非港湾式公交车站停靠特性的研究

基于Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),通过引入换道规则,建立包含非港湾式公交车站在内的双车道混合车辆元胞自动机交通流模型.计算机数值模拟表明,在周期边界条件下非港湾式公交车站路段的交通流存在一定的特性,在中等密度区域的拥挤流, 车辆的平均速度与车流密度存在一次幂律关系.      

Fukui—Ishibashi交通流基本图解析研究

本文对于含高速运动车的Ｆｕｋｕｉ－Ｉｓｈｉｂａｘｈｉ决定论性一维交通流包自动机模型，采用新的解析研究方法，严格导出描述基本图曲弛的精确平均场方程。     

交通流相变过程的能量谱分析

为研究交通流相变过程问题,对一维交通流进行元胞自动机模拟,进行截面车流率数据提取,并将数据经过离散的傅里叶变换进行能量谱分析．研究结果发现：在阻塞相,系统周期即为因采用周期边界条件而形成的交通激波周期;在高密度区所对应的同步交通流状态中,系统中仍然存在着周期性波动,该周期明显异于交通激波周期,因而其形成原因不能简单归结为周期边界条件的影响;在低密度区对应的自由流状态下,没有此类波动存在．     

基于元胞自动机模型的C型交织区交通流特性

根据C型双侧交织区的车辆换道特征建立相应的换道规则,采用多车道元胞自动机模型研究交织区系统的交通流特性. 通过数值模拟得到了不同交织区长度下的相图,表明当主路和匝道交通流均为自由流时,交织区长度对系统影响不大,但当主路或匝道拥挤时,交织区长度的增加可以明显改善入口匝道的交通流状况. 进一步讨论了主路畅通而交织流量较大情形下主路上的车辆密度、速度和换道频率分布,发现换道集中在合流区和分流区附近,并造成相应路段上的局部拥堵.      

基于场力的驾驶员影响因素交通流动力学模型

为研究驾驶员行为对道路交通的定量影响, 针对驾驶员行为特点, 综合考虑了驾驶员受到的直接物理影响和间接心理影响、相对速度以及车辆自身特性等因素, 结合场力、图论等方法, 提出了一种用于模拟考虑驾驶员影响因素的元胞自动机交通流动力学模型(简称IDCA模型). 通过计算机数值模拟, 研究了考虑驾驶员影响因素下车流演化机理及不同驾驶员类型对道路交通流的影响. 结果表明: 与NaSch模型相比, 本文建立的IDCA模型能够模拟得到丰富的交通行为, 再现了同步流等交通现象, 从速度波动和车头间距波动分析得出IDCA模型下道路交通流具有更强的稳定性, 堵塞消融效率更高. 此外得到了由不同驾驶员类型按不同比例组成的混合交通流的密度-速度图和密度-流量图, 发现在道路相同中高密度下, 激进型驾驶员所占的比例越大, 车辆速度与交通流量越大, 交通流量随着保守型驾驶员比例的增加而降低. 最后模拟实现了车辆高速跟驰现象, 得到小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合.      

并行元胞单元法

在对元胞单元法的基本原理与特点进行简要介绍之后,探讨了元胞单元法的并行计算方法,给出了算法描述和解题步骤。以平面应力问题分析为例,进行了数值试验,给出了详细的计算步骤和结果。结果表明元胞单元法可形成一种高度并行的算法,适用于未来并行机的要求,有望在大型结构和纳米力学的大规模摸拟方面得到应用。     

元胞单元法

介绍一种力学计算方法--元胞单元法它将结构的整体求解变成局域分析,通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡它对计算机容量要求低,在大规模计算方面具有良好的前景同时,由于借用了元胞自动机的思想,可形成一种高度并行的算法,适用于未来并行机的要求,是一种有发展潜力的数值方法,可望在大型结构和纳米力学的大规模摸拟方面得到应用文中介绍了元胞单元法的基本原理,将其用于平面问题分析,进行了数值试验,给出了计算步骤和结果,并对其优点和存在的问题进行了讨论.     

生物膜动力学的研究现状与展望

生物膜法作为一种高效的废水处理工艺已获得到了广泛的工程应用.生物膜的形成、结构 及其动力学特性对废水处理效果至关重要.本文综述了生物膜的形成过程及其动力学模型的 研究进展,阐述了最近十几年来实验研究中的新发现和新方法,最后展望了将来的研究方向.      

金属局部腐蚀的三维元胞自动机模型

针对环境作用下金属表面容易形成坑蚀而致使结构性能退化这一问题. 采用元胞自动机方法,建立描述腐蚀环境中金属表面坑蚀形成及演化的三维模型,对不同腐蚀溶液浓度和温度条件下结构表面蚀坑随时间的变化过程进行了模拟,为定量评估服役环境中结构的剩余强度及寿命提供可能.     

摩擦热对UHMWPE/钢摩擦副摩擦性能的影响

通过控制销盘试验中的散热条件测定了摩擦热对UHMWPE/钢摩擦副摩擦性能的影响;利用统计学相关系数理论对摩擦系数和表层温度的相关性进行定量比较,发现不良散热条件使其相关系数显著增大;根据Taylor Hobson轮廓仪测量试样表面形貌三维初始表面高度,尝试用元胞自动机方法进行了摩擦表面温度分布模拟计算,并结合磨损表面形貌分析探讨摩擦热对UHMWPE磨损机理的影响.结果表明:摩擦系统的热传导条件严重影响UHMWPE的摩擦性能;摩擦热效应使得局部接触表面温度超过熔点,摩擦热的积累效应使UHMWPE的磨损机理由粘着磨损变为熔融剪切磨损;在聚合物材料的摩擦试验及应用研究中必须考虑摩擦热的影响.     

基于交通流实测数据的加速度研究

采用6 个不同密度下的交通流样本, 从视频中提取大量跟驰车对的车头间距、车速、加速度和速度差数据. 统计分析发现, 加速度值域关于0 点具有对称性; 不同密度下加速度分布具有不同特征; 车头间距、车速和速度差对加速度的影响程度随密度不同而不同. 利用实测数据对GM 模型和Bando 模型进行参数优化, 据此提出一种GM 模型的简化形式和一种改进的Bando 模型, 两者拟合该文实测数据的平均误差都在6% 以下.      

交通流理论的研究进展

交通难已成为困扰大中城市发展的普遍问题,亟待发展有效的交通流理论来指导这一问题的解决。本文从交通流的动力分析和交叉口延滞模型两大方面评介交通流理论研究进展和现状,列举了有关的数学、力学模型,分析了它们的效用与不足之处。      

城市快速路交通流速密关系模型优化研究

从实测得到的210920中国城市快速路“车速-车头间距”数据中, 选取包含26773条数据的3个样本作为不同类型交通流的代表, 对多个交通流“速-密关系”模型 进行参数优化和拟合优度比较研究, 给出优化模型参数的定性和定量规律. 修正形式的 Kerner-Konhauser平衡函数和Payne平衡函数通过参数优化, 分别在畅通和拥挤条件下具有 优度相对最高的拟合结果, Greenshields模型(等价地, m=3时的一维管流模型)则对介于 两种条件之间的实测数据具有优度相对最高的拟合结果.     

关于交通流中扰动传播和发展的数值模拟

针对不同拥挤程度交通流中扰动的传播和发展，进行了系统的数值模拟研究. 讨论了PW模型、一维管流模型、单侧传播模型等几种典型交通流模型的不同特征；指出了 不同差分格式对数值结果的影响；也分析了数学模型中不同形式的平衡函数的作用. 结果发 现在适当的数学模型、平衡函数和离散格式下，能够对交通流中扰动的传播和发展，特别是 扰动波的传播速度，取得与实际测量数据相当接近的模拟效果. 建议了分别适用于不同密度 交通流的计算格式.     

ONE-DIMENSIONAL CELLULAR AUTOMATON MODEL OF TRAFFIC FLOW BASED ON CAR-FOLLOWING IDEA

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｃｅｌｌｕｌａｒａｕｔｏｍａｔｏｎ (ＣＡ)ｍｏｄｅｌｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗ[1- 10 ].Ｓｉｎｃｅｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｉｎｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｉｓａｃｔｕａｌｌｙａｄｉｓｃｒｅｔｅｓｙｓｔｅｍ ,ｉｔｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｓｕｃｈａｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＣＡｍｏｄｅｌｓ,ｗｈｉｃｈａｒｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｄｉｓ…     

三车道宏观交通流模型和扰动演化的数值研究

随着城市交通设施的完善,多车道在城市高速路交通中变得比较普遍. 三车道的出现使车辆变道易于实现,这就增加了交通问题的复杂性. 采用宏观交通流理论,建立了一种允许车辆变道的单向三车道连续交通流模型,以及与之相容的差分离散格式. 数值模拟了初始密度、扰动强度、初始扰动范围等因素对扰动传播和发展演化的影响. 结果显示:扰动波的传播方向和传播速度主要由初始未扰动车流密度大小决定;初始扰动范围的大小对扰动波幅值变化的影响比较大;某一条车道发生的扰动是否会影响其他车道,则受初始车流密度和扰动强度大小两个条件影响;在中等密度多车道交通流中,扰动波的发展过程呈现出复杂的非线性特征,数值格式的选择比单车道更加困难.