基于元胞自动机模型的高速公路可变速度限制交通流特性分析

在STNS模型的基础上,建立了可利用智能交通系统实时信息的高速公路可变速度限制区段元胞自动机模型,对动态速度控制区段的交通流特性进行模拟,分析了不同有效限速值、区段长度与交通状况下的限速对交通流和道路通行能力的影响,以及限速有效性条件．模拟结果表明可变速度限制作为交通管理控制的辅助手段,具有一定的使用条件,针对不同交通状况采用不同的最优限速值和区段长度的动态速度控制方法,可在保证交通安全的前提下达到抑制交通拥堵、减少车辆总通行时间从而提高道路实际通行能力的目的．     

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.     

基于元胞自动机模型的上匝道合流处交替通行控制的研究

上海市高架道路的上匝道合流处率先实施了交替通行的控制策略.以Fukui和Ishibashi提出的FI元胞自动机交通流模型为基础，对实施该策略前后的上匝道合流处分别建立合理的交通流模型，并对交通流进行了数值模拟和分析.结果表明：当高架路主线和上匝道的来流车辆较多时，交替通行控制可以大大改善高架道路交通；当交通流稀疏时，实施控制前后交通流状况基本不发生变化. 关键词： 元胞自动机模型 上匝道合流处 交替通行控制 数值模拟     

双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型的研究

考虑不同车辆的驾驶员有不同的驾驶方式和习惯，具体表现为不同的驾驶员采用适合自己行车特点的交通流模型在道路上驾车行驶，在一维元胞自动机交通流NS模型和WWH模型的基础上，建立了双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型. 通过计算机模拟，给出了混合比例系数f_NS对混合交通流的速度-密度和流量-密度图以及车辆转道频率影响的结果. 关键词： 双车道 元胞自动机 混合交通流模型 计算机数值模拟     

多速混合车辆单车道元胞自动机交通流模型的研究

在交通流NS模型的基础上，建立了多速混合车辆单车道元胞自动机交通流模型， 通过计算机数值模拟，得到了混合车辆在不同参数下交通流模型的基本图，并对混合交通的 特性进行了分析和讨论. 关键词： 元胞自动机 混合交通流模型 计算机模拟     

考虑驾驶员特性的一维元胞自动机交通流模型

在一维元胞自动机交通流WWH模型和SDNaSch模型的基础上,建立了一种考虑驾驶员特性的元胞自动机交通流模型(Driver-SDNaSch模型).该模型将驾驶员分为激进型、保守型和中立型三类,根据其不同的驾驶特性制定了各自的演化规则,并以此对其进行状态更新;同时考虑了前车速度为0的情况,引入安全减速概率.通过计算机对Driver-SDNaSch模型进行模拟,给出了由三类驾驶员按不同比例组成的混合交通流的速度-密度图和流量-密度图,并对此类混合交通流的特性进行了分析和讨论.与NaSch模型和SDNaSch模 关键词： 交通流 元胞自动机 驾驶员特性 计算机数值模拟     

考虑驾驶方式改变的一维元胞自动机交通流模型

在一维元胞自动机交通流WWH模型和SDNS模型的基础上,建立了考虑驾驶方式改变的元胞自动机模型（Change-CA模型）.具体描述为驾驶员可根据交通环境选择不同的驾驶方式在道路上驾车行驶,以各自的演化规则进行状态更新,同时定义了驾驶方式更新原则.通过计算机数值模拟,发现驾驶方式可变时,模型模拟得到的混合交通流流量较大;保守型驾驶方式对交通流变化的影响随改变概率增大而减少.并且在演化过程中,驾驶方式改变频率的变化趋势与改变概率、安全概率密切相关.与NS模型和SDNS模型相比,Change-CA模型减少了车流 关键词： 交通流 元胞自动机 驾驶方式 计算机数值模拟     

智能交通系统的元胞自动机交通流模型

在Nagel-Schreckenberg(NS)模型的基础上，提出一种可应用智能交通系统（ITS）信息的新的交通流元胞自动机模型. 其中考虑了有效间距及刹车灯的作用，并引入了可变安全间距的新概念. 数值模拟表明：对于这种改进的ITS元胞自动机模型，道路交通量有了显著提高，体现了智能交通的优越性——有效地扩大交通流量，减少阻塞生成. 当考虑快车和慢车的混合交通流时，发现即使少量的慢车也会导致交通流量大幅度下降，说明了严格实施快慢道行驶的必要性. 关键词： 交通流 智能交通系统（ITS） 元胞自动机模型 刹车灯 可变安全间距     

一种自适应普遍路况的元胞自动机交通流模型的研究

鉴于目前交通流领域中特殊路况引起道路通行能力下降的研究课题的匮乏,本文考虑到了行驶在坡道上的车辆不可避免要受到自身重力的影响,而提出了一改进的Nagel-Schreckenberg模型。计算机数值模拟结果显示,改进后的模型能准确反映特殊路段对行驶车辆的影响,同时再现了与实际交通相一致的时走时停交通波等复杂的非线性现象。     

基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究

高架道路上的交织区时常成为交通瓶颈.以Nagel和Schreckenberg提出的NS元胞自动机交通流模型为基础，考虑到换道因素，对高架路主线为单车道时的交织区路段进行了数值模拟和分析.结果表明：当交通流稀疏时，车流的交织行为对系统影响不大，即使加大交织区长度，整个系统的交通流参数也变化不大；当交通流拥挤时，交织行为会对系统产生不良影响，此时加大交织区长度，可以改善整个系统的交通流状况.模拟结果显示，交织区长度并非越大越好，工程设计中选取一个适宜的中间值，整个系统就可以获得很好的运行效果. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 高架路 交织区     

利用无噪线性光放大器增加连续变量量子密钥分发最远传输距离

如何提高实际量子密钥分发系统的安全码率和最远传输距离是量子密码学领域重要的研究课题. 本文采用量子无噪线性光放大器放大量子信号, 以改进连续变量量子密钥分发系统实际性能. 经仔细研究, 本文发现增益系数为g的线性无噪放大器可将连续变量量子密钥分发系统的最远安全传输距离提高20 log₁₀(g)/a km (a=0.2 dB/km为光纤信道的损耗系数), 并改善系统的安全码率和噪声抗性. 关键词： 量子密钥分发 连续变量 最远传输距离 线性无噪放大器     

非线性传输线数值模拟方法

给出了模拟交叉耦合磁饱和非线性传输线的数值模拟方法,算法基于传输线各节点的时域差分方程组进行步进迭代,其中利用J-A模型描述传输线中铁氧体磁芯的非线性磁化行为。根据节点电路方程推导了非线性传输线色散关系,设计了输出频率为300 MHz的交叉耦合磁饱和非线性传输线,利用本数值模拟方法对交叉耦合磁饱和非线性传输线的物理过程进行了分析,在充电电压达到30 kV时获得了频率303 MHz、峰峰值不小于40 kV的高压射频脉冲输出。     

ps脉冲传输线的多容性负载阻抗匹配模型和计算

 指出提高微带横截面取样速率的关键问题是传输线多容性负载阻抗匹配，根据分布参数理论和微波传输线理论，提出局部匹配模型，推导出阻抗匹配计算公式。数值模拟和电路仿真结果表明，局部补偿匹配法对不同工作频率下的多负载电容ps脉冲传输线均可进行较好的补偿，传输线上的各点取样波形失真度很小，补偿效果明显，可以提高微带横截面取样速率。     

ps脉冲传输线的多容性负载阻抗匹配模型和计算

指出提高微带横截面取样速率的关键问题是传输线多容性负载阻抗匹配,根据分布参数理论和微波传输线理论,提出局部匹配模型,推导出阻抗匹配计算公式。数值模拟和电路仿真结果表明,局部补偿匹配法对不同工作频率下的多负载电容ps脉冲传输线均可进行较好的补偿,传输线上的各点取样波形失真度很小,补偿效果明显,可以提高微带横截面取样速率。     

带螺旋支撑杆的同轴磁绝缘传输线三维数值模拟的实现

依据实际器件尺寸, 建立了带螺旋支撑杆的同轴磁绝缘传输线三维数值模拟模型; 选取合适的二极管阴阳极间距作为传输线负载; 设置相应的模拟参数对其进行模拟. 将模拟结果与实验数据进行对比, 证明了模拟的可靠性; 并结合相应的实验数据, 分析了同轴磁绝缘传输线在加入螺旋支撑结构后 对其传输效率的影响.     

一种信息传播促进网络增长的网络演化模型

为了研究信息传播过程对复杂网络结构演化的影响,提出了一种信息传播促进网络增长的网络演化模型,模型包括信息传播促进网内增边、新节点通过局域世界建立第一条边和信息传播促进新节点连边三个阶段,通过多次自回避随机游走模拟信息传播过程,节点根据路径节点的节点度和距离与其选择性建立连接。理论分析和仿真实验表明,模型不仅具有小世界和无标度特性,而且不同参数下具有漂移幂律分布、广延指数分布等分布特性,呈现小变量饱和、指数截断等非幂律现象,同时,模型可在不改变度分布的情况下调节集聚系数,并能够产生从同配到异配具有不同匹配模式的网络.     

地面附近架高线缆HEMP响应计算的Agrawal和Taylor模型比较

研究在高空核爆电磁脉冲(HEMP)的作用下,地面附近架高线缆感应瞬态电压、电流的传输线模型计算方法并进行比较。考虑到有耗地面的电气参数,列举了Agrawal和Taylor两种传输线理论模型的异同,应用格林函数求积分和叠加定理,分别采用两种模型,计算并比较了不同入射波和线缆布放状态下的电压、电流响应,以及各场分量(水平电场、垂直电场和水平磁场)单独存在时对电流、电压响应的贡献。结果显示,Agrawal和Taylor模型得到的电压、电流响应是一致的,可以考虑在有界波电磁脉冲模拟器中进行短线缆的效应实验;由于相同的场分量在不同的模型中对电压、电流响应的贡献并不相同,因此在阐述某一场分量对线缆响应贡献大小时,应该首先说明所采用的传输线模型。     

用于脉冲等离子体推力器烧蚀过程仿真的新型机电模型

用于脉冲等离子体推力器(PPT)工作过程仿真的一维机电模型, 具有模型简单、计算周期短等优点, 在PPT设计过程中得到了广泛应用. 本文针对机电模型假设工质烧蚀质量为常数和不考虑烧蚀过程这一局限, 提出了一种采用Teflon一维烧蚀模型计算工质烧蚀质量的改进模型, 并以LES-6 PPT为研究对象进行了仿真. 通过与LES-6 PPT实验数据进行对比, 仿真结果与实验数据符合, 充分验证了模型的可靠性. 此模型能够对Teflon工质在PPT工作过程中的温度变化和烧蚀过程进行仿真, 弥补了机电模型忽略烧蚀过程对仿真结果所造成的影响, 同时, 此模型依然保持了机电模型简单易于实现的优点, 对于脉冲等离子体推力器的设计具有重要意义. 关键词： 脉冲等离子体推力器 机电模型 烧蚀模型 数值仿真     

基于电缆-无线耦合的随钻测井信号传输新方法及其数值模拟研究

信号传输是随钻测井的重要组成部分, 也是随钻测井进一步发展的瓶颈.针对这个问题, 研究了由Novatek^TM提出的基于钻杆内有线传输, 钻杆间电磁耦合传输的随钻信号高速传输方法.首先, 针对钻杆间的电磁耦合结构的对称性, 采用了高效的数值模式匹配法对该耦合结构进行了电磁建模; 然后, 为了优化钻杆间耦合结构的耦合性能, 利用上述的电磁建模方法对该耦合结构进行了仿真分析, 分析了该耦合结构各个参数对耦合性能的影响, 并得出了一些有意义的结论, 该结论能够指导随钻测井信号钻杆间耦合传输的优化设计.另外, 钻杆内传输线利用矩形传输线设计, 设计出了50 Ω 特性阻抗的矩形传输线, 并计算了相关损耗.最后, 通过仿真和实验验证了优化设计的钻杆间耦合传输结构具有非常好的传输性能, 并且仿真和实验结果符合良好. 关键词： 随钻信号传输 数值模式匹配 电磁耦合 矩形传输线