密立根油滴实验中平衡电压和下落时间关系的研究

通过分析平衡电压和下落时间的隐函数关系表达式,推导出了两者之间的直接函数表达式和变化关系。同时用数值模拟和实验验证的方法,得到这样的结论：随着下落时间的逐渐增长,平衡电压是逐渐变小的,而且变化率是越来越小。实验过程中油滴质量的减小很好地解释了两者之间的变化关系。剔除掉由于电量减小造成的不合理数据可以提高实验的准确度。     

非均衡网络交通流动态演化规律研究

为描述非均衡网络交通流实际成本-流量状态,考虑置存成本和路段行程时间,建立行程时间动态函数,将其引入用户均衡模型,构建基于出行总成本动态、路径流量动态、路段行程时间动态的交通流演化模型。利用简单网络,采用四阶龙格库塔方法对建立的模型进行数值模拟。动态模型弹性需求下,出行成本调整范围由大到小,趋于平衡值;路径流量迅速增加后,以较小调整范围,趋于平衡值;路段行程时间迅速增加后,逐步趋向于平衡值。固定需求下的出行成本、路径流量、路段行程时间均是反复调整多次后趋近于平衡值,调整范围缩小,次数增加。算例模拟结果表明,模型能够描述网络交通流从一种非均衡状态到另一种非均衡状态的动态调整过程。     

改扩建高速公路中央分隔带封闭区交通标志适用性评价研究

高速公路改扩建项目中老路中央分隔带的保留增加了潜在行车风险,交通标志牌作为传递道路信息的主要手段,其设置是否合理对于行车安全至关重要.从驾驶入的认知原理出发,通过分析标志牌信息量与标志视认时间的关系,量化了标志视认距离,在此基础上结合高速公路改扩建后最不利条件下的车辆换道过程,提出了基于驾驶人视认性和换道操作舒适性的交通标志适用性评价方法,从而对改扩建高速公路中央分隔带封闭区设计的新型交通标志进行评价.案例评价结果表明,该高速公路改扩建中央分隔带封闭区交通标志方案能有效诱导驾驶人安全、舒适的出入中央分隔带封闭区.     

应对空中交通管理服务突发事件的航空器动态接管方法

应对空中交通服务突发事件的航空器接管方案是我国空管应急体系的重要内容,现行方式由相邻管制扇区独立接管失能扇区中的全部航空器,在一定程度上加剧了接管扇区管制员的工作负荷,容易产生安全风险。考虑接管中航空器的有效通讯范围,以及管制员工作负荷水平与航空器疏散时间的共同影响,制定了以接管失能扇区中航空器的总代价最小为目标、管制员负荷增量上限为约束条件的动态接管方案。将航空器视为飞行状态网络中的节点,在三维空间中建立空域失能瞬间的动态接管模型;基于MATLAB构建终端区失能瞬间的仿真空域场景,通过计算代价函数输出接管各航空器的扇区编号;以终端区内的管制员平均负荷和航空器脱离失能扇区的平均时间作为检验指标,对比分析了动态接管方案与现行方案的应用效果。通过仿真发现：该方案与由各扇区独立接管的现行方案相比,尽管少量航空器由于有效通讯范围无法被最优扇区接管,但管制员的平均负荷分别降低了9.8%、12.2%、18.6%;同时,航空器的平均疏散时间减少了56.8%、56.3%、64.0%。动态接管方案既考虑了航空器在紧急事件突发瞬间的位置因素,又满足了管制员负荷增量水平的安全需求,实现了对失能空域内航空器的灵活接管,为空管单位制定更加合理的应急处置策略提供了参考依据。     

基于概率模型的交叉口感应信号控制研究

考虑多种因素影响下初始绿灯时间和车辆到达服从概率分布特征,提出了1种交叉口感应控制最大绿灯时间优化模型,以交叉口平均延误、停车次数、排队长度为评价指标,利用 Vissim 仿真软件,将该模型与传统感应控制模型进行对比。仿真结果表明提出的算法在不同的饱和度下改进效果比较明显,尤其当交通量较大、饱和度较高时,传统感应控制效果有限,采用该模型的改进效果依然显著。     

机车编组方式对列车再充气特性的影响

为量化机车编组方式对重载列车再充气特性的影响, 结合神华铁路万吨重载列车纵向动力学试验结果, 对万吨重载列车再充气特性进行分析, 并利用基于气体流动理论的空气制动系统仿真方法, 建立列车空气制动系统模型, 通过试验对比验证仿真系统的准确性, 对不同机车编组、多机车不同滞后时间和不同减压量的再充气过程进行仿真。计算结果表明: 列车头部机车数目增加对首车再充气特性影响较小, 2种编组列车的副风缸压强差值小于15kPa; 单编列车充风时间是3辆机车编组充风时间的2.4倍; 当机车集中于列车前部时, 充风时间缩短量与机车数目增加量非正比关系, 即3辆机车集中编组的充风时间不是单编列车充风时间的3/10;机车数目对于充风时间的影响完全取决于编组方式, 分散编组减压50kPa的充风时间较集中编组节省37%~75%, 机车集中编组减压110kPa的充风时间是分散编组的1.5~3.5倍, 分散编组常用全制动的充风时间为机车集中编组的30%~63%;从控机车滞后时间对充风时间影响较小, 充风时间增长量与滞后时间相近; 得到4种机车编组方式不同减压量的充风时间的二次拟合函数, 随着减压量的增加, 4种机车编组的充风时间增长缓慢。     

考虑行程时间约束的快速公交网络可靠性

在分析快速公交网络特性的基础上,构造了快速公交网络重图模型和可靠性指标矩阵,同时建立了行程时间可靠性约束模型.然后采用组合优化的方法,建立包含可靠性指标和行程时间约束的快速公交网络的双层规划模型,其上层模型以系统最小资金投入为目标,下层模型满足用户平衡并以用户广义出行费用最小为优化目标,给出了求解算法.最后进行了简单网络的算例测试,计算结果表明,该模型能更好地评估快速公交网络性能.     

桥梁风致振动的混沌特性

利用非线性理论和混沌时间序列分析方法, 建立了桥梁风致振动的数学模型, 开发了计算桥梁振动加速度时间序列Lyapunov指数的MATLAB程序, 进行了桥梁涡振和颤振的风洞试验, 分析了不同风攻角下的桥梁风致振动的阻尼比、Lyapunov指数与风速的关系以及涡振振幅与风速的关系, 研究了桥梁颤振和涡振的混沌特性。试验结果表明: 在颤振试验中, 当风速小于颤振临界风速15.5m·s^-1时, Lyapunov指数小于0, Lyapunov指数与阻尼比存在很大的相关性, 当风速从3m·s^-1增大为18m·s^-1时, 相空间逐渐发散; 在涡振试验中, 当风速从4.5m·s^-1增大至8.5m·s^-1时, Lyapunov指数大于0, 桥梁发生明显涡振, 并由多频振动逐渐转变为单频振动, 相空间变为一个较为理想的圆。桥梁的涡振与颤振均属于混沌现象, 低风速下的Lyapunov指数可用来预测高风速下的风致振动, 并且利用相空间也能识别涡振与颤振。     

基于图像色相值突变特征的钢轨区域快速识别方法

应用彩色图像中不同区域HSL色彩空间中色相值突变特征提取轨检图像中钢轨边界点, 对多条不同等分线处钢轨边界点进行直线拟合以确定钢轨边缘, 识别目标钢轨区域。分析了机器视觉轨检系统序列图像中轨枕、砟石、扣件与钢轨的分布特征及不同特征区域图像色相值的突变特征, 研究了轨检图像不同等分数值下等分线处色相值突变点与钢轨边界点的对应关系, 讨论了不同等分值对识别时间与识别失败率的影响。在不同光照条件下对识别方法与传统方法进行了对比分析。分析结果表明: 当等分值为8时识别效果最优, 识别失败率为5.0%, 识别时间为4.65 ms; 在500~1 000、1 000~10 000、10 000~100 000 lx三个特征光照强度区间, 识别方法在木枕与混凝土枕轨道中钢轨区域的平均最大识别时间分别为4.57、4.48 ms, 比传统方法分别减少了44.4%、47.1%, 识别时间标准差分别为0.15、0.12 ms, 比传统方法分别降低了91.8%、93.6%, 平均最大识别失败率分别为3.5%、3.3%, 比传统方法分别降低了66.0%、76.9%, 识别失败率标准差均为1.6%, 比传统方法分别降低了68.9%、71.1%。可见, 本文方法是一种机器视觉轨检系统中目标钢轨区域识别的有效方法。