国外基于MBSE的列车领域研究现状探析

介绍了基于模型的系统工程的定义和发展历程。分别对庞巴迪和阿尔斯通两家公司在MBSE方面的研究和应用情况进行了分析,具体分析其建模工具和建模实例,还分析了Connecta和Safe4Rail项目的实施过程以及主要的研究内容。分析结果表明,MBSE已经在国外的列车领域经历了学习、探索和应用推广的过程,并在新产品的研发过程中得到了应用,对我国列车领域开展MBSE的研究具有积极的借鉴意义。     

考虑移步需求的无桩型共享单车动态调度研究

共享单车系统自发的不均衡性导致单车数量分布与用户需求分布之间产生偏移，降低了系统服务能力，需要调度实现再平衡. 现有动态调度算法缺乏考虑起点车辆供给不足，用户在出行过程中“再次”取车的移步需求，难以准确识别用户真实的出行需求分布，降低了调度效果. 本文提出以用户出行选择行为为下层，以调度车辆路径规划为上层的双层规划模型框架，设计结合仿真系统的启发式求解算法. 算例场景基于上海市虹口、杨浦区共享单车历史出行数据搭建，并进行网格化处理. 算例结果表明，模型能有效识别移步需求，提高共享单车的供需匹配能力. 针对各类调度资源配置情况，共享单车的供需匹配率提升18.07%~ 19.89%，提高了共享单车系统的管理效率.     

冰雪条件下中国驾驶员跟驰行为及模型研究

分析驾驶员在冰雪条件下的驾驶行为特性，建立考虑驾驶员行为特性的跟驰模型，有助于丰富现有交通流理论.通过招募驾驶员开展实车跟驰试验，对比分析正常条件与冰雪条件下的驾驶行为差异.进而基于任务难度均衡理论构建包含人类因素参数的任务难度模块，引入改进后的智能驾驶员模型，并采用车辆轨迹数据对模型进行标定和有效性验证.研究表明：驾驶员在跟驰行驶过程中受外界刺激及自身驾驶能力影响时会对车辆行驶状态进行动态调整，试图保持期望间距，且速度与前车一致的状态；冰雪条件下驾驶员采取风险补偿行为，其车头时距波动幅度较正常条件收窄，模型引入人类因素参数可以较好地描述其差异性. 模型有效性验证表明，新模型在6个仿真场景中的表现都优于传统智能驾驶员模型，且表现出更好的鲁棒性.研究结果可为冰雪条件下的交通管理措施制定提供理论支持.     

交通可达性与城市经济活动的空间特征分析：以北京市为例

借助开源大数据平台，提出交通可达性及城市经济活动数据采集策略，利用全局常参数和局部变参数回归模型研究北京市六环区域内两者的空间特征.相比于全局模型，局部模型能够较好地刻画交通可达性与城市经济活动间的空间异质性特征.结果表明，私人交通可达性呈现以天安门为中心径向递减的多圈层结构，公共交通呈现轨道交通沿线区域高的特点.交通可达性与经济活动匹配度具有空间非平稳性，空间分离和匹配现象并存.西北部、中部区域空间匹配特征显著，东北部、东部区域次之，西南区域空间分离现象最为严重.丰台及良乡等分离区域，宜重视道路及轨道线网等基础设施建设工作；未来科学城等私人交通匹配，公共交通分离的区域，可考虑修建轨道线路，并增加公交运营服务水平；中关村科学城、北京经济技术开发区等匹配区域，以调整交通运营管理政策为主.     

涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

不确定条件下机场群系统均衡配流模型研究

为探索客流在机场群的分布规律，以整个航空出行链为视角，综合考虑空中交通、地面交通和旅客出行选择偏好，构建机场群系统均衡配流模型.以路径时间、机场停留时间、出行票价和旅客类型为主要参考属性，提出机场群系统旅客出行成本模型.由于路径时间与流量相关且存在不确定性，基于预算超出时间对路径时间的均值与方差进行统一度量.综合路径时间、出行票价、机场停留时间与旅客类型，基于Logit模型建立旅客对航空出行路径的选择模型，将机场群系统的客流均衡条件转换为变分不等式.基于投影收缩算法对变分不等式求解，从而得出客流在机场群间的均衡分布状态.算例结果表明，机场群系统均衡配流模型有效建立了客流分布状态，调整路径时间、机场服务水平、票价等因素均可促进客流在机场群间的均衡分布.     

基于狄利克雷过程混合模型的城市活动聚类方法研究

手机信令数据不仅记录个体出行轨迹，也为分析城市活动空间分布特征提供了基础.本文提出一种基于狄利克雷混合模型的城市活动特征聚类方法，以手机信令提取居民出行OD为基础，将每个基站的到发出行量作为表征该基站所处空间位置的活动特征，研究特征的聚类方法.引入狄利克雷分布作为先验分布，由中餐馆模型推定特征聚类数量.与其他聚类方法相比，该方法最大的优点在于无需事先指定聚类数量，避免了传统聚类方法的缺陷.将本文方法应用到三亚市城市活动特征聚类当中，结果能够有效地反应不同城市功能组团的活动特征.     

聚氨酯夹层板舱口盖振动特性研究

聚氨酯夹层板(SPS)因其出色的力学性能、减振降噪特性等在船舶建造领域得到了广泛应用。以船舶轻量化、高性能设计为目标,以64000DWT散货船钢制舱口盖为替代目标,采用聚氨酯夹层板设计新型舱口盖结构,基于有限元软件Ansys Workbench开展SPS舱口盖结构振动特性分析,研究其模态振型、谐响应和随机振动。通过与钢制舱口盖振动特性的对比研究,论证了聚氨酯夹层板在船舶减重和结构减振方面的优势与前景。研究结果表明:SPS舱口盖设计方案,在实现整体减重12%的情况下,使谐响应振幅降低75%;在1σ区域内,使随机振动的位移、应力响应分别降低了63.4%和76.1%。研究结果可以为船舶结构轻量化设计、舒适性改善等提供参考。     

基于客户满意度的货运动车组开行方案研究

高铁货运逐渐兴起,本文对货运动车组开行方案优化进行了研究。针对高铁运输安全、快捷、运输成本较低等特性,提出以货运动车组及客货混编动车组为主,客运动车组捎带运输为补充的开行模式,结合运输需求、线路通过能力等限条件,以运输成本最小和货主满意度最大为目标,建立多目标综合优化模型,运用线性加权组合法,以lingo软件为依托进行求解。通过算例给出具体开行方案,并对同一运输区间各种运输方式的单位成本及用时进行对比分析。结果表明,相对于传统运输方式,高铁货运综合运输成本较低,用时更短,能够兼顾运输企业与货主的双重要求;所建模型优化效果明显,可为未来货运动车组的开行提供参考。     

Benefit of speed reduction for ships in different weather conditions

Currently, the shipping industry is facing a great challenge of reducing emissions. Reducing ship speeds will reduce the emissions in the immediate future with no additional infrastructure. However, a detailed investigation is required to verify the claim that a 10% speed reduction would lead to 19% fuel savings (Faber et al., 2012).This paper investigates fuel savings due to speed reduction using detailed modeling of ship performance. Three container ships, two bulk carriers, and one tanker, representative of the shipping fleet, have been designed. Voyages have been simulated by modeling calm water resistance, wave resistance, propulsion efficiency, and engine limits. Six ships have been simulated in various weather conditions at different speeds. Potential fuel savings have been estimated for a range of speed reductions in realistic weather.It is concluded that the common assumption of cubic speed-power relation can cause a significant error in the estimation of bunker consumption. Simulations in different seasons have revealed that fuel savings due to speed reduction are highly weather dependent. Therefore, a simple way to include the effect of weather in shipping transport models has been proposed.Speed reduction can lead to an increase in the number of ships to fulfill the transport demand. Therefore, the emission reduction potential of speed reduction strategy, after accounting for the additional ships, has been studied. Surprisingly, when the speed is reduced by 30%, fuel savings vary from 2% to 45% depending on ship type, size and weather conditions. Fuel savings further reduce when the auxiliary engines are considered.