基于网络测度的宝鸡至汉中铁路功能定位研究

针对铁路规划项目功能定位定性分析为主的客观性不足问题,以宝鸡至汉中铁路为研究对象,选取节点间旅客交流时间或节点间运输距离为权重,运用Space L构造法建立区域铁路客、货运输网络拓扑结构模型;采用复杂网络分析方法,基于"有无对比"思想及等级化线路技术标准,结合应用Pajek软件与R软件,测算区域铁路运输网络直径、平均距离、边介数、网络效率等加权特征参数,以及非加权特征参数集聚系数进行网络测度分析,并进行网络最小生成树分析;以网络分析结果为基础,从路网、通道、客运、货运四个方面对铁路规划项目功能进行定量化综合定位,宝汉铁路为宁陕及陇东地区与川渝地区间南北纵向新通道的骨架干线,是一条以货为主、客货共线的区域路网干线铁路。     

Optimal joint distance and time toll for cordon-based congestion pricing

This paper addresses the optimal toll design problem for the cordon-based congestion pricing scheme, where both a time-toll and a nonlinear distance-toll (i.e., joint distance and time toll) are levied for each network user’s trip in a pricing cordon. The users’ route choice behaviour is assumed to follow the Logit-based stochastic user equilibrium (SUE). We first propose a link-based convex programming model for the Logit-based SUE problem with a joint distance and time toll pattern. A mathematical program with equilibrium constraints (MPEC) is developed to formulate the optimal joint distance and time toll design problem. The developed MPEC model is equivalently transformed into a semi-infinite programming (SIP) model. A global optimization method named Incremental Constraint Method (ICM) is designed for solving the SIP model. Finally, two numerical examples are used to assess the proposed methodology.     

Cost scaling based successive approximation algorithm for the traffic assignment problem

This paper presents a cost scaling based successive approximation algorithm, called ε-BA (ε-optimal bush algorithm), to solve the user equilibrium traffic assignment problem by successively refining ε-optimal flows. As ε reduces to zero, the user equilibrium solution is reached. The proposed method is a variant of bush-based algorithms, and also a variant of the min-mean cycle algorithm to solve the min-cost flow by successive approximation. In ε-BA, the restricted master problem, implying traffic equilibration restricted on a bush, is solved to ε-optimality by cost scaling before bush reconstruction. We show that ε-BA can reduce the number of flow operations substantially in contrast to Dial’s Algorithm B, as the former operates flows on a set of deliberately selected cycles whose mean values are sufficiently small. Further, the bushes can be constructed effectively even if the restricted master problem is not solved to a high level of convergence, by leveraging the ε-optimality condition. As a result, the algorithm can solve a highly precise solution with faster convergence on large-scale networks compared to our implementation of Dial’s Algorithm B.     

基于改进GA优化的水下机器人航向鲁棒控制

基于某型号水下机器人水平面线性化模型,针对水下机器人系统存在的多种不确定因素,工作环境复杂多变的问题,采用混合灵敏度法设计水下机器人航向鲁棒控制器。在设计中,通过罚函数小生境遗传适应度值作为桥梁建立起遗传寻优与混合灵敏度参数之间的关系,构成多目标优化问题寻优加权函数。实验结果表明,所用方法可在保证系统较强鲁棒性的同时,又能兼顾时域指标和混合灵敏度加权函数频域要求,获得综合性能指标最优的鲁棒控制器,控制效果较好。     

非完美信息下京津冀区域物流设施选址研究

针对大规模物流设施选址问题,本文构建了非完美信息下设施可靠性选址的连续逼近模型.该模型不仅考虑了设施存在损坏的可能性,而且考虑了由于信息缺失顾客无法获得设施状态且存在返回出发地的行为.由于该模型的结果无法直接确定设施选址点,因此采用Disk算法对该模型的结果进行离散化,获得物流设施选址方案.以京津冀区域物流设施选址为例,验证了该模型有效性并对设施布局特性进行了分析.最后,通过灵敏度分析探讨了不同参数对京津冀区域物流设施选址的影响.     

嵌入粘弹性包覆层的吸声覆盖层低频性能研究

在单层牯弹性圆柱管吸声覆盖层的基础上,发展了嵌入低剪切波波速包覆层即双层粘弹性圆柱管的吸声结构的理论模型.推导了轴对称波特征方程的低频近似解,并根据牛顿迭代法进一步计算精确解,为吸声覆盖层的低频性能快速预报提供基础.数值分析表明包覆层嵌入比例的增加、或者包覆材料剪切波速的减小能有效地改善低频吸声性能.     

铁路隧道震害评估中标度法及权重值的确定研究

基于层次分析法原理,建立了铁路隧道结构构造和常见震害形式的层次模型,通过采用1-9标度法、9/9-9/1分数标度法、10/10-18/2分数标度法、20/2~28/2指数标度法、90/8~98/8指数标度法等5种方法分别构建判断矩阵,借助Matlab软件求最大特征值λmax后,运用计算一致性指标(CI)和平均随机一致性指标(RI),得出计算一致性比例CR指标值,对5种常用权重值计算方法的适用性进行检验。研究表明:在铁路隧道地震灾害损失定量评估时,采用9/9~9/1分数标度法计算权重值较为快速、准确、合理、便捷,可作为铁路隧道灾害定量损失评估权重值的计算依据。     

考虑疲劳损伤约束的车辆焊接结构轻量化设计

针对车辆焊接结构轻量化与疲劳寿命问题,提出考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计方法.采用国际焊接学会(IIW)的焊接接头与部件的疲劳设计评估标准,基于迈纳尔损伤累积理论,预测焊缝的疲劳累积损伤;以结构质量最小为目标,在应力、位移等常规约束基础上,加入焊缝疲劳累积损伤约束,建立了车辆焊接结构的轻量化模型.研究基于有限元分析的结构轻量化优化设计策略,采用试验设计方法对设计空间合理抽样,以样本数据建立近似响应模型,采用数值优化算法寻优,提高复杂工程问题优化计算的效率.利用该方法对某焊接构架进行了考虑焊缝疲劳损伤约束的轻量化设计,采用均匀设计法对14个设计变量进行50次试验,以样本数据及响应值建立径向基神经网络近似模型,采用序列二次规划算法进行优化设计,质量减轻12.5%.对实例的计算证明该方法的可行性与实用性.     

船舶横摇混沌阈值的数值方法研究

为计算梅尔尼科夫函数的简单零点,文章比较分析了两种数值算法:类帕德逼近和高斯—勒让德积分,作为验证,计算了某激励频率下系统的李雅普诺夫指数谱。然后选取某型船,采用梅尔尼科夫函数方法计算了横摇动力系统的混沌阈值,观察了横摇系统的安全池随外激励增大而逐渐破损的过程,并追踪了破损域中某点的相轨迹。研究计算表明:类帕德逼近可以较精确地得到同(异)宿轨道的参数方程,但在方程的设解形式上需要一定的技巧性,且计算量较大;高斯—勒让德积分不关注参数方程具体形式,处理简单,便于工程计算。     

基于星敏感器的载体角速度测定方法研究

提出了一种新的测定航天器角速度矢量的方法。该方法只需得到来自星敏感器的载体矢量测量信息,就可确定载体角速度。提出了基于各种不同差分法的运算规则,表示出了每种近似法的估计误差协方差。仿真结果表明,结合简单的滤波,该方法能够提供非常精确的角速度估计值,而且计算量远比卡尔曼滤波小得多。