基于改进委托-代理模型的船舶碳减排政府激励效用建模与分析

目前碳减排激励措施主要考虑碳定价、碳税、船舶航速降低激励等,尚未针对实施碳减排的船公司给予合理补贴激励。由于船公司运行模式、减排思路、资产组成等方面与普通企业的差异,传统委托-代理模型假设无法满足航运业背景下对政府激励效用的需求,需对现有委托-代理模型进行针对性改进。为实现政府以有限基金达到社会效用最大,同时满足船公司付出最优努力获得最大收益,考虑持风险规避态度的船公司碳减排效果外生不确定性,提出船舶碳减排政府激励效用模型,根据政府能否完全观察到船公司的减排努力程度,分别在信息完全与信息不完全条件下,以政府和船公司自身收益效用最大为优化目标,求解政府最优奖惩系数和船公司碳减排最优努力程度,分析政府对船公司进行规制的最优激励合约问题,以及决定船公司碳减排内外部因素的参数对政府给与船公司的最优激励及相关参数的影响。结果表明：最优激励系数伴随外生随机变量方差和绝对风险规避系数的增加而加速下降至缓慢降低,当外生随机变量方差为8和绝对风险规避系数为4时,下降速率趋至平稳,此时,船公司对选择碳减排的风险厌恶程度极高,对实施碳减排的抵制心理十分强烈;成本系数和减排努力水平影响系数同时影响船公司实施碳...     

基于深度强化学习的自动驾驶车辆跟驰行为建模

为提高自动驾驶车辆的跟驰性能,减轻交通震荡干扰的负面影响,研究了1种基于深度强化学习的自动驾驶跟驰模型。在现有奖励函数设计基础上融入对能源消耗的考虑,基于VT-Micro模型构建能耗相关项;同时对使用跟车时距构建行驶效率因素相关项的方法进行优化,添加虚拟速度来避免在交通震荡场景中出现计算溢出和车间距过近的问题。为克服过往抑制震荡研究中仅用闭合环状模拟道路和仿真车辆轨迹开展训练的局限性,选用NGSIM轨迹数据中交通震荡阶段的驾驶员行为特征搭建训练环境,应用双延迟深度确定性策略梯度算法（Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient Algorithm,TD3）训练形成多目标优化的跟驰模型。进一步构建模型性能测试评价体系,对比分析TD3模型与其他传统模型在跟车与交通震荡2类测试场景中的表现。跟车测试场景实验结果表明：在舒适度与行驶效率上,TD3模型和传统自适应巡航控制（Adaptive Cruise Control, ACC）模型表现相近,二者均优于人类驾驶员;在安全性上,TD3模型相较于传统ACC模型安全隐患降低53.65%,相较于人类驾驶...     

小样本下基于迁移学习与LSTM的雾天高速公路车辆跟驰模型

由于在现实生活中能够采集到的不同雾天等级的高速公路车辆跟驰样本有限,导致雾天跟驰模型精度不佳,为此在长短时记忆神经网络（long short-term memory,LSTM）跟驰模型的基础上,采用迁移学习（transfer learning,TL）方法来提升雾天跟驰模型的性能。利用驾驶模拟实验平台搭建高速公路雾天与正常天气2种实验场景进行驾驶模拟实验,获得296组正常天气下（源域）的跟驰样本与100组雾天下（目标域）的跟驰样本。提出了基于最长公共子序列（longest common sequence solution,LCSS）的迁移样本选择方法,从源域中选出100个样本迁移至目标域中,通过扩大训练样本提升LSTM从源域、目标域特征到目标域输出的端对端泛化学习能力,得到雾天高速公路车辆跟驰模型。为对比所提样本迁移方法对LSTM模型的效用,将LSTM-TL模型与训练样本全部来源于源域的LSTM-S模型和训练样本全部来源于目标域的LSTM-T模型进行对比,LSTM-TL模型的均方误差、均方根误差和平均绝对误差比LSTM-S模型分别减小47.5%、27.7%和46.5%,比LSTM-T模型...     

面向多类型交通冲突的道路条件及交通状况影响评估

交通冲突为交通事故发生前的潜在状态。探究静态路段属性和动态交通流特性等宏观特征对于交通冲突的影响至关重要,但现有研究主要关注2辆车之间的危险状态,对于涉及多个交通主体的冲突缺乏重视。为有效提取包括单一冲突和连锁冲突在内的多类型交通冲突,基于无人机采集的车辆轨迹数据首先识别车辆对之间的单一冲突,另通过关联匹配辨识连锁冲突,并基于聚类将连锁冲突划分为纵向风险下降模式、纵向风险增加模式和横纵向高风险持续模式。构建巢式Logit模型探究宏观交通属性及路段条件对多类型单一冲突和连锁冲突的影响,结果表明合流区和基本路段为单一冲突的高发区域,而分流区和交织区为连锁冲突高发区域,尤其会导致横纵向高风险持续模式的发生,但车道数的增加有助于减少严重连锁冲突的发生。此外,主线交通密度增大,连锁冲突发生概率增加;匝道与主线的流量比增大时,连锁冲突更易发生,其中纵向风险增加模式对交通流量最为敏感。将各类型冲突发生的交通流条件与宏观基本图结合分析,表明各类型交通冲突的发生次数存在峰值,且路段上交通冲突发生最多的临界密度要高于同一路段宏观基本图的临界密度。研究结论有助于理解多车连锁冲突发生的宏观原因,有效阻断其演化...     

面向空铁联运旅客选择行为的两阶段容量控制方法

针对空铁联运容量控制理论缺乏、旅客选择行为复杂化等问题,研究了基于旅客选择行为的空铁联运两阶段容量控制方法。第一阶段建立旅客选择行为模型,通过引入影子吸引力,改进现有选择模型中忽略竞争、选项单一的缺点,建立空铁联运产品选择模型,并基于巢式Logit模型证明其合理性;第二阶段以最大化联运期望收入为目标,建立空铁联运网络容量控制模型,并基于分支定界思想,提出嵌套产品子集下的模型求解算法;最后,针对空-铁网络上150座级机型的容量控制问题进行验证,并对比分析不同竞争强度下的网络期望收入。结果表明：150座航班中有91个舱位分配给航空市场的旅客,有59个舱位分配给联运市场的旅客,网络期望收入为160 600元;在综合考虑替代品竞争的情况下,票价低且竞争性高的产品更具有收入价值;此外,改进后的模型通过引入影子吸引力,捕获了基本吸引力模型和独立需求模型之间的需求,相较于独立需求模型能提高4%左右的期望收入;并且,在非联运产品和联运产品的舱位总数相持的策略下,航空公司可有效应对联运市场的竞争因素影响。     

考虑初始变形的煤炭漏斗车车体结构屈曲分析

采用非线性分析技术研究漏斗车车体在承受散粒货物和纵向压缩载荷作用时,由散粒货物引起的垂直于侧、端墙方向的变形会使车体的结构稳定性降低。首先,利用具有修正的D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤,并建立散粒煤单元与车体结构的接触关系,通过接触非线性分析获得重车车体侧、端墙的位移结果,并将其与基于AAR标准中散粒货物对侧、端墙的压力公式得到的位移进行对比分析,进而分区域修正侧、端墙的压力公式;其次,在车钩纵向压缩作用下对车体进行线性屈曲与考虑初始变形的非线性屈曲分析,侧墙和端墙的最小线性屈曲因子分别为0.89和0.52;非线性屈曲的结果表明,侧墙临界载荷为3 550 kN,比线性屈曲的降低了10.4%;端墙临界载荷为1 780 kN,比线性屈曲的降低了23.1%;应用修正后压力公式施加散粒煤对车体的作用,端墙的压力修正区域B的非线性屈曲临界载荷比应用修正前压力公式的增大了14.9%;最后,针对侧、端墙局部屈曲因子低的区域,分别提出了增强横向刚度和纵向刚度的补强方案,补强后侧、端墙结构的屈曲因子均可提升至1.0以上;应用修正后压力公式的侧、端墙临界载荷提高至4 092、3 164 kN。     

基于两阶段模型的城市多模式旅游路径选择

为适应旅游交通产业的发展,解决游客出游线路规划时所面对的问题,建立了2阶段模型以优化城市多模式旅游路径选择。第1阶段,研究了旅游情境下影响游客交通方式选择行为的主要因素,综合考虑了“游客社会经济”“出行特征”和“交通方式”3方面的影响因素,以及同起讫点间不同交通方式(公交车、地铁、出租车/网约车)的步行距离比、资金消耗比和运行时间比等9个因素,在南京市开展问卷调查,构建多项Logit(MNL)模型,分析了游客的出行交通方式选择行为;第2阶段,基于旅游路径选择的最优要求、分段要求以及限时要求,构建了基于DC-TSP的城市多模式旅游线路规划模型,并利用LKH求解器进行模型求解。结果表明：所建模型充分考虑了城市多模式交通网络特征,可满足城市内旅游线路规划需求。     

基于GPR正演技术的路面反射裂缝图像解译研究

为了解决探地雷达图像的病害识别问题,基于有限元法求解三维电磁波波动方程,并编写MATLAB代码进行数值模拟,依托汉十高速路面芯样检测数据建立三维道路真实模型,并建立多种不同损伤程度、形状的反射裂缝,分析电磁波在反射裂缝不同发展阶段的传播规律。结果表明：随着反射裂缝深度的变化,探地雷达图像存在显著的差异,反射电压与裂缝深度存在一定的线性关系,通过实际电压图像可以计算路面反射裂缝的深度。研究结果为分析高速公路路面裂缝病害图像提供理论基础。     

考虑多身体部位的二轮车骑行者事故伤害严重程度研究

现有针对二轮车事故后果的研究主要侧重于讨论骑行者总体伤害,少有针对骑行者具体身体部位的受伤情况相关研究。为揭示各身体部位受伤之间的关联性及致因,基于中国深度事故数据(CIDAS)中2 799起二轮车事故,以二轮车骑行者头部、胸部、上下肢等7个主要部位伤害严重程度为因变量,选取44个主要自变量以表征碰撞前行为、碰撞位置等信息。采用带随机参数的多变量模型进行研究,以更好解释各受伤部位严重程度间的关系及数据中未能观测到的异质性。结果表明：二轮车骑行者性别及年龄、车辆属性、碰撞前二轮车驾驶行为及二轮车被撞位置均会对二轮车骑行者不同部位的伤害造成显著影响;头部、胸部及下肢在二轮车事故中是最脆弱的3个部位,值得进一步研究;中年二轮车骑行者在头部伤害模型服从正态分布的随机参数,即中年二轮车骑行者会对二轮车骑行者头部伤害严重程度存在异质性影响;加强汽车及二轮车的安全设计从而保护二轮车骑行者胸部和腹部极有必要;佩戴头盔不仅能够保护头部伤害,对于保护上肢伤害也有重要作用。     

基于自然驾驶数据的车辆自适应巡航系统控制方法

在常规的基于模型预测控制自适应巡航系统的算法中,舒适性约束均是采用固定加速度的形式,没有深入考虑不同速度下的加速度极值范围问题,这会导致在追求安全性和速度跟随性情况下,系统加速度和冲击度变化过大,从而降低了驾乘的舒适性。根据NGSIM自然驾驶数据集所得到了车辆的速度-加速度关系,并以此作为加速度的约束目标,将常规模型预测控制的定约束改为随速度变化的变约束,从而达到根据自然驾驶数据提高跟车舒适性的目的,并通过仿真试验验证了该方法的合理性。研究结果表明：该方法可使ACC系统在保证安全跟车和速度跟随的同时,使得加速度和冲击度波动变小;最大冲击度相比定加速度约束的模型预测控制减小了14.96%,可有效改善ACC系统的舒适性。