海上不规则波浪扰动对船舶运动的影响

针对动力定位船舶高精度六自由度运动数学模型的需求, 研究了不规则海浪扰动的建模方法及其对船舶运动的影响, 对比了长峰波与短峰波的波面形状及其产生的波浪力和力矩; 基于傅汝德-克雷诺夫假设, 将船舶近似为箱型船, 建立了长峰和短峰不规则波对动力定位船舶产生的扰动时域模型; 基于微幅波假设和线性叠加原理, 采用中国沿海的频率谱和国际拖曳水池会议推荐的扩散函数, 建立了长峰和短峰不规则波的三维波面模型, 并对一艘动力定位船舶进行了主浪向角为90°、135°和180°的仿真验证。仿真结果表明: 长峰波和短峰波所产生的一阶波浪力均呈高频振动变化; 当主浪向角为90°时, 长峰波产生的一阶波浪纵向力、纵摇力矩、横摇力矩接近于0;当主浪向角为180°时, 长峰波产生的一阶波浪横向力、艏摇力矩、横摇力矩接近于0;长峰波产生的二阶波浪力和力矩比短峰波大19.2%;短峰波较长峰波在形状上更具有不规则性和不对称性, 短峰不规则波可对船舶在波浪中的运动产生较大影响。     

高速列车牵引变压器振动响应容限有限元分析

为保证高速列车车下设备结构的安全性, 基于振动响应容限仿真计算方法和米塞斯应力屈服准则, 运用有限元仿真模型对线性和非线性悬挂刚度下高速列车牵引变压器的振动响应容限进行研究。对牵引变压器沿纵向、横向、垂向同时加载, 得到响应应力最大的危险节点。对牵引变压器分别沿纵向、横向、垂向进行加载, 得到危险节点的6个应力分量和不同方向振幅的关系, 并基于叠加原理, 得到纵向、横向、垂向同时加载下危险节点应力分量和不同方向振幅的关系。基于求得的米塞斯应力函数与米塞斯应力屈服准则, 得到振动响应容限。分析结果表明: 基于叠加原理, 可以运用MATLAB替代ANSYS对线性悬挂刚度下的振动响应容限进行仿真计算; 线性与非线性悬挂刚度下的振动响应容限曲面间存在一条垂向位移等值曲线, 当横向位移与纵向位移组成的坐标点位于垂向位移等值曲线在平面内的投影线以下时, 线性悬挂刚度下垂向位移的振动响应容限比相应非线性悬挂刚度下的振动响应容限大, 当横向位移与纵向位移组成的坐标点位于垂向位移等值曲线在平面内的投影线以上时, 线性悬挂刚度下垂向位移的振动响应容限比相应非线性悬挂刚度下的振动响应容限小。     

影响出行决策的交通质量多因素感知特征

分析了影响出行决策的交通质量因素及重要程度, 筛选了10个主要因素, 运用需求层次模型构建了交通质量因素基本体系, 利用探索性因子分析法构建了交通质量因素结构体系分析模型, 基于结构方程模型模拟了出行者个体特征、成本约束、出行决策及交通质量因素之间的影响关系, 基于出行意愿调查数据进行试验分析, 得到了交通质量因素的二阶层次结构体系和结构方程模型路径系数图, 分析了交通质量因素对出行决策影响程度的综合路径系数与不同城市等级交通质量因素重要性的数值特征。分析结果表明: 交通质量因素结构体系的前2个因子共解释了84.9%的总方差, 且2个因子载荷系数均大于0.6, 表明交通质量因素结构体系具有合理性; 试验数据的克朗巴哈系数为0.86, 效度检验系数为0.84, 具有较高的信度及效度; 结构方程模型的复核效度整体平均值为86.9%, 且各个路径系数的复核效度均大于80%, 模型对任意样本适用性较好; 按照重要度排序, 交通质量前4个因素依次为可靠性、快捷性、经济性、舒适性, 综合路径系数分别为0.78、0.73、0.67、0.60;不同城市等级的交通质量因素重要度具有差异性, 超大型城市最重要的因素是可靠性, 路径系数为1.44, 而小城市最重要的因素是舒适性, 路径系数为1.72。可见, 针对城市居民对交通质量因素感知特征制定相应的改善政策, 可提高交通质量改善的效率和有效性。     

左转错位交叉口信号配时策略的MILP模型

在优化左转错位交叉口相位相序的基础上,提出了3套左转错位交叉口信号配时策略的混合整数规划(mixed integer linear programming,MILP)模型.MILP-1模型以交叉口通行能力最大为目标函数,以排队长度约束、最小绿灯时间约束、最大等待时间约束共同构成约束集合.MILP-2模型引人进口道重要程度的概念,修正目标函数,调整优化方向,以期获得最真实的配时方案.通过引入若干等式约束,可以得到简化模型MILP-3,并可运用分枝定界算法予以求解.广州市白云区金钟横云龙路口是一个典型的左转错位交叉口,分别运用MILP-1模型、MILP-2模型及MILP-3模型进行配时设计,求解结果表明:3个模型均能得到合理的优化结果,且以MILP-2优化效果最佳,MILP-3优化速度最快.     

基于SMILO-VTAC模型的复杂低空多机冲突解脱方法

针对传统SMILO-VTAC模型的2种不受控情形, 提出了面向不受控情形的复杂低空多机冲突解脱模型; 在传统SMILO-VTAC模型的基础上, 考虑复杂低空空域物障限制条件, 提出了面向物障情景的低空多机冲突探测与解脱模型; 结合通用航空活动任务优先等级, 建立了基于任务优先性质的多机冲突探测与解脱规则和流程; 建立了多航空器对头汇聚场景, 基于提出的方法进行仿真验证。分析结果表明: 相比传统SMILO-VTAC模型, 提出的方法能够满足不受控情形的多机冲突探测与解脱实际需要, 并能根据任务优先等级计算方案, 解脱成本分配合理, 符合复杂低空空域航空器的特点; 提出的方法在航空器数量不大于4架次时, 求解时间略长, 但基本控制在1 s以内; 当航空器数量大于4架次时, 求解时间小于传统SMILO-VTAC模型; 当航空器数量不小于7架次时, 求解时间远低于传统SMILO-VTAC模型; 在将优先级因素加入考量后, 方法的平均解脱成本较传统SMILO-VTAC模型增加了10%~20%, 以少量增加平均解脱成本为代价, 实现了解脱成本依照优先级顺序的分配, 将高优先级航空器解脱成本向低优先级航空器传递。可见, 在多航空器运行和多优先级情景下, 改进方法具有更高的解脱效率, 在相同计算时间内具有更高的解脱架次极限。     

解析模糊控制理论:模糊控制系统的结构和稳定性分析

  目的  在船舶上,由于汽轮机负载变化迅速,易导致冷凝器真空度波动剧烈。为实现真空度快速稳定,设计一种用于调节船用循环水泵转速的模糊控制器。  方法  通过优化控制器内增加的稳态工况预设值与模糊变量插值这2种方法,克服模糊控制器原本存在的稳态误差大和稳定性差的缺点,通过热力系统仿真,验证优化后的模糊控制器的控制效果。  结果  验证结果显示,与常规比例积分微分（PID）控制相比,优化后的模糊控制器能使冷凝器真空度达到稳定的时间减少约50%,最大误差减少约40%。  结论  优化后的模糊控制是实现循环水泵转速快速调节的有效方法。     

时速600 km磁浮列车驶入隧道时初始压缩波特征的数值模拟

为分析高速磁浮列车驶入隧道时产生的初始压缩波特征, 采用三维可压缩非定常流动的N-S方程和SST κ-ω湍流模型, 基于重叠网格法和有限体积法, 以国内正在研发的时速600 km高速磁浮列车头型为研究对象, 建立了高速磁浮列车驶入隧道的计算模型, 通过分析距隧道进口端内不同距离横截面上不同测点的压力及压力变化率, 得到了车头驶入隧道洞口初始压缩波的空间分布特性和传播特性, 以及不同速度对初始压缩波波动幅值的影响。研究结果表明: 初始压缩波在列车驶入隧道前开始形成, 形成初期具有三维特性, 在隧道截面同一高度上, 靠近车体一侧的初始压缩波压力要比远离车体一侧大; 在隧道截面同一侧, 靠近车体一侧高度越低, 初始压缩波压力越大, 而远离车体一侧初始压缩波压力与高度无关; 当列车驶入隧道一定距离后, 在列车头部前方约36 m处隧道内同一断面处压力相同, 初始压缩波由三维波变成一维平面波; 在列车流线型头部驶入隧道约0.15 m时, 位于隧道300 m测点处的初始压缩波的压力变化率达到最大值; 列车速度越高, 初始压缩波压力峰值越大, 位于隧道100 m处测点的初始压缩波的压力峰值与列车速度的2.5次方近似成正比, 压力变化率峰值与速度的3次方近似成正比。     

Truck capacity analysis in a cross‐dock transportation network considering direct shipment

In a transportation network, decision making parameters may change and may cause the optimum value of objective function to vary in a specific range. Therefore, managers try to identify the effects of these changes by sensitive analysis to find appropriate solutions. In this paper, first, a model for cross‐dock transportation network considering direct shipment is presented, and then an algorithm based on branch and bound algorithm and dual price concept for sensitive analysis is developed. When managers encounter problems such as budget limit, they may decide to change the capacity of trucks as a procedure to reduce the transportation costs of the network. The algorithm provides a useful lower bound on the solutions of the problems and makes it easy for the managers to eliminate inappropriate options of truck capacities, which cannot lead to cost reduction. To verify the algorithm, an example will be given at the end of the paper. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Innovative alternatives take action – Investigating determinants of alternative fuel vehicle adoption

Alternative fuel vehicles (AFVs) as environmentally friendly alternatives to conventional internal combustion engines have gained increasing attention in general public. While empirical studies have begun to explore product-specific factors that drive consumer adoption of AFVs, an integrative framework of a comprehensive set of AFV adoption factors and its theoretical foundation as well as empirical validation is still missing. By drawing on theory of innovation adoption and theory of reasoned action we show that consumers’ perceptions of AFV attributes lead to a general attitude formation towards AFV. In conjunction with consumers’ subjective and personal norm, this in turn determines AFV adoption behavior. Concerning AFV attributes, compatibility, design, and relative advantage of AFVs exhibit the strongest influence on consumers’ attitude formation toward AFV. We derive implications for future research and policy makers. The latter include suggestions on how to develop and communicate AFV in order to stimulate AFV adoption.     

Transport terminal design and passenger orientation

The objective of the internal design of a transport terminal is to minimize the disorientation and confusion of a passenger as he arrives at the terminal and desires to move towards the destination without undue loss of time. The experience of India however shows that most of the rail, bus and air terminals leave much to be desired from the human orientation point of view. To measure the passenger orientation and to enable evaluation of the terminal design an easily tractable quantitative method has recently been evolved. This paper attempts to apply it to two rail terminals in Bombay and to compute some indices to serve as criteria for determining the level of service and suggest directions for improvement.