突发事件下旅客列车行车组织双层规划模型

针对突发事件条件下行车组织所具有的结构复杂、涉及对象多样、运营环境动态变化等特点,建立了列车开行方案与运行计划调整的双层规划模型.上层对列车迂回、列车重联、列车停运等调度策略进行优化,以充分利用路网能力,完成旅客输送过程.在给定上层调度方案后,下层采取改变列车区间运行时间、列车停站时间和列车越行方式等策略,以尽量减少列车晚点的情况和被严重影响的列车数量,恢复按图行车.下层为上层提供调整后的运行时刻表,实现双层迭代整体优化.以京沪高速及相关铁路进行实例分析,实现了在不同突发事件影响范围和限速条件下双层规划模型的迭代过程.实验结果证明,借助双层规划模型可充分利用路网能力,减少突发事件造成的不利影响.     

考虑路网点线能力协调的铁路车流径路优化模型

针对铁路实际运输中路网点线能力协调影响因素,对其径路优化进行研究.基于宏观层面路网点线能力利用率之间的适配关系,将车站能力利用率和衔接线路能力利用率的差值约束在某一合理范围内,以车流总费用最小化和路网点线能力协调为目标,考虑车站改编作业能力、线路运输能力和车流改编次数约束,建立了铁路车流径路优化模型,并利用数学规划优化器GUROBI进行求解,通过算例验证了模型的有效性.优化后的点线能力利用率大部分集中在40％～70％范围内,可以达到路网点线能力利用基本协调.此外,通过对目标函数权重值变化影响分析,得出在保持合理的运输总费用的情况下,可以在一定程度上实现路网整体协调.     

基于改进蚁群A~*算法的输电线路路径搜索

以GIS作为输电线路路径选择的地理信息采集和分析平台,综合考虑线路走廊区域地形、地貌、地物、环境等方面的影响因素,利用层次分析法得到线路走廊区域的线路综合成本量化值.结合高压输电线路路径选择特点,建立了基于改进蚁群算法的高压输电线路路径自动搜索模型,实现了输电路径的跨越式搜索和障碍的规避.模型引入路径局部成本控制启发策略及A~*导向算法,提高了路径搜索效率.用C#2010和ArcGIS 10.0开发了输电线路路径自动选择程序,并采集无人机航拍的现场地理数据,验证了模型和方法的有效性.     

基于谱聚集度的旋翼微动特征提取方法

针对无闪烁条件下多分量周期性微多普勒信号的参数估计问题,提出了一种基于谱聚集度指标的微动目标特征提取方法．首先通过散射点模型分析了目标的微多普勒调制特性,然后利用目标回波慢时间维的相位信息构建微多普勒信号的解调算子,并引入奇异值比谱法估计微多普勒信号中的主周期分量,实现搜索空间的降维优化处理,最后通过计算微多普勒信号与解调算子乘积的谱聚集度来实现目标叶片数、叶片长度和初相的参数估计．仿真结果表明：该方法估计精度高、运算速度快,且在低信噪比和搜索网格失配条件下具有较好的鲁棒性．     

基于ABAQUS_XFEM的楔形预裂纹应力强度因子有限元计算分析

机械设备的破坏断裂和裂纹扩展是密切相关的,造成裂纹扩展的原因复杂多样,但是主要归结于裂纹尖端在非常小的区域内的应力、应变场的变化以及微观结构的损伤。但由于三维断裂问题是复杂的不连续问题,给应力强度因子的求解造成一定的困难。基于ABAQUS平台,应用XFEM方法对楔形预裂纹的扩展过程进行分析,在建模过程中设置了稳定粘性系数、增加重复迭代次数及提高初始损伤公差,来提高计算收敛性。模拟出楔形裂纹模型在不同网格密度、裂纹长度、模型厚度等条件下的裂纹扩展情况,并得到各条件下的应力强度因子,并与国标中楔形裂纹模型理论值进行对比,得出各数值模拟值与理论值误差在4%以内,满足计算精度要求。结果表明:可以通过添加合适的损伤稳定粘性系数、增加迭代次数、减小迭代步长、提高初始公差来提高计算收敛性,使用扩展有限元法能够有效的模拟开裂过程,无需对网格进行细化即可获得精确求解,节省计算时间。并可对各模型尺寸和裂纹长度进行模拟,为解决实际问题提供了思路和方法。     

基于乘客等待时间的城市轨道交通列车运行调整模型

研究突发事件导致列车晚点情况下城市轨道交通列车运行调整问题.从乘客角度出发,提出了“首站控制”和“多站协调控制”两类列车运行调整策略.考虑列车能力约束和列车区间运行时间、追踪间隔时间等运行条件约束,以受突发事件影响的全部乘客等待时间最小为优化目标,建立了基于两类调整策略的列车运行调整模型,采用Lingo软件进行求解.以某简化线路为算例,与不采取控制策略相比,两类策略下乘客等待时间均节省约9％,结果表明了模型的有效性,能够为轨道交通列车运行调整提供辅助支持.     

考虑驾驶人视觉搜索能力的雨天公路限速设计

为解决雨天行车时，由于车速过高导致驾驶人无法准确识别公路路侧信息的问题，本研究首先基于注意分配理论选取车速、驾驶人视野图片清晰度、视线角度和注视分布比例作为雨天行车驾驶人的注意分配指标，结合Fisher判别理论建立雨天视觉搜索能力量化模型。其次利用UC-win/Road模拟驾驶软件搭建试验平台，以降雨强度和车速作为影响因素，研究二者协同作用下的驾驶人注意分配指标的变化规律，构建降雨强度-车速与视觉搜索能力的关系模型，并提出降雨强度与限速的匹配方案。结果表明，车速和降雨强度的增加都会导致驾驶人难以观察道路远方的交通信息，驾驶人为降低行车风险，会改变视觉搜索策略，转而增加对道路前方的关注程度，进而降低了对观测目标的视觉搜索效率。因此，当车速和降雨强度匹配不当时，驾驶人需要花费更多努力将注意转移至观测目标所在的兴趣区域，导致无法及时发现路侧交通信息。此外，视觉量化模型的整体判别准确率为85.94%，可以较好地评价雨天环境下驾驶人视觉搜索能力。最后分别对传统基于停车视距的限速方案和基于驾驶人视觉搜索能力的限速方案进行了对比，结果表明基于停车视距的限速模型计算的限速值较高。为避免由于车速过高导致...     

可证明安全的轻量级无服务型RFID安全搜索协议

针对RFID标签搜索过程中产生的安全与隐私问题,设计了一个轻量级无服务型RFID安全搜索协议.通过严格时间戳的方式对移动读写器的时间权限进行管理,提出松散时间戳和HASH函数相结合的方式对无线信道进行安全防护,其利用HASH函数的单向性保证了协议消息的完整性和保密性,利用碰撞原理实现了可调节的隐私强度及搜索效率.在UC框架下证明了协议满足通用可组合安全性,使得协议可运行在并发环境当中,在标准安全模型下证明了协议满足抵抗重放、去同步、跟踪及匿名性等攻击方式,提出的搜索协议具有强安全性和强隐私性.     

多层次约束下铁路阔大货物路径选择研究

合理地组织阔大货物运输,能更好地保障运输安全及降低运输过程的成本。针对阔大货物运输过程中,运输线路受多项限制条件约束情况下的最优线路搜索问题,以时间最短、干扰最小为目标,以车辆限界、线路干扰程度为约束,建立了0-1规划模型。针对不同影响强度逐步放宽约束条件,对不同程度的约束,分别采用广度优先搜索算法进行求解。该方法计算量相对较小,且更易取得满意解,在较大程度上减少模型求解计算时间。实例验证表明,本文建立的模型与算法在求解14个节点的复杂问题时,能较快地得到理想解,能为现场决策人员提供技术支持。     

地面搜索问题的两个数学模型

本文在避免重复搜索及尽量减少非搜索性行进的指导思想下,应用迂回搜索及环形搜索给出了两个关于地面搜索问题的数学模型。     

地面搜索问题的两个数学模型

本文在避免重复搜索及尽量减少非搜索性行进的指导思想下,应用迂回搜索及环形搜索给出了两个关于地面搜索问题的数学模型。     

偶应力介质结构的最优强度拓扑优化

在等应变能密度分布的意义下给出了偶应力介质结构最优强度的拓扑优化设计方法。优化模型的设计变量为单元的密度,约束函数为许用材料的体积用量,目标函数通过等应变能密度准则隐式地给出。该方法的优点在于将强度约束/目标的显式应力形式进行转化,避免了应力函数优化问题中的奇异性、强非线性及约束的局部性等困难。数值算例表明,基于优化模型,偶应力介质的最优结果依赖于结构的最小局部尺寸与偶应力介质特征长度的比值。当宏观结构的尺寸远大于特征长度时,偶应力介质的结果趋于经典连续介质的相应结果。     

并行蚁群算法在公交线网优化中应用

针对实用有效的公交线网优化模型很少的现状,提出了一个以直达客流密度最大为目标的公交线网优化模型.该模型以换乘次数最少、单位长度运送客流量最大为优化目标,线路长度、非直线系数等作为约束条件.为求解该模型,并综合考虑优化质量和通信开销,采用了基于粗粒度模型的并行蚁群算法.数值实验验证了模型及算法的合理有效.     

迂回风道对安全门地铁环控能耗的影响

为了研究迂回风道对安全门地铁环控能耗的影响,首先建立了地铁车站三维模型,并采用示踪气体的方法,结合计算流体动力学(CFD)技术对迂回风道开启或关闭情况下的气流组织进行模拟,得出开启和关闭迂回风道的掺混系数值分别为19.79%和39.10%,表明开启迂回风道能有效降低站台活塞风的进入;然后根据地铁线路系统特性,建立了通风空调网络模型,运用地铁热湿负荷分析模拟软件(STESS)进行能耗模拟分析,重点探讨了不同季节迂回风道的启闭对地铁环控能耗的影响。结果表明,在采用夏季开启,过渡季、冬季关迂回风道的运营模式后,初期每年节省电量1 284 800kW·h,近期每年节省电量2 106 300kW·h,远期每年节省电量711 400kW·h,该措施对安全门地铁环控能耗的降低作用十分明显。     

爆生气体作用机理及岩体裂纹扩展分析

分析了不同装药结构条件下的爆生气体初始压力及气体压力随堵塞物位移的变化规律,从牛顿第二定律入手推导出了堵塞物长度与堵塞物在爆生气体压力作用下运动时间的关系式,然后采用BCM模型对岩体裂纹扩展进行分析,定义裂纹从孔壁沿着最小抵抗线方向扩展到自由面所用的时间为岩体破碎时间,令堵塞物在炮孔中运动时间等于岩体破碎时间,建立了计算堵塞物最佳长度的理论模型,该模型综合考虑了爆生气体压力作用下堵塞物的运动和裂纹扩展导致岩体破碎这两方面。最后将理论计算值与经验值和试验值进行了对比分析,理论计算值与经验值和试验值吻合较好,证明了理论模型具有一定的可靠性。     

基于工作记忆内容的注意导向的影响因素

工作记忆内容对视觉搜索中注意选择的影响到底如何, 与工作记忆内容匹配的项目是否总是会自动捕获注意, 至今仍存在争议。本研究针对前人研究中存在的差异和不足, 统一采用“ 记忆 - 搜索” 双任务范式来探讨搜索任务难度、搜索项目刺激强度以及记忆任务呈现时间对基于工作记忆内容的注意导向的影响。结果发现: 当采用困难搜索任务时, 干扰条件下被试反应时与中性条件下反应时无显著差异, 说明难度会影响工作记忆内容对注意选择的自动导向效应, 但这种影响只有在搜索任务难度足够大的情况下才能体现出来。而在本研究中并未发现刺激强度和记忆任务呈现时间这两个因素对基于工作记忆内容的注意导向的影响, 即无论刺激强度高低, 或记忆任务呈现时间长或短, 与工作记忆内容匹配的搜索项目还是会“ 自动捕获注意” , 导致干扰条件下被试反应时显著慢于中性条件。
     

基于工作记忆内容的注意导向的影响因素

工作记忆内容对视觉搜索中注意选择的影响到底如何,与工作记忆内容匹配的项目是否总是会自动捕获注意,至今仍存在争议。本研究针对前人研究中存在的差异和不足,统一采用"记忆-搜索"双任务范式来探讨搜索任务难度、搜索项目刺激强度以及记忆任务呈现时间对基于工作记忆内容的注意导向的影响。结果发现:当采用困难搜索任务时,干扰条件下被试反应时与中性条件下反应时无显著差异,说明难度会影响工作记忆内容对注意选择的自动导向效应,但这种影响只有在搜索任务难度足够大的情况下才能体现出来。而在本研究中并未发现刺激强度和记忆任务呈现时间这两个因素对基于工作记忆内容的注意导向的影响,即无论刺激强度高低,或记忆任务呈现时间长或短,与工作记忆内容匹配的搜索项目还是会"自动捕获注意",导致干扰条件下被试反应时显著慢于中性条件。     

一种快速比对非编码RNA序列-结构的算法

针对目前基于共变模型的非编码RNA序列搜索软件计算效率低的缺点,对非编码RNA家族的成员序列与家族共变模型的比对结果进行了分析.在传统共变模型中加入了RNA二级结构中结构单元的长度分布信息,设计了一种结构单元的长度限制算法,并根据各个结构单元的长度分布对家族中的序列在进化过程中出现插入和删除的次数进行了限定,从而显著降低了序列结构比对的计算时间.应用C++编写程序实现该方法并对非编码RNA进行搜索.测试结果表明,与基于传统共变模型的搜索方法相比,本方法在不影响搜索精度的同时,能够显著减少序列结构比对所需的计算时间.特别是对于包含大量核苷酸的序列,计算速度的提高更加明显,在对Lin-4家族搜索时,可获得90.76倍的加速效果.     

多因素耦合条件下重塑黄土的强度恢复特性研究

为了探索重塑黄土的强度与时间的关系规律,以重塑黄土的含水量、干密度和龄期为因素,设计混合均匀试验方案,进行了多因素耦合条件下重塑黄土的强度恢复试验研究。应用最小二乘拟合建立了重塑黄土无侧限抗压强度与含水量、干密度、龄期的非线性回归数学模型。据此模型对宁夏下马关重塑黄土的强度恢复进行了预测,阐述了作用规律,分析了重塑黄土强度的触变恢复机理,得出了各单因素影响重塑黄土强度的重要性顺序,二因素交互作用影响的主次顺序,以及重塑黄土强度测定的合理时间节点,为宁夏处理后的黄土地基设计、施工提供理论和技术支撑。     

基于综合评价指数的城市公交线路选择优化模型

为了提高公众出行效率,针对城市公交线路的选择问题,提出了公众出行的任意两站点间公交线路优化选择模型,给出了相应的模型实现算法。通过设置权重因子α,综合考虑换乘车次数、乘车时间和乘车费用3个主要因素,在换乘车次数不超过两次的情况下,将乘车费用和时间融合成一个综合评价指数,建立了线路优化选择模型,并以北京公交的线路选择为实例,得出了直达、一次换乘车和两次换乘车的具体结果。给出α取值为1时的建议性线路,从而验证了模型和算法的合理性和实用性。依据此模型的每次线路选择,都能反映公众出行时需要考虑的3个主要因素,在上述条件下该模型具有一定的通用性。