A stochastic model of traffic flow: Theoretical foundations

In a variety of applications of traffic flow, including traffic simulation, real-time estimation and prediction, one requires a probabilistic model of traffic flow. The usual approach to constructing such models involves the addition of random noise terms to deterministic equations, which could lead to negative traffic densities and mean dynamics that are inconsistent with the original deterministic dynamics. This paper offers a new stochastic model of traffic flow that addresses these issues. The source of randomness in the proposed model is the uncertainty inherent in driver gap choice, which is represented by random state dependent vehicle time headways. A wide range of time headway distributions is allowed. From the random time headways, counting processes are defined, which represent cumulative flows across cell boundaries in a discrete space and continuous time conservation framework. We show that our construction implicitly ensures non-negativity of traffic densities and that the fluid limit of the stochastic model is consistent with cell transmission model (CTM) based deterministic dynamics.     

The effectiveness of a European speed limit versus an international bunker-levy to reduce CO2 emissions from container shipping

In the fight to reduce CO₂ emissions from international shipping, a bunker-levy is currently under consideration at the International Maritime Organization (IMO). Faced with the inability of the IMO to reach an agreement in the short term, the European Commission is now contemplating a unilateral measure of a speed limit for all ships entering European Union (EU) ports. This paper argues that this measure is counterproductive for two reasons. Firstly, because it may ultimately generate more emissions and incur a cost per ton of CO₂ which is more than society is willing to pay. Secondly, because it is sub-optimal compared to results obtained if an international bunker-levy was to be implemented. These elements are illustrated using two direct transatlantic services operated in 2010.     

快速路可变限速与匝道控制协同优化策略

可变限速控制和匝道控制是快速路交通控制的主要手段,本文对两者的协同优化策略进行了研究.借助智能车路协同系统强大的信息感知能力,通过引入微观交通流信息,对经典METANET模型进行了改造,构建了可变限速控制影响下的微观METANET模型,实现了一种新的可变限速控制策略,同时,采用ALINEA算法,对入口匝道进行了优化控制,实现了两者的协同优化.最后,基于实际道路和交通流数据搭建了仿真平台,对微观METANET模型和协同优化策略的有效性进行了验证.仿真结果表明,微观METANET模型具有良好的交通流预测效果,协同优化策略能有效地改善快速路交通流状态.     

含碎石化层的沥青加铺路面结构分析

利用ABAQUS有限元软件建立了含碎石化层的沥青加铺路面结构模型,研究土基、旧路基层与碎石化层模量以及碎石化层和加铺层厚度对含碎石化层沥青加铺层路面结构的力学响应的影响,确定碎石化模量的控制范围.结果表明,荷载作用中心点及附近一定区域,沥青加铺层层底受拉;沥青加铺层层底拉应力对土基模量、旧路基层模量、碎石化层厚度不敏感,但当碎石化层模量较小(接近300MPa)或加铺层厚(大于20cm)时层底拉应力均较大,在重载作用下更大.因此碎石化道路必须验算沥青层层底拉应力指标.为使沥青层层底拉应力峰值不至于过大甚至超过容许拉应力,使得受拉区域控制在一定范围以内,同时为降低加铺层竖向剪应力及土基顶面压应变,并达到防治反射裂缝的效果,碎石化层的模量宜控制在500～1000MPa.     

应用固有应变法计算焊接变形时材料模型的选择研究

分别采用理想弹塑性模型和双线性强化模型,推导出各自的固有应变计算公式,研究不同材料模型对于焊接结构变形的影响。研究结果表明,两种固有应变计算公式所预测的变形结果之间相对误差较小,即不同材料模型的选择对预测结构焊接变形的影响可以忽略。     

基于欧洲规范的板桩码头设计方法简介

基于极限状态设计的欧洲土木工程设计规范Eurocode代表了当前工程设计的最高水平;部分欧洲国家板桩码头设计则直接采用该规范,例如英国海上工事设计规范BS6349。本文介绍了基于BS6349和Eurocode规范的板桩码头设计方法,有助于设计人员理解和使用欧洲板桩规范。     

循环载荷下考虑累积塑性影响的含中心穿透裂纹板CTOD研究

裂纹尖端张开位移(CTOD)是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。研究表明,基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。     

大型浮式结构物结构碰撞性能分析

碰撞事故是基于事故极限状态设计重点考虑的对象,在设计中越来越受到重视。文章以某大型浮式结构物为研究对象,总结分析ISO、API、HSE、DNV、ABS、BV、LR等标准及规范对碰撞场景的相关规定,提出碰撞分析场景及设计衡准;基于简化分析技术建立碰撞力学模型,利用动态非线性结构分析软件ABAQUS进行仿真分析,通过分析塑性应变、塑性变形、吸能、碰撞力及运动等,校核评估舷侧结构的耐撞性能;分析不同碰撞位置、撞击船型式等对碰撞性能的影响。研究表明:目标大型浮式结构物舷侧结构碰撞事故极限强度满足规范要求,首柱撞击相对比较危险,可作为计算分析控制工况。     

不同土质下预制方桩沉桩承载力特性分析

对沿海地区某码头预制方桩沉桩过程进行监控。结果表明,打桩时由于桩周土扰动剧烈,桩的贯入阻力大幅减小,粉质土贯入阻力降低比例高于粉砂。复打测试表明:粉质土的恢复系数较粉砂高;桩侧摩阻力与土层性质密切相关。在沉桩时可根据土层情况选用合适的打桩锤击力,以减小或避免对桩的不利影响。     

考虑应变强化效应海底管道极限承载力研究

文章基于线性强化材料模型,推导了轴向拉力作用下海底管道极限弯矩承载力解析解,给出了海底管道在轴向拉力与弯矩载荷同时作用下的极限承载力的近似解,编制了海底管道极限承载力计算程序BCP。通过与实验结果的比对,验证了解析方法的正确性。结论表明考虑应变强化效应的海底管道极限承载力结算结果更为合理,该文可为海底管道的结构强度设计和安全性评价提供一定的参考依据。