快速路入口匝道瓶颈宏观交通流模型

基于入口匝道汇入方式与基本图形态, 提出了一种调整型元胞传输模型; 增加了入口匝道状态变量以追踪入口匝道交通状态, 定义了新的入口匝道汇入规则; 将双通行能力基本图引入到调整型元胞传输模型中, 以适应不同交通状态下通行能力的变化; 将单纯形法与遗传算法相结合, 提出了混合多目标参数优化方法; 建立了3个仿真场景, 评价调整型元胞传输模型与混合多目标参数优化方法的效果。仿真结果表明: 在预测入口匝道上游主线拥堵发生与结束时间方面, 与经典元胞传输模型相比, 调整型元胞传输模型将时间预测准确性分别提升了22.3、10.8 min; 在模拟入口匝道汇入段主线拥堵传播与消散方面, 调整型元胞传输模型模拟结果更加符合实际的传播与消散规律; 在模拟试验路段早发性失效交通特性方面, 调整型元胞传输模型对于拥堵前最大流量与拥堵后消散流量的拟合误差在4%以内, 小于经典元胞传输模型; 在模型仿真精度方面, 调整型元胞传输模型各项评价指标均优于经典元胞传输模型, 前者的仿真速度误差为10.42 km·h^-1, 较后者降低了25.4%;与传统的遗传算法相比, 混合多目标参数优化方法的总计算次数更少, 参数标定过程总耗时缩短了29.3%。     

基于博弈理论的弹性停车激励机制运营效益评估模型

分析了在停车机制作用下小汽车出行者与停车场管理方之间的动态博弈过程, 研究了出行者竞价行为与个体出行成本、停车激励强度之间的数量关系, 构建了面向弹性停车激励机制的运营效益评估模型; 应用敏感性分析方法探究多种影响因素对弹性停车激励机制运营效益的作用, 并以美国加州大学伯克利分校为例进行了实证研究。研究结果表明: 弹性停车激励机制不仅能保障停车场日常运营的可持续, 还可以促进停车泊位的共享; 在经济效益方面, 弹性停车激励机制能通过激励强度的变化调整泊位的回收数, 当最大激励强度从15美元增至30美元时, 回收泊位数将从17个减小到8个, 说明该机制能通过有选择地拒绝高价泊位来确保停车场的经济效益; 随着可接受最小激励强度人数比例的提升, 泊位回收的边际效益将增大, 当该比例从5%提升至55%时, 泊位回收边际效益将由每个14.4美元增至每个17.3美元, 说明随着参与竞价人数的增多, 停车场经济效益逐步提升; 在社会效益方面, 实施该机制将有利于释放停车场的泊位资源, 如其日周转率将会有约9%的降幅, 最小空置率会呈现出0~8%的不均衡涨幅, 说明该机制能有效促进出行者主动共享停车泊位。     

磁悬浮列车跨系统运行Petri网模型

根据磁悬浮列车跨系统运行需求, 研究了其运行控制系统的总体框架, 明确了需要增加的功能子系统。基于系统理论, 采用Petri网对系统关键属性、列车运行过程及各子系统的功能进行了层次化的建模。最高层模型描述系统整体关键属性, 低层模型描述列车运行过程及可靠性。此模型可用来定量分析磁悬浮列车系统层面上跨系统运行时, 失败率与各子系统部件可靠性之间的关系。如每年磁悬浮列车跨系统运行失败次数不超过1次, 则连接相邻列控系统的2个通信网, 其失效率都需低于10^-6次·h^-1。当列车跨系统运行触发时间分别为0.2、2.0min, 步进时间分别为4、16min时, 则跨线运行失败率分别为1.95×10^-5、1.65×10^-5次·h^-1。仿真结果表明: 列车跨系统失败率随a网和b网可靠性的提高而降低, 同时随着跨系统触发时间和步进时间的增加而降低。层次化建模分析方法可以根据系统层面的关键属性要求, 定量确定各子系统部件的可靠性需求。     

出行方式与出发时间联合选择的分层Logit模型

基于随机效用最大化理论, 选取出行者特征、行程特性与出行方式服务水平作为效用变量, 以出行方式与出发时间作为选择肢, 构建了出发时间位于下层与出行方式位于下层的2种居民出行NL模型。分析了北京市居民出行样本数据, 并模拟了在早高峰时段对小汽车出行收取费用时, 小汽车出行者出行行为的变化。计算结果表明: 与传统MNL模型相比, NL模型具有更好的统计学特征, 调整后的拟合优度由0.338增大至0.404;在2种NL模型中, 出发时间位于下层的结构对样本数据的适应性更强; 当早高峰时段小汽车出行收取费用为5元时, 72.6%的小汽车出行者坚持原有出行方式与出发时间, 22.4%的小汽车出行者坚持小汽车方式, 但会改变出发时间, 4.8%的小汽车出行者改用公共交通方式, 但出发时间不变, 仅0.2%的小汽车出行者同时改变出行方式与出发时间; 当收取费用为10元时, 51.7%的小汽车出行者坚持原有出行方式与出发时间, 40.4%的小汽车出行者坚持小汽车方式, 但会改变出发时间, 7.9%的小汽车出行者改用公共交通方式, 但出发时间不变; 当收取费用为20元时, 27.5%的小汽车出行者坚持原有出行方式与出发时间, 60.6%的小汽车出行者坚持小汽车方式, 但会改变出发时间, 11.9%的小汽车出行者改用公共交通方式, 但出发时间不变。     

VMS行程时间诱导效益仿真算法

基于宏观交通仿真模型, 提出了可变情报板(VMS)行程时间诱导效益仿真算法, 分析了驾驶人的信息关注率和信息理解偏差系数对VMS行程时间诱导效益的影响。以行程时间计算模型和驾驶人信息响应模型与METANET仿真模型为理论基础, 以路网总耗时改善率为诱导效益目标, 在3种不同规模的路网上进行仿真试验。仿真结果表明: VMS行程时间对于改善路网运行效率通常具有正面的诱导效益; 信息关注率越高, 信息理解偏差系数越小, 诱导效益越显著; 当信息关注率为80%以上时, 小型、中型、大型3种路网的诱导效益分别达到28.89%、15.87%、10.53%以上。可见, 仿真算法有效。     

运动车辆检测与跟踪方法

为提高城市智能交通综合管理能力, 提出了基于视频分析的运动车辆检测与跟踪方法。在城市交通干道路面环境中, 根据运动目标与道路背景统计特性的差异, 基于贝叶斯概率准则, 提出一个自适应背景更新算法, 检测分离运动车辆目标前景, 采用卡尔曼滤波器实现对视频序列中车辆目标的运动检测与实时跟踪, 并对在重庆某交通干道的交通流视频进行检测。试验结果表明: 该方法在常规视频分辨率下能实现实时处理视频, 平均检测准确率为94%, 具有较好的实时性与鲁棒性, 能够实现城市交通环境中各类运动车辆的检测与跟踪。     

单洞对向公路隧道火灾烟气模糊控制

为解决公路隧道火灾烟气对人员的影响, 以单洞对向交通隧道火灾为基础, 建立火灾数值计算模型。在火灾烟气控制中引入模糊控制理论, 模拟烟雾在隧道内两组射流风机之间200 m的区间内往复运动, 通过改变射流风机的风速和方向, 分析在时间为180、360 s内, 风速为1.0、1.5 m.s-1的火灾烟雾扩散情况, 研究了控制区域内烟气的分布和影响规律。计算结果表明: 在火灾点两侧分别开启射流风机, 间歇为30 s、风速为1.0 m.s-1的运行烟气属于小振幅运动, 烟雾基本控制在火源点左右两侧50~80 m的位置; 间歇为60 s、风速为1.5 m.s-1的运行烟气属于大振幅运动, 烟雾基本控制在火源点左右两侧80~100 m的位置; 烟气小振幅运动要优于大振幅运动。     

基于模型系统工程在全舰计算环境集成框架的应用概览

“全舰计算环境”（TSCE）作为当今软件密集型复杂武器系统的典型代表,需要从研制模式上转变传统的系统工程实践,采用基于模型的系统工程（MBSE）解决方案,从以文档为中心转变为以模型为中心,实现系统的快速开发以应对需求和环境的变化。首先,介绍MBSE的发展概况及国内外相关研究情况,然后,结合TSCE集成框架并参考经典的V模型,梳理系统工程过程,初步建立各个阶段与美国国防部体系结构框架（DoDAF）视点或模型的对应关系。重点讨论为了得到合适的TSCE系统模型应该采用的建模规范和标准,主要包括：系统建模语言（SysML）、可扩展标记语言（XML）模式、面向服务架构（SOA）、业务流程模型与标注（BPMN）、军事想定定义语言（MSDL）、联合作战管理语言（C-BML）等。形式化建模方法的应用预期将在构建TSCE集成框架的过程中发挥重要作用。     

基于ADAMS和AMESim软件的舰艇某装置启闭建模及优化

采用液压系统驱动的舰艇某装置在完全开启时, 其盖板会与止挡板发生碰撞,并产生较大噪声。针对此问题,采用ADAMS和AMESim软件建立了该装置的参数化启闭模型,计算了其盖板在开启时与止挡板发生碰撞所受到的冲击加速度和冲击力,并与试验结果进行对比,验证了模型的准确性。在此基础上,以实现开启时该舰艇装置所受到的冲击加速度和冲击力最小化为目标,对其液压系统进行了优化设计。结果表明：该方法可明显降低该装置在开启时所受到的冲击加速度和冲击力。

     

基于均衡流量的城市停车费用优化模型

基于随机用户平衡原则, 分析了出行者的路径选择和停车选择行为, 建立了满足Logit关系的城市道路停车流量分配模型。基于收益管理思想, 以停车收益最大为决策目标, 建立了城市停车费用的双层规划模型, 并以7个节点和2个停车场的小型网络进行实例验证。分析结果表明: 当停车需求为10 000pcu·h^-1时, 随着停车场2停车费用的提高, 停车流量不断向停车场1转移, 停车场1在停车费用不变的情况下收益不断增加, 当停车场2的停车费用为4元·h^-1时, 总的停车收益达到最大; 当停车需求为20 000pcu·h^-1时, 随着停车费用的上升, 总的停车收益将持续增加; 2个停车场之间存在博弈关系, 停车费用存在纳什均衡点, 当停车需求为10 000pcu·h^-1时, 2个停车场的最优停车费用均为5元·h^-1; 当停车需求为20 000pcu·h^-1时, 2个停车场的最优停车费用均为最高限价10元·h^-1。