地铁站内交织行人流的简化模型和数值模拟

地铁站内多方向行人流以不同方式通过瓶颈时具有不同的效率,发生拥堵的机制也有所不同. 本文将地铁站内行人流的交织运动简化为连通双通道内两股行人通过瓶颈的情形. 采用推广的格子气模型,通过引入背景场,使改进的模型可以刻画地铁站内行人流的运动特征, 通过数值模拟研究了两股行人以两种不同方式经过研究区域的清空时间以及瓶颈宽度的影响. 研究发现,在模型中考虑行人沿对角线的运动可以更加准确地描述真实行人运动. 当瓶颈宽度小于临界宽度时,逆向交织的行人经过研究区域具有更高的效率, 验证了行人流实验的结果.此外还详细讨论了在瓶颈处发生拥堵的机理.     

基于精细微观交通流模型的信号交叉口人-车相互干扰研究

采用微观离散模型研究信号交叉口的人-车相互干扰机理,其中车辆运动描述基于细化NaSch模型并考虑了司机对交通灯信号切换的预期效应;行人运动描述则基于多步格子气模型并考虑了过街绿灯周期内行人过街速度逐渐增加的特征.机动车与行人之间相互干扰表现为交通灯信号切换时由于车辆(行人)滞留冲突区而造成行人(车辆)运动的延误.通过数值模拟得到了车辆运动的基本图、行人等待时间以及相应的相图,并给出行人(车辆)滞留冲突区内造成车辆(行人)延迟的定量特征.模拟结果发现存在一个临界绿信比.当绿信比小于临界值时,随着密度的增大,车流出现自由流相、饱和流相和拥堵流相;而当绿信比大于临界值,则出现自由流相、共存相、饱和流相和拥堵流相.由人-车相互干扰所导致的延误与车流和行人流的运行状态密切相关.当行人到达率和绿信比都比较大时,等待区内的行人无法在行人绿灯周期内一次清空.文中详细地讨论了人-车相互干扰的定性和定量特征.发现通过合理设置绿信比,可以在保证车流运行效率的同时,减少行人过街的等待时间.     

基于元胞自动机的对向行人交通流仿真研究

基于元胞自动机对对向行人交通流进行仿真研究. 模型利用四个动态参数反映行人移动区域和其视野范围内的实际情况,从而决定行人的行为选择,行人可以根据自身周围的情况选择前进、后退、等待、左右移动、交换位置等行为. 仿真研究不同方向比例与不同系统规模的对向行人流的速度-密度、流量-密度关系. 研究结果表明,系统存在相位转换和临界密度,方向比例和系统规模对行人流的速度-密度、流量-密度关系曲线的形状和系统临界密度值有一定的影响. 关键词： 元胞自动机 对向行人流 动态参数 临界密度     

基于脏脸博弈模型的人车路口穿越行为研究

行人与车辆在穿越无信号路口时的行为冲突尤其具有危险性, 行人和机动车不仅具有运动特征, 更具有行为特征, 因此需要从社会学层面对人车路口穿越问题进行建模. 通过对无信号路口处人车干扰机理的深入剖析, 提出基于脏脸博弈模型研究人车“理性人”的行为特征以及交互行为背后的微观机理, 分析了人车穿越路口时共同知识的形成过程、人车双方优势策略的产生机理和人车脏脸博弈的动力学过程. 理论推导了人、车收益的数学期望和发生人车冲突的概率. 分析结果表明: 行人穿越的理论时间和机动车穿越的理论时间越接近, 人车越容易发生冲突. 同时, 进一步分析了不同车型、不同行人等待时间和个体认知能力异质性对人车冲突概率的影响.     

基于教室人群疏散实验的行人流建模和模拟

基于教室人群疏散实验, 从中归纳出疏散过程中行人的基本运动特征. 将桌椅分别视为不可穿越和可穿越的静态障碍物, 而行人则被当成可移动的障碍物, 这将导致背景场随人群的运动而动态更新, 因此可以更好地反映前方拥挤程度对后面人群路径选择行为的影响. 采用基于动态背景场的元胞自动机模型研究了不同桌椅排列和出口宽度的教室人群疏散过程, 给出了疏散时间的空间分布以及平均和最大疏散时间, 再现了实验中人群疏散的基本特征. 数值模拟结果表明, 疏散时间取决于桌椅的排列方式和教室出口的宽度. 对于同一种排列, 出口越小则疏散时间越长; 对于给定的出口宽度, 通常随着过道数的增加, 疏散时间随之减少; 当过道数增加且过道宽度不足以两人并行, 从两侧进入过道的行人会发生冲突, 使疏散效率有所降低; 靠近出口一侧墙壁设置过道有利于人群的疏散. 文中进一步分析了模拟与实验结果存在差异的原因.     

基于改进格子气模型的对向行人流分层现象的随机性研究

在考虑行人视野范围的随机偏走格子气模型基础上, 引入行人对前方开阔区域的移动偏好特性, 提出改进的格子气模型, 对通道内对向行人流进行仿真研究. 模型再现了对向行人流在不同密度下出现的3种演化过程, 发现了行人密度与对向行人流分层现象的形成具有随机性, 以及统计了概率的变化趋势, 同时分析了分层现象形成概率与系统几何尺寸参数、移动强度参数、右行人流比例参数和视野范围参数等的关系. 分析结果表明, 改进的模型能够再现实际低密度下对向行人流不会出现分层现象的特性. 根据分层形成的概率, 可将对向行人流的密度分为5个区间, 不同区间的行人流演化过程各有差异. 模型和分析结果对理解对向行人流的动态演化过程, 提高通道内对向行人流的走行效率有一定帮助.     

随机延迟概率对交通流的影响

考虑影响随机延迟概率的几种因素：当车速预期大于车距时，车辆处于减速状态，对前车状态变化的随机延迟反应较大，具有的延迟概率较大；当车速预 期 等于车距时，车辆处于平稳跟随行驶状态，具有的延迟概率较小；当车速预期小于车距时，车辆处于加速状态，其延迟概率最小. 计算机数值模拟得到的基本图不同于NaSch模型的基 本图，在基本图上出现阻塞的范围内存在两个不同的区域，分别对应于具有不同激波速度的交通阻塞. 同时，研究了交通阻塞到消散的滞后现象. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 基本图 交通阻塞     

初始位置布局不平衡的疏散行人流仿真研究

行人初始位置布局不平衡的多安全出口疏散过程, 是行人疏散流仿真研究的热点. 利用行人流动态参数仿真模型, 在实际距离和假想距离"极大极小"路径选择机理的基础上, 改进假想距离的计算方法及其拥堵计算区域, 实现疏散过程的动态平衡; 提出行人位置布局的不平衡系数, 以描述疏散空间内行人初始位置布局的不平衡性. 从行人初始位置随机和固定布局的角度, 仿真研究正常疏散环境下行人布局的不平衡性对疏散时间的影响, 并将仿真结果与原始模型做对比分析. 研究表明, 模型能有效地实现行人流疏散过程的动态平衡, 行人疏散时间受行人位置或安全出口布局的影响较小, 而与安全出口总宽度、 行人的初始数量以及拥堵感知系数有关.     

通过博弈的室内行人疏散动力学研究

在室内行人疏散过程中,行人博弈对疏散效率有着重要的影响.本文把抵制博弈策略更新的强度定义为抵制强度. 为了研究抵制强度对疏散效率的影响, 通过在行人博弈策略更新的概率中引入抵制强度,基于元胞自动机模型数值计算在不同的行人密度, 出口宽度下疏散总时间随抵制强度变化的关系.结果表明: 室内行人疏散过程中, 抵制强度小会使得争抢行为极其容易蔓延. 当行人密度小且出口宽大时, 输入以急速疏散为主的规范信息,鼓励行人模仿优胜者更新博弈策略, 当行人密度大且出口狭小时, 输入以避让为主的规范信息抑制行人争抢,都能提高疏散效率. 最后找出不同条件下与最短疏散总时间相对应的优化抵制强度, 为提高室内行人疏散效率提供一个新的视角.     

基于元胞传输模型的楼梯区域行人运动

针对楼梯区域行人运动进行观测实验,获得行人上下楼过程中的运动数据,通过对数据进行整理与分析,绘制不同过程中流量-密度变化关系图.通过对流密关系图进行定量分析,掌握楼梯区域行人运动特征,并改进原有元胞传输模型,提出楼梯行人运动模型,仿真模拟行人运动过程.模型中,引入势能修正系数,利用异向行人对元胞势能的影响来改变行人的路径选择;引入流量修正系数,描述不同的物理参数对元胞边界最大流量的影响;引入偏移系数,修正移动规则,增强优先方向对行人路径选择行为的影响.然后,通过比较仿真结果与实验数据,对模型及引入参数进行验证和校准.最后,利用校正模型,模拟研究楼梯区域对向行人运动过程,并对势能修正参数进行了灵敏度分析,进一步研究模型参数对行人运动的影响.研究表明,该模型可以模拟刻画楼梯区域行人运动过程,同时验证了楼梯区域行人集散效率跟行人到达率与行人路径选择有关.     

部分道路关闭引起的交通激波特性研究

本文根据实际交通中经常遇到的交通事故或部分道路施工等情况, 建立了部分道路关闭的交通流模型. 采用平均场理论分析和确定性NS元胞自动机规则分别对模型进行解析和数值模拟, 结果表明, 系统存在三种稳定的物理状态:低密度相、激波相和高密度相, 并找到了系统发生相变的临界密度. 理论分析和数值模拟能很好地符合.     

Scaling behavior of the thermopower of the archetypal heavy-fermion metal YbRh2Si2

We reveal and explain the scaling behavior of the thermopower S/T exhibited by the archetypal heavy-fermion (HF) metal YbRh₂Si₂ under the application of magnetic field B at temperature T. We show that the same scaling is demonstrated by different HF compounds such as β-YbAlB₄ and the strongly correlated layered cobalt oxide [BiBa_0.66K_0.36O₂]CoO₂. Using YbRh₂Si₂ as an example, we demonstrate that the scaling behavior of S/T is violated at the antiferromagnetic phase transition, while both the residual resistivity ρ₀ and the density of states, N, experience jumps at the phase transition, causing the thermopower to make two jumps and change its sign. Our elucidation is based on flattening of the single-particle spectrum that profoundly affects ρ₀ and N. To depict the main features of the S/T behavior, we construct a T –B schematic phase diagram of YbRh₂Si₂. Our calculated S/T for the HF compounds are in good agreement with experimental facts and support our observations.     

准周期层状铁磁超晶格的实空间重整化群方法

本文用实空间重整化群方法讨论了准周期层状铁磁超晶格的磁自旋波,用Reduce语言推导了decimation变换公式,从而求得了局域格林函数、局域态密度和约化磁矩。发现局域态密度的带宽和约化磁矩与最近邻相互作用J₁、J₂及格点自旋s_a、s_b密切相关。     

基于多弛豫信号补偿的快速磁共振T1ρ散布成像

定量磁共振成像（MRI）可量化组织特性,是科学研究和临床研究的重要工具.旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间（T_1ρ）能反映水与大分子之间的低频交互作用,在3 T及以上的高场环境下,T_1ρ受水和不稳定质子之间化学交换的影响较大,通过测量弛豫率随自旋锁定场强度的变化而得到其分布情况（T_1ρ散布）,可用于分析和量化质子的交换过程,因此T_1ρ散布是一种重要的定量MRI技术.然而,获得不同自旋锁定场强下T_1ρ加权图像的时间过长,限制了其应用范围.针对这一问题,本研究提出一种基于多弛豫信号补偿策略的快速T_1ρ散布成像方法.该方法将不同锁定频率下的T_1ρ加权图像补偿到同一信号强度水平,并结合低秩与稀疏建立重建模型.实验结果表明,该方法在加速倍数高达7倍时仍获得了较好的重建结果.     

外加电场和Al组分对纤锌矿AlGaN/GaN量子阱中的电子g因子的影响

研究了外加电场和垒层的Al组分对AlGaN/GaN量子阱中的横向和纵向g因子(g⊥和g//)及其各向异性(δg)的影响.纤锌矿体结构的贡献(S_//~(bulk)和g⊥)是构成g⊥=(g//-g_0)=g_//~(bulk)的主要部分,但g_//~(bulk)和g⊥的差值很小且几乎不随外加电场和Al组分改变.当外加电场的方向同极化电场的方向相同(相反)且增加时,g_//~(bulk)和g_⊥~(bulk)的强度同时增加(减小).当外加电场从-1.5×10~8 V·m~(-1)到1.5×10~8 V·m~(-1)变化时,异质结界面对g⊥的贡献(Γ_(Inter))大于0且强度缓慢增加,阱层对g⊥的贡献(Γ_W)小于0且强度也缓慢增加.然而Γ_(Inter)的强度比Γ_w大,且后者的强度随着外加电场的改变增加较快,所以δg0且强度随着外加电场的变化而减小.当垒层的Al组分增加时,如果不考虑应变效应(S_(1,2)=0),g_//~(bulk)和g⊥的强度同时减小,然而考虑应变效应后(S_(1,2)≠0),β_1g⊥和γ1(g_//~(bulk))的强度随着Al组分的增加而增加.随着垒层Al组分的增加,Γ_(Inter)和Γ_w的强度都增加,但Γ_(Inter)的强度较大且增加得较快,所以的的强度缓慢增加.g⊥的强度先随着Al组分的增加而减小,然后又随着Al组分的增加而增加,因为g⊥小于0且强度随着Al组分增加得很快.结果表明,AlGaN/GaN量子阱结构中的电子g因子及其各向异性可以被外加电场、垒层的Al组分、应变效应和量子限制效应共同调制.     

Analytical solutions for a doubly driven two-level atom

We have deduced analytical solutions of an energy level diagram of the doubly driven/dressed atom for a two-level atom exposed to a strong near-resonant bichromatic laser field in a special case, i.e., the bichromatic field with frequencies ω1 and ω2, and Rabi frequencies ?1 and ?2, in which the first coupling field of ?1 acts on the bare atomic levels, and then the resulting singly dressed states are driven by the second coupling field of ?2, thus resulting in the doubly dressed atom.We have measured the probe absorption spectra of a doubly driven two-level atom. The system consists of 52S1/2, F= 2 and 5~2P_(3/2), F'= 3 states of ~(87)Rb atoms in a magneto-optical trap(MOT) as well as the cooling/trapping beams and an additional coupling field. As for the spectroscopic properties of the doubly driven two-level atom, theoretical analytical solutions are in general agreement with the experimental spectrum as a whole.     

具有次近邻相互作用的五量子比特XXZ海森伯自旋链的热纠缠

研究具有次近邻相互作用五量子比特XXZ海森伯自旋链在磁场作用下的热纠缠性质,利用数值计算求出最近邻两量子比特和次近邻两量子比特的共生纠缠度(concurrence),分别记为C_(12)和C_(13).研究结果表明,阻挫参数对配对热纠缠具有重要影响,而且阻挫参数的变化对C_(12)和C_(13)的影响也各不相同;温度、磁场、Dzyaloshinkii-Moriya相互作用以及各向异性参数对配对热纠缠有着不同程度的影响;通过选择适当的模型参数,可以有效地调节和提高五量子比特XXZ海森伯自旋链的配对热纠缠.     

光解苯半醌自由基的CIDEP谱

用高时间分辨ESR谱仪实验给出了光解对苯醌产生的苯半醌自由基的CIDEP发射谱.用三重态机理,同时考虑了自由基对机理的影响,从理论上分析了极化强度,计算出了增强因子V(Ⅰ)=-0.66,V(R)=0.2,一级反应速率k_1,A=0.05/μs,二级反应速率β=0.02/μs,横向和纵向弛豫时间T₁≈T₂=2.3μs.     

旋转方形散射体对三角晶格磁振子晶体带结构的优化

用改进的平面波展开法数值计算了正方形散射体三角排列的二维磁振子晶体当散射体旋转时的带结构. 结果显示, 同样的填充率下, 旋转正方柱散射体可以在新的频率范围内打开更多的带隙, 或者使低频带隙加宽. 说明旋转散射体可以有效地优化带隙.     

Steered coherence and entanglement in the Heisenberg XX chain under twisted boundary conditions

We study steered coherence(SC) and entanglement in a three-spin Heisenberg XX model under twisted boundary conditions and show that their strengths can be significantly enhanced by tuning the twist angle. The optimal twist angle θ_(opt) for achieving the maximum l_1 norm of SC is π in the region of weak field B and decreases gradually from π to 0 when B increases after a critical value, while for the relative entropy of SC, θ_(opt) equals π in the weak field region and 0 otherwise.The entanglement and the critical temperature above which the entanglement vanishes can also be significantly enhanced by tuning the twist angle from 0 to π.