道路拥堵概率估计方法及其在城市交通运行评价中的应用

首先提出能够统一描述不同交通负荷下路段内车流离散性进的出行时间指数 （TTI）概率分布模型,并建立该分布模型参数随路段速度变化的模型.进而给出一种新的 拥堵概率估计方法.其根据路段速度获得路段内车辆TTI 的概率分布参数,进而获得隐含 的车辆TTI 概率分布及路段处于不同拥堵状态的概率.应用于交通运行评价,解决了现有 方法评价结果受路段长度影响,以及微观评价波动性大的缺陷.给出的理论方法在交通运 行分析、仿真及控制领域具有广泛的应用前景.     

Reliability Copula Model for Wind Turbine Gearbox Based on Failure Correlation

On the basis of each gear’s failure correlation, the reliability Copula model of a wind turbine gearbox is established and a 1.5 MW wind turbine gearbox is taken as the research object. Firstly, based on the dynamic reliability model of mechanical parts, each gear’s life distribution function of a wind turbine gearbox is obtained.The life distribution function can be used as the marginal distributions of the system’s joint distribution. Secondly,Copula function is introduced to describe the failure correlation between parts, and the appropriate Copula function is selected according to the shape characters of Copula probability density function. Finally, the wind turbine gearbox system is divided into three parts according to the failure correlation of each gear. The Sklar theorem and the thought of step by step analysis are used to obtain the reliability Copula model for a wind turbine gearbox based on failure correlation.     

The Calculation of Collision Risk on Air-Routes Based on Variable Nominal Separation

In this paper, a new method to calculate collision risk of air-routes, based on variable nominal separation, is proposed. The collision risk model of air-routes, based on the time variable and initial time interval variable, is given. Because the distance and the collision probability vary with time when the nominal relative speed between aircraft is not zero for a fixed initial time interval, the distance, the variable nominal separation, and the collision probability at any time can be expressed as functions of time and initial time interval. By the probabilistic theory, a model for calculating collision risk is acquired based on initial time interval distribution, flow rates, and the proportion of aircraft type. From the results of calculations, the collision risk can be characterized by the model when the nominal separation changes with time. As well the roles of parameters can be shown more readily.     

考虑人口效益的城市路网OD 矩阵推算模型

交通分布数据获取难度大、成本高，是制约交通工程师开展交通预测的主要因素. 为提高效率、降低工程实践中的预测成本，对城市路网OD矩阵可预测性展开研究. 描述3 种交通分布推算模型并以广州为例，给出交通流概率分布及发生量概率分布. 通过回归分析及残差分析探究发生量与人口、经济的关系，提出考虑人口效益的靶向双联模型(称为TDM模型). 根据误差分析验证4 种模型准确度，并将模型应用于深圳市. 结果表明：交通流及发生量概率分布具有高度异质性，遵循Zipf 定律；发生量与人口、经济相关性强，拟合优度为0.87； TDM模型精度略低于重力模型，但高于其他两种模型，且在深圳市推算效果良好. 综合预测精度、成本和效率，TDM模型更适合预测城市道路交通分布.     

基于图像处理技术的低噪声微表处纹理与噪声评价

分析了路面微表处噪声产生机理，设计了5种低噪声微表处，并与普通微表处进行对比，测试了不同微表处的构造深度及其噪声值；基于数字图像处理技术构建微表处纹理三维模型，挖掘相关纹理参数以评价不同微表处的构造和噪声特性；提出凸峰分布概率、凸峰面积占比2种路表纹理参数，并分析了该参数与室内噪声的相关性。分析结果表明：与普通中值级配微表处相比，低噪声级配微表处可降低噪声约3.1 dB;橡胶粉通过提高微表处的弹性和吸声特性降低表面构造和摆值，且掺入中值和低噪声级配微表处可分别降低噪声2.0与6.3 dB;水性环氧树脂通过改善微表处施工和易性，减少路面宏观纹理，且掺入中值级配的微表处能实现与低噪声级配微表处相似的降噪效果；基于表面纹理三维模型计算的像素差平均值与微表处的实际构造深度呈显著的线性关系，相关系数为0.94;中值级配和低噪声微表处的凸峰高度分布分别表现为一次函数和正态函数，级配的调整可显著减小低高度凸峰的分布率，且低高度的凸峰数量增加可丰富细观纹理，进而得出凸峰分布概率能够量化微表处纹理的分布特性；凸峰高度0.25 mm是各种微表处凸峰高度分布曲线的拐点，与所有凸峰高度的面积占比相比，凸峰高度...     

区域公共停车设施选址优化方法分析

为解决城市停车供需矛盾问题,使停车设施分布相对合理,提出最大限度地满足停车设施使用者、投资者、管理者三方效益最优的停车选址优化模型。建立综合考虑使用者的出行效益、投资者投资利润率与管理者区域服务水平的多目标约束模型,采用交叉概率和变异概率的自适应调整公式来优化基本遗传算法并求解该模型,给出模型求解过程。最后,经实例分析,得出规划区域内最优公共停车场建设个数、各停车场的具体位置以及泊位数,验证模型的有效性。     

CRH3动车组轮缘润滑系统可靠性分析

将GO法引入到CRH3动车组轮缘润滑系统可靠性分析中.根据轮缘润滑系统的结构原理图构建GO图模型,基于GO法的运算规则及GO法状态概率公式对轮缘润滑系统进行可靠性定量计算,并对其可靠性做出评估.分析计算结果表明该方法可为轮缘润滑系统的可靠性分析和评价提供了科学的量化根据,并为类似系统的可靠性分析提供参考.     

流域事故性污染源监测资源的最优分配方法

为了充分利用有限的监测资源，应用最优搜索理论，针对常规污染因子型流域突发性污染事故，给出了探测函数为指数形式时流域事故污染源的最优搜索模型和搜索资源最优配置的计算方法．该方法可以在搜索资源有限的条件下优化监测资源的分配方案，使成功探测到事故性污染源的概率最大．为了证明该方法的正确性，给出了1个算例．     

基于改进核密度估计的电动出租车快速充电行为研究

电动汽车充电行为研究是充电负荷时空分布预测、充电基础设施规划和有序充电管理的 基础。本文基于上海市电动出租车的实测数据，划分充电片段并提取快速充电行为特征变量，开 展相关性分析以揭示变量之间的内在相关性，从工作日和休息日两个时间维度揭示快速充电行 为规律，提出一种基于扩散方程的自适应扩散核密度估计模型应用于快速充电行为特征变量的 概率建模并使用拟合优度检验指标验证该模型的有效性。研究结果表明：电动出租车的快速充 电行为在工作日和休息日具有明显的差异性，自适应扩散核密度估计模型可使电动汽车充电行 为特征变量的概率建模更加准确，且具有更高的拟合精度。     

基于实测数据的高铁牵引变电所负序电流概率分析

为了研究高速铁路牵引供电系统三相电流不平衡问题, 通过分析高速铁路牵引供电系统负荷及V/v接线牵引变压器负序电流,基于概率理论建立了牵引变电所负序电流的概率分析模型.用该模型对京沪高铁某牵引变电所的负序电流进行了仿真分析和实测数据验证,结果表明,利用该牵引变电所的设计参数仿真得到的负序电流概率分布与利用实测数据的分析结果一致,该牵引变电所负序电流概率分析模型能够真实地模拟高速铁路牵引变电所的负序电流分布情况.      

考虑驾驶员反应能力的跟驰模型

考虑驾驶员个体行为差异,对驾驶员的反应时间进行了分析,利用统计分析与概率论相结合反映驾驶员反应能力特性分布.在传统跟驰模型的基础上,结合最优速度差模型,建立了反映驾驶员反应能力的车辆跟驰模型.该模型对城市交叉路口车队启动过程进行了仿真,仿真结果表明:后面车辆的启动都会出现延迟,延迟时间的长短以概率的形式反映了驾驶员的个体差异,与实际交通更为接近.     

A Probability Model of Bicycles Crossing Vehicle-bicycle Separation Lines

Vehicle-bicycle separation lines are frequently used to isolate motor vehicles from bicycles on China's urban roads. Conflict between motor vehicles and bicycles exists in these road sections. It is regularly caused by bicycles crossing the vehicle-bicycle separation line onto the motor vehicle lane. Thus, it is imperative to research the probability of crossing travel of bicycles. First, two presumptions for bicycles to cross travel are stated. One is that bicycles need to cross the traffic marking; the other is that the space among the adjacent motor vehicle flows is available for bicycles to cross. With this observation, the probability of conflicts between motor vehicles and bicycles can be obtained as a product of their probabilities. Based on this probability, the result was summarized as follows: the probability for bicycles crossing the traffic marking obeys a negative exponential distribution, which is derived. The result was shown by theoretical analysis and was compared to actual survey data. The available probability for bicycles entering into motor vehicle flow was found by the use of a traffic survey. Therefore, a probability function was proposed with different spaces that led to a probability model for vehicle-bicycle conflicts. At last, using the survey data, the probability model proved to be correct.     

基于航班延误的机位冲突概率计算方法

为了定量描述航班随机延误对机位分配计划的影响,构建了同机位航班占用时间发生冲突的概率计算方法。首先,基于国内某机场实际航班数据,建立了航班到达延误概率的正态分布模型和起飞延误概率的混合正态分布模型,采用极大似然法和期望最大化（Expectation Maximization,EM） 算法分别对模型参数进行了估计;然后采用JB （Jarque-Bera） 检验和交叉验证法,验证了模型的有效性。在此基础上,根据机位占用冲突机理推导出同机位连续航班间的冲突概率计算公式,量化了同机位连续航班的冲突概率与两航班的延误规律和间隔时间的关系。冲突概率可用于评价机位分配计划中同机位连续航班间隔时间设置的合理性。     

随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型

为实现在全应力强度因子范围合理进行结构安全性分析,提出了概全门槛值和断裂韧度的随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型。考虑了平均应力效应,以给定应力强度因子下裂纹扩展率服从对数正态分布为基础,考虑数据分散性规律和试样数量对概率评价的影响,将存活概率和置信度相融合,由线性回归结合极大似然原理确定概率模型的参数。通过对铁道车辆LZ50车轴钢试验数据的分析表明,模型从数学上良好描述了疲劳长裂纹从裂纹启裂到瞬时断裂的整个随机过程,比较Paris、Elber和Forman模型拟合试验数据表明,该模型相关系数最大,拟合效果最好。     

基于路侧毫米波雷达的车辆碰撞概率计算方法

为定量化得出高速公路同一车道中前后相邻车辆的碰撞概率,从制动减速度的角度出发, 提出一种新的前后相邻车辆碰撞概率计算方法。分别考虑前后车发生碰撞的3种不同情况,推导出如果发生碰撞前车需要的最小制动减速度。基于路侧毫米波雷达获取海量车辆运行状态真实数据,包括轨迹、速度以及制动减速度的变化规律,采用广义帕累托分布(Generalized Pareto Distribution,GPD)建立制动减速度分布模型,进一步基于GPD模型计算出在不同场景下如果发 生碰撞所需最小制动减速度的发生概率,将该概率值确定为碰撞概率。研究结果表明,在本研究路段,约99.10%的加速度在[-1, 1] m·s-2 的区间范围内波动,车辆制动减速度的分布具有“长尾” 特征,较大的制动减速度占比非常小。内侧1车道、2车道加速分布比3车道的分布更为集中,大型货车的加速度分布比小客车的加速度分布更集中。最后,基于真实的危险场景数据以及模拟的典型危险场景数据进行验证,将该方法的计算结果与传统方法的计算结果相比较,表明该方法的计算结果连续,且可迅速、准确地识别各类危险场景。     

基于无记忆非线性变换的相关非高斯雷达杂波的仿真

大量的实测数据表明,雷达杂波的分布特性明显偏离高斯分布。相关非高斯杂波的仿真主要包括对数正态、韦伯尔、K分布杂波的仿真。在杂波信号模拟中,需同时考虑杂波幅度概率分布和其相关特性。文中利用广义维纳过程的无记忆非线性变换法（ZMNL）来建模仿真,产生相关非高斯杂波。该仿真系统不仅可以实时动态地模拟实际采集的雷达杂波,而且可按给定的功率谱模型来产生满足非高斯分布的随机数据序列。仿真结果证明了此方法的有效性。     

Modeling on spare parts inventory control under condition based maintenance strategy

In order to optimize the spare parts inventory, we present a decision-making model under condition based maintenance policy for a single equipment system subjected to continuous and random deterioration. Firstly, a probability model of the spare parts support is established, according to the requirement of a predetermined probability of stockout. It can determine the optimal spare parts stock level. Secondly, the spare parts ordering decision is made according to the equipment deterioration level, and it can optimize the spare parts ordering. The objectives of this model are to minimize the spare parts inventory, and the expected total operating cost. Thirdly, a numerical example is given to illustrate this model. The results prove that the optimal preventive maintenance threshold obtained from the proposed model can satisfy the spare parts support requirements.     

基于网格交通状态分类的行程时间规律挖掘与计算

在出租车轨迹数据挖掘的基础上，本文提出基于网格交通状态的行程时间计算方法。在区域网格化的基础上，利用出租车全球定位系统(Global Positioning System, GPS)数据构建区域网格宏观基本图，并对宏观基本图的流量-密度关系进行拟合；进而使用高斯混合聚类法，将区域交通状态分类为畅通、轻度拥堵和重度拥堵。对不同交通状态网格的行程时间进行挖掘分析，发现3类交通状态下网格行程时间表现出不同的分布特征，畅通、轻度拥堵和重度拥堵的最佳行程时间分布分别为Gamma分布、Weibull分布和对数正态分布；通过不同状态网格行驶时间联合概率密度分布的近似拟合推导出路径网格行程时间概率密度模型。本文提出的方法可以快速计算一 定可靠度条件下的行程时间，对不同线路和时间内的案例分析结果表明，该方法对路径行程时间估计的平均绝对误差在1%~16%，可以为交通诱导与未来导航提供技术方法支撑。     

进离港航班容量及其影响因素

针对机场容量限制导致的航班延误问题,以最大航班流量为决策目标,建立了进离港航班容量模型.该 模型采用离散时间混合排队算法,对可能出现的冲突情况建立转移概率矩阵,并基于冲突因子优化模型性能,推 导出进离港容量的数学公式,设计出算法流程.以成都双流国际机场的实际数据进行仿真,结果表明:当进、离港 航班率分别为0.6和0.5、机场吞吐率为0.8时,模型预测的数据与实际航班信息的标准差分别为1.552和 1.436;当进港请求近似为泊松分布时,机场吞吐率越大,拒绝的航班请求数量越少,机场吞吐率与计划进离港容 量正相关.      

停车需求分布的双层规划模型及算法

针对停车需求给定条件下的停车设施选择问题,建立了描述停车设施选择和出行路线选择行为的双层规划模型,并基于在部分增广乘子法中嵌套Frank-Wolfe算法的思路设计了求解模型的有效算法.上层模型在满足停车需求和设施停放车辆数有限条件下,力图最小化实际停车需求分布与期望分布间的差异.下层模型假设出行者路线选择行为遵循用户均衡原则.上下层模型通过设施选择概率函数实现有效关联.部分增广乘子法中嵌套Frank-Wolfe 算法求解上层模型可以有效利用上层模型的单纯形式约束特征.算例分析验证了新模型与算法的有效性.研究结论拓展了现有理论的应用场景,为相关研究提供了新的建模分析思路.