道岔的非线性阻力及其相关的影响因素。陈浩瑞(“不同荷载图式作用下桥上无缝线路纵向力研究”，铁道建筑,
2020(2):3)等基于该方法建立了有砟轨道-桥梁模型，研究列车荷载对桥上无缝线路纵向力的影响规律。然而，目前基于有限元法建立的有砟轨道-桥梁模型能反映轨枕、桥梁的连续介质特性，但不能准确表征有砟道床的散粒体特性。

[0005] 离散单元法最早基于分子动力学原理提出，该方法主要针对散粒体介质进行研究。其基本思想是将散体物料离散为多个具有一定质量的刚体单元，每个单元之间相互独立，在满足牛顿第二定律和接触关系的前提下通过时步迭代的方式求得微观层面每个时刻各单元之间的受力和运动状况，继而得到宏观层面物料整体的力学和运动学关系。离散元法由于不必满足有限元法中单元之间的变形协调条件，颗粒单元之间彼此运动相互独立，因此可以精确模拟散粒集料的本质属性。离散单元法自提出以来，在离散体颗粒领域发挥了不可替代的关键作用。考虑到有砟道床的散体介质特性，大量学者采用离散单元法建立了有砟轨道-桥梁模型。经分析，基于离散单元法建立的桥上有砟轨道模型可有效反映有砟道床的散体介质特性，但其将轨枕、桥梁简化为固定的墙体，难以真实模拟多层结构间的相互作用。

[0006] 现有的桥上有砟轨道的数值仿真模拟方法主要存在以下缺陷：1)有限元方法将有砟道床看作均质整体，考虑道床的几何轮廓进行单元化处理，单元之间满足位移连续关系，虽然可以建立完整的轨道-桥梁系统模型，但只能从宏观层面研究荷载作用下道床瞬时力学状态，不能模拟散体道床道砟颗粒的咬合关系和荷载长期作用引起的塑性变形。2)离散元方法仅关注局部道床结构，考虑道砟复杂外形，研究长期荷载对道床状态改变的累积影响，但由于难以考虑道床与上下部结构的相互作用，与真实桥上道床的力学状态存在一定偏差。

发明内容

[0007] 本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法，基于离散元与多体有限元耦合方法建立有砟轨道-桥梁动力学耦合模型，既充分考虑了细观层面道砟的不规则外形以及相互之间的咬合堆叠关系，同时也能反映宏观道床与上下部结构之间的相互作用，实现列车荷载作用下桥上有砟轨道复杂力学行为的精细化模拟。

[0008] 本发明提供一种有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法。该方法包括以下步骤：

[0009] 利用离散元法建立反映道砟复杂外形和接触关系的有砟道床离散元模型，该模型用于表征颗粒单元堆积结构、颗粒与耦合面接触力和等效节点移植载荷；

[0010] 利用多体有限元法建立连续介质轨枕有限元模型和桥梁有限元模型，用于表征连续体网格结构、节点位移变形、表面节点位置坐标和单元连接关系；

[0011] 基于离散元与多体有限元耦合方法构建有砟轨道-桥梁动力学耦合模型。

[0012] 在一个实施例中，基于离散元与多体有限元耦合方法构建有砟轨道-桥梁动力学耦合模型包括：

[0013] 基于离散元与多体有限元的耦合采用双向耦合求解，在第一方向上，离散元将道床与桥梁之间的接触力和接触位置传递至多体有限元，作为多体有限元法分析的力学边界条件等效移植到对应的桥面网格节点上；在第二方向上，多体有限元将桥梁变形信息传递给离散元的散体道床。

[0014] 在一个实施例中，在双向耦合求解中，将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力，同时通过对多体有限元桥梁划分网格，并基于划分网格后的桥梁外表面节点坐标信息在离散元中生成相同节点位置的桥梁外表面墙单元，进而实现耦合桥面部分在多体有限元和离散元中具有相同的网格划分方式。

[0015] 在一个实施例中，对多体有限元桥梁划分网格采用四面体的实体划分方式，而对应离散元中墙体网格均为三角网格。

[0016] 在一个实施例中，根据以下步骤建立有砟道床离散元模型：

[0017] 采用三维激光扫描对道砟外形进行三维重建，并采用数量大于8的球体单元模拟复杂外形道砟；

[0018] 通过分层堆积不同外形道砟颗粒，建立有砟道床离散元模型。

[0019] 在一个实施例中，在将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力之后，还包括：多体有限元各节点受力变形后更新节点坐标，通过输出新时刻多体有限元外表面更新节点信息到离散元耦合壳体墙单元各节点上，进而实现离散元中耦合墙体单元坐标位置的更新，完成一次双向耦合的数据传输。

[0020] 在一个实施例中，所述轨枕有限元模型采用刚性体模拟轨枕结构，所述桥梁有限元模型采用铁路单线箱梁。

[0021] 与现有技术相比，本发明的优点在于，相比于有砟轨道-桥梁离散元模型，本发明提出的有砟轨道-桥梁耦合模型可真实反映轨枕、桥梁的连续介质特性，进而准确计算有砟轨道与桥梁多层异质结构间的相互作用，因此，本发明提出的模型具有更高的计算精度。相比于有砟轨道-桥梁有限元模型，本发明提出的有砟轨道-桥梁动力学耦合模型能有效表征有砟道床的散粒体特性，真实模拟道砟的复杂外形以及颗粒间的接触咬合关系。因此，本发明提出的耦合模型精度更高，功能更全面。

[0022] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0023] 被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

[0024] 图1是根据本发明一个实施例的道砟颗粒外形及精细化仿真模型；

[0025] 图2是根据本发明一个实施例的轨枕有限元模型；

[0026] 图3是根据本发明一个实施例的桥梁有限元模型；

[0027] 图4是根据本发明一个实施例的离散元与有限元柔性体耦合计算流程图；

[0028] 图5是根据本发明一个实施例的三角形单元受力图；

[0029] 图6是根据本发明一个实施例的有砟轨道-桥梁动力学耦合模型；

[0030] 图7是根据本发明一个实施例的模型仿真与实测结果轨枕加速度对比示意。

具体实施方式

[0031] 现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

[0032] 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

[0033] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

[0034] 在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

[0035] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0036] 简言之，本发明提供的有砟轨道-桥梁动力学耦合模型的构建方法包括：首先，利用离散单元法建立反映道砟复杂外形和接触关系的有砟道床模型；利用多体有限元法建立连续介质轨枕、桥梁模型；基于离散元与多体有限元耦合方法建立有砟轨道-桥梁动力学耦合模型。在下文将分别介绍有砟道床离散元模型、轨枕和桥梁有限元模型、有砟轨道-桥梁动力学耦合模型。

[0037] 一、关于有砟道床离散元模型

[0038] 在一个实施例中，采用三维激光扫描法对道砟外形进行三维重建。通过对道砟两种摆放位置进行除底面的360°扫描，可以迅速获取被测量物体外表面大量密集点的三维坐标、反射率和纹理等信息。扫描仪自动将两次的扫描结果采用空间廓形重叠的方法合成，从而在计算机中实现了道砟真实外形三维重建。优选地，综合考虑有砟道床离散元模型的计算精度和效率，采用数量大于8的球体单元模拟复杂外形道砟，如图1所示。进一步地，通过不同外形道砟颗粒的分层堆积，建立有砟道床离散元模型。例如，模型底面宽度4.5m，道床厚度0.35m，道床边坡1：1.75，砟肩堆高0.15m，材料参数如表1所示。

[0039] 表1道床参数

[0040]

[0041] 二、关于轨枕、桥梁有限元模型

[0042] 在一个实施例中，利用多体有限元方法建立轨枕、桥梁等连续介质模型。

[0043] 对于轨枕模型，在列车荷载作用下，轨枕自身的变形相对于有砟轨道整体的沉降可忽略不计。因此，优选地，采用刚性体模拟轨枕结构，如图2所示，主要参数如表2所示。

[0044] 表2轨枕模型参数

[0045]

[0046] 对于桥梁模型，在一个实施例中，桥梁采用铁路单线箱梁，如图3所示。桥梁材料为C55混凝土，材料参数如表3所示。

[0047] 表3桥梁模型参数

[0048]

[0049] 三、关于有砟轨道-桥梁动力学耦合模型

[0050] 1)离散元与多体有限元耦合原理

[0051] 本发明基于离散元与多体有限元的耦合采用双向耦合方法，耦合求解的关键在于将道床与桥梁之间的接触力和接触位置作为多体有限元法分析的力学边界条件准确等效移植到对应的桥面网格节点上，并将桥梁变形传递给离散元部分的散体道床。耦合过渡边界在离散元里表现为墙体单元，为三角形片面组成的壳体网格单元。在有限元分析中荷载通常施加在节点上，但在耦合求解中离散元壳体墙单元网格面上的接触力往往不在网格节点上。由于离散元与耦合面接触的颗粒粒径大小不一，若选择网格单元节点作为接触点则需要极小的网格，且每个三角形片网格上可能有多个接触点，这就使得分析过程非常复杂且不准确。因此必须将颗粒作用在耦合面上的接触力转换为等效节点力，并采用形函数插值法等方法进行获取。同时通过首先对多体有限元桥梁划分网格，划分网格的方式采用四面体的实体划分方式(对应离散元中墙体网格均为三角网格)，并基于划分网格后的桥梁外表面节点坐标信息在离散元中生成相同节点位置的桥梁外表面墙单元，进而实现耦合桥面部分在多体有限元和离散元中具有相同的网格划分方式，大大简化了耦合过渡边界传递接触力到有限元节点的复杂程度。两者耦合的计算流程如图4所示，其中有限元法示意为有限元柔性体法，其计算过程包括建立连续体网格结构、获取节点位移变形、获取表面节点位置坐标及单元连接关系。离散元法包括建立颗粒单元堆积结构、获取颗粒与耦合面接触力、获取等效节点移植载荷。有限元法和离散元法之间的双向耦合体现在：离散元法向有限元法传递颗粒作用力信息，作为有限元法分析的力学边界条件；有限元法向离散元法传递墙体位移速度信息，以供离散元法考虑道床与上下部结构的相互作用。

[0052] 下文将作用于三角形网格面上的接触力等效移植到单元节点过程进行推导。

[0053] 如图5为一个受到颗粒M作用在面上的三角形面单元，坐标系x-y-z中心在三角形单元上，其x-y平面与三角形单元平面重合，是该单元平面的局部坐标系。

[0054] 局部坐标系x-y-z与全局坐标系X-Y-Z的关系表示为：

[0055] {x,y,z}T＝[Ttrans,1]{X,Y,Z}T  (1)

[0056] 式(1)中，[Ttrans,1]是一个3×3的转换矩阵。

[0057] 对于壳体和板面的弯曲响应，每个节点有六个自由度，包括三个位移和三个角度。位移矩阵{U}6×1可以表达为：

[0058] {U}6×1＝[N]6×18{A}18×1  (2)

[0059] 式(2)中，[N]6×18为三角形单元节点形函数矩阵，{A}18×1为节点位移。

[0060] {U}6×1和{A}18×1可以分别表示为：

[0061] {U}T＝{ux,uy,uz,θx,θy,θz}  (3)

[0062] {A}T＝{uxi,uyi,uzi,θxi,θyi,θzi............,uxk,uyk,uzk,θxk,θyk,θzk}  (4)[0063] 式中，ux,uy,uz,θx,θy,θz分别为三角形单元在六个不同自由度上的位移，包括线位移和角位移。uxi,uyi,uzi,θxi,θyi,θzi............,uxk,uyk,uzk,θxk,θyk,θzk分别为组成三角形单元的三个节点(i,j,k)在六个自由度上的位移。

[0064] 则接触力产生的外部虚功为：

[0065]

[0066] 式(3)中， 为在接触点m处作用的接触力向量，M为在三角形单元上的作用的颗粒接触点的数量。代入可得：

[0067]

[0068] 式(6)中，[Nm]为形函数矩阵，与颗粒与面单元接触点m有关。则根据上式，局部坐标系的等效节点力 可以表示为：

[0069]

[0070] 因此，局部坐标系与全局坐标系下的接触力能够通过坐标转换联系起来，即：

[0071]

[0072] 式(8)中，[Ttrans,2]为6×6的转换矩阵。

[0073]

[0074] 同样，局部坐标系与全局坐标系下的等效节点力能够通过下式(10)联系起来：

[0075]

[0076]

[0077] 式(11)中，[Ttrans,3]18×18为18×18的转换矩阵。

[0078] 将式(7)、式(8)代入到式(10)得到用于计算全局坐标系下的节点力，该节点力即等效于全局坐标系下的接触力。

[0079]

[0080] 通过上述过程，即完成了颗粒与三角形面单元接触力向各节点等效节点力的转换。多体有限元各节点受力变形后更新节点坐标，通过输出新时刻多体有限元外表面更新节点信息到离散元耦合壳体墙单元各节点上，进而实现离散元中耦合墙体单元坐标位置的更新，完成一次双向耦合的数据传输。需要说明的是，在耦合计算时离散元与多体有限元模型的时步划分是成倍数关系的，由于离散元需要更小的时间步长确保计算的收敛性，因此通常离散元模型计算数个时步才发生与多体有限元一次的数据交换。

[0081] 2)建立有砟轨道-桥梁动力学耦合模型

[0082] 根据上述各子结构模型的建立，在一个实施例中，基于离散元与多体有限元耦合方法建立的有砟轨道-桥梁动力学模型如图6所示。通过这种方式建立的模型能够有效反映有砟道床的散体介质特性，并能够模拟多层结构间的相互作用。

[0083] 为进一步验证本发明的效果，在有砟轨道-桥梁耦合模型施加外力荷载，计算分析列车运行通过有砟轨道、桥梁多层结构的动力特性。通过与现场实测的轨枕振动加速度作对比来验证模型的准确性及可靠性。

[0084] 1)列车荷载

[0085] 本发明通过自编外力函数实现对现场实测枕上动压力的拟合。在轨枕一端的承轨槽上施加的列车荷载表达式如下：

[0086]

[0087] 其中，n为车厢数量，Fz为轴重，v为列车运行速度，t为列车运行时间，yjk为车轮相对于采样点的相对位置，χ为荷载系数，表达式如下。

[0088]

[0089] 2)对比验证

[0090] 当列车以30km/h的速度在跨径为32m的桥梁上运行时，现场实测桥上有砟轨道轨枕的振动加速度如图7(a)所示，幅值为2.49g。调整本发明的有砟轨道-桥梁耦合模型的参数，使其计算工况与现场实际相同，得出的轨枕振动加速度如图7(b)所示，幅值为2.23g。对比分析可知，两者仅相差0.26g，验证了本发明耦合模型的准确性。

[0091] 综上所述，本发明提出的基于离散元与多体有限元耦合的有砟轨道-桥梁模型，能够同时考虑道砟颗粒的复杂外形、接触关系，以及多层异质结构间的相互作用，提高了模型的计算精度及功能。本发明采用离散单元法建立有砟道床模型，可精确模拟的道砟颗粒的复杂外形，采用多体有限元建立轨枕、桥梁模型，进而基于两者的耦合传递层间位移和受力信息，实现了多层结构间相互作用的精细化模拟。本发明能够为高速铁路桥上有砟轨道的建设、施工、运营、维护提供科学的理论指导。

[0092] 本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

[0093] 计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

[0094] 这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

[0095] 用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

[0096] 这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

[0097] 这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

[0098] 也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

[0099] 附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人员来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。

[0100] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。