基于元胞自动机的高速铁路列车群追踪运行仿真模型

为分析高速铁路列车在追踪间隔缩小时的运行状态,根据准移动闭塞系统原理,设置列车区间运行和车站运行的演化规则,建立准移动闭塞条件下基于元胞自动机的列车群追踪运行仿真模型。利用元胞自动机对京沪高速铁路线路"上海虹桥—南京南"运行图中追踪运行的10列车进行建模仿真,分析仿真结果验证到达间隔时间是制约追踪间隔的瓶颈,并得出后行列车满足追踪间隔4 min或3 min的情况下,其运行速度不受前行列车的干扰。     

升压型DC-DC开关变换器的混杂建模与控制研究

基于混杂系统理论,建立了升压型开关变换器的混杂自动机模型,使得开关变换器的控制简化为混杂自动机模型的边界选择问题。与传统的状态空间平均法和电路平均法相比,该模型中没有任何假设和线性近似,建模精度高,可以对电力电子电路进行更好的分析与控制。根据开关变换器电感最小电流与输出电流的比较,将电感电流连续模式细分为完全电感供能模式和不完全电感供能模式两种子模式,提出一种新的混杂控制策略,应用电路理论方法给出了理想变换器和考虑输出电容寄生电阻的混杂控制边界的综合方法和计算公式。数值结果和分析表明了混杂建模和控制策略的有效性。     

基于时间阈值的旅客登机模型及动态登机策略

减少登机时间有利于提高旅客体验和航空公司运行效率,故优化基于旅客行为的登机策略尤为重要. 基于旅客登机过程中两个阶段的延时,建立考虑时间阈值的新登机模型;在干扰时间阈值分布的基础上,通过优化算法分配行李,从而使登机时间最小,进一步得到基于不同行李构成的动态旅客登机策略. 通过元胞自动机仿真和现场模拟实验比较动态登机策略的效率. 结果显示：新登机模型能准确反映登机过程,Steffen 次序具有最大的干扰时间阈值和优化空间;本文提出的动态登机策略可以缩短登机时间,使登机效率显著提高.     

信号倒计时影响下的进口道交通流分析与建模

为揭示信号倒计时对驾驶决策行为的影响,本文基于实测数据对信号控制进口道各断面的车速分布特征进行了分析,研究发现临近停车线处于不同断面位置的车辆行驶特性由于信号倒计时的有无及剩余绿灯时间的影响而存在差异.提出了考虑信号倒计时下驾驶心理的元胞自动机模型,通过数值模拟剖析了不同时空条件(位置、车速与剩余时间)下微观驾驶心理与行为对中观交通流的作用机理.结果表明,该模型可较好地刻画信号灯控制下城市进口道路车辆运行特性.     

Study on Distributed Motion of Self-Reconfigurable Robot Based on Local Rules

The eigenvector of a module with six adjacent module's state was constructed according to self-reconfigurable robot M-Cubes and the configuration of system was expressed with the eigenvectors of all modules.According to the configuration and motion characteristics of the modules,a 3-dimension motion rule set was provided.The rule sets of each module was run according to eigenvector of the module after the motion direction of system decided and motion rules were selected.At last,the rapid and effective motion and metamorphosis were realized in system.The rule sets are operated on three systems and the distributed motion of system is fully realized.The result of simulation shows that the 3-dimension motion rule sets has perfect applicability and extensibility.The motion steps and communication load of the modules increase with the module number in linear.     

考虑洪水漫延过程的地铁车站人员疏散研究

提出一种基于元胞自动机同时分析洪水漫延和人员疏散的新方法,以此研究洪水漫延对行人疏散过程的动态影响.基于元胞自动机原理,利用元胞及其周围相邻元胞上一个时间步长的相关状态变量进行水量转移计算,结合洪水漫延对行人的移动速度和运动方向的影响,建立洪水漫延下人员疏散的分析模型,通过数值仿真研究洪水漫延和人员疏散的动力过程.详细分析不同进水口位置和进水流量对地铁车站应急疏散效率的影响.研究结果表明:有洪水时人员疏散的效率显著低于无洪水的情况;进水流量的增加会导致人员疏散效率降低;进水口位置的不同也会对人员疏散的效率造成很大的影响.     

考虑洪水漫延过程的地铁车站人员疏散研究

提出一种基于元胞自动机同时分析洪水漫延和人员疏散的新方法,以此研究洪水漫延对行人疏散过程的动态影响.基于元胞自动机原理,利用元胞及其周围相邻元胞上一个时间步长的相关状态变量进行水量转移计算,结合洪水漫延对行人的移动速度和运动方向的影响,建立洪水漫延下人员疏散的分析模型,通过数值仿真研究洪水漫延和人员疏散的动力过程.详细分析不同进水口位置和进水流量对地铁车站应急疏散效率的影响.研究结果表明:有洪水时人员疏散的效率显著低于无洪水的情况;进水流量的增加会导致人员疏散效率降低;进水口位置的不同也会对人员疏散的效率造成很大的影响.     

山地系统灾变行为自组织临界性研究

为了研究山地系统宏观动力学的整体规律,基于戴维斯地貌发育理论,提出处于地貌发育阶段幼年晚期的河谷及壮年期的山地具有自组织临界性(self organized criticality, SOC)的内禀属性,并建立了基于斯特拉勒积分的大流域地貌发育阶段判别方法.以地震触发崩塌滑坡为切入点,通过震区实震资料分析、元胞自动机模拟、振动台沙堆模型实验,提出不同烈度区地震触发崩塌滑坡分布的演化规律:在Ⅶ度、Ⅷ度、Ⅸ度区,崩塌滑坡规模与出现频率之间存在良好的负幂律关系,在Ⅹ度区,幂律关系弱化,在Ⅺ度区,这一关系转为对数正态分布. 通过3个案例介绍了SOC理论在岩土体地震扰动深度评估、泥石流防治工程设计径流量极值计算、基于地震活动性参数b值在地应力评估中的应用.