基于智能交通系统的耦合映射跟驰模型和交通拥堵控制

基于智能交通诱导信息，提出一种改进的耦合映射跟驰模型，用于描述单车道的交通流动力学特性及其拥堵控制.利用反馈控制理论，给出了在头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件.分析结果表明，考虑前方更多车辆的信息对交通流有致稳作用，亦即稳定性条件明显减弱.数值模拟证实了理论分析的正确性，通过与他人相关工作的比较得知，考虑智能交通诱导信息能够更有效地抑制交通拥堵. 关键词： 交通流 智能交通系统 耦合映射跟驰模型 交通拥堵控制     

Phase transition on speed limit traffic with slope

Through introducing a generalized optimal speed function to consider spatial position, slope grade and variable safe headway, the effect of slope in a single-lane highway on the traffic flow is investigated with the extended optimal speed model. The theoretical analysis and simulation results show that the flux of the whole road with the upgrade （or downgrade） increases linearly with density, saturates at a critical density, then maintains this saturated value in a certain density range and finally decreases with density. The value of saturated flux is equal to the maximum flux of the upgrade （or downgrade） without considering the slight influence of the driver＇s sensitivity. And the fundamental diagrams also depend on sensitivity, slope grade and slope length. The spatiotemporal pattern gives the segregation of different traffic phases caused by the rarefaction wave and the shock wave under a certain initial vehicle number. A comparison between the upgrade and the downgrade indicates that the value of saturated flux of the downgrade is larger than that of the upgrade under the same condition. This result is in accordance with the real traffic.     

THE GENERALIZED BOUSSINESQ EQUATIONS AND OBLIQUELY INTERACTING SOLITARY WAVES IN A STRATIFIED FLUID

In this paper, on the basis of Boussinesq's shallow water theory, we establish the basic equations governing the motion of a stratified fluid, a kind of the generalized Boussinesq equations. And then by way of them, we study the weak interaction of two pairs of obliquely colliding solitary waves, give the secondorder approximate solutions for wave profiles and maximum amplitudes, as well as conclude that when the included angle between the directions of propagation of impinging solitary waves is less than 120°, the effect of oblique interaction is stronger than that of the head-on one, but when the angle concerned is greater than 120°, the former is slightly weaker than the latter.     

一个二流体系统中两对孤立波的相互作用

本文讨论一个二流体系统中孤立波的相互作用,该系统由水平固壁之上的两层常密度不可压无粘流体组成,上表面为自由面。文中在浅水波假定下,导出了适用于所考虑的模型的基本方程——推广的Boussinesq方程;接着,应用PLK方法和约化摄动法求得了两对表面-界面孤立波迎撞的二阶近似解,给出了碰撞时界面和表面的最大波幅以及碰撞后的非均匀相移,进而表明孤立波迎撞后将发生变形。     

钱伟长与上海市应用数学和力学研究所

 回顾了上海市应用数学和力学研究所的建所历程,探讨了钱伟长领导下该所的建所之道,以及建所过程中钱伟长科学精神和学术思想的具体实践.     

Subconscious Effect on Pedestrian Counter Flow

We propose an extended lattice gas model with different maximum velocities to simulate pedestrian counter flow by considering the subconscious behaviour of walkers. Four types of walkers including faster right walkers, slower right walkers, faster left walkers and slower left walkers are involved in the simulation. The simulation results show that our model can capture some essential features of pedestrian counter flows, such as the lane formation, segregation effect and phase separation at higher densities. We also find that the subconscious effect can reduce the occurrence of jam cluster evidently compared with the ease of un-subeonscious effect. At large maximum velocity, the critical density corresponding to the maximum flow rate of the fundamental diagram is in good agreement with the empirical results.     

Flat Solitary Waves due to a Submerged Body Moving in a Stratified Fluid

A theoretical model for interaction of a submerged moving body with the conjugate flow in a three-layer fluid is proposed to depict the internal flat solitary wave, which is observed in experiments conducted by the present authors. A set of coupled nonlinear algebraic equations is derived for the interracial displacements. The numerical results indicate that （a） the conjugate flow due to a two-dimensional body moving at the bottom possesses an apparent behaviour with two convex interfaces, （b） the solution satisfying the existence criterion is always unique near the relatively stable state of system. Theoretical analysis is qualitatively consistent with the experimental results obtained.     

内行看门道——————《奥运中的科技之光》评介

奥运百年梦圆,举国一片欢腾. 媒体热闹非凡,书市空前活跃. 且看屏幕、书店,奥运题材、 体育题材的,比比皆是,层出不穷. 虽说鱼龙混杂,但也涌现出一批经得起时间考验的上乘 之作,笔者手头的《奥运中的科技之光》$^{[1]}$就是一本值得推荐的好书. 作为中国力学学会``大众力学丛书'最先问世的一本(该丛书第一辑有5本),一上市,就受 到了读者的热烈欢迎. 根据``中国图书出版网(www.bnpcn.com)'2008年7月16日的报道, 在北京图书大厦(2008.7.7$\sim$7.13)销售排行榜中,高等教育出版社(蓝色畅想)的《奥运 中的科技之光》在科普类图书中名列第二. 不久前,我们的力学科普代表团出访宝岛台湾, 以大众力学丛书先出的三本书$^{[1\sim 3]}$馈赠给那里的力学同行,他们爱不释手,争相阅读,最后作为奖品,发给两岸中学生力 学竞赛的优胜者,《奥运中的科技之光》在彼岸也广受欢迎. 人们会问：为什么此书能在书海 中脱颖而出？是什么吸引了读者有点苛刻的眼光？这里给大家细说端详. 《奥运中的科技之光》脱胎于电视节目``科技与奥运'的解说词,这档节目由中央电视台、 交通银行和武汉电视台联合摄制,此书收录的35篇作品由电视片的文字稿改写而成. 作者赵 致真先生曾任武汉电视台台长,是一位资深的科教影视编辑、知名的科普作家. 一年前他受 命担任节目主编之后,夙兴夜寐,奋战二百天,``几乎天天`三更暂眠,五更复起',先后披 览了几百册中文和英文原版书籍,下载了海量的中外网页,`恶补'了一把体育运动 知识$\cdots\cdots2008-8-72008-08-08http://lxsj.cstam.org.cn/CN/10.6052/1000-0879-2008-393http://lxsj.cstam.org.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=137837奥运;科技;评介;题材;体育/qk/93530X/200804/27976463.html''(见作者的后记$^{[1]}$). 正因为有这样严谨、勤奋的精 神,使他充分掌握了相关资料, 并殚精竭虑地加以提炼、剪裁,写成了一篇篇有力度的佳作. 俗话说,``外行看热闹,内行看门道'. 就体育竞技而言,这里说的``内行'有两种. 一种 是体育竞技实践及其技巧的内行,如教练员和运动员,也包括一些资深体育``粉丝',他们 对一些体育项目的规律、技巧和要领了如指掌,或能运用自如,或能击节欣赏;另一种是体 育科技的内行,如体育教授和经过``修炼'的体育科普作者,他们对体育项目的内在机理乃 至体育设施的性能特点深有体会,因此,更能心领神会地把握体育竞技,欣赏它们的内在美. 本文所说的内行指的是后一种,此书作者是这一意义下的内行. 要掌握体育竞技的内在机理,需要掌握广博的知识,包括力学、物理学、机械工程学、人体 解剖生理学、运动心理学等等,其中最重要的是力学. 正如武际可教授所说：``竞技体育运 动的目标是更快、更高、更强,其中绝大部分都和力学有关,所以本书的主题大致上可以说 是体育竞技与力学学科的关系. '$^{[4]}$. 读完了此书,读者会感受到力学的确无处不在. 此书涉及体育科技的各个方面,大体说来,可分为两大类. 一类是运动技巧的力学原理,包 括各类技巧的人体运动及其与运动客体的相互作用、运动客体的运行轨迹及其内在规律,例 如,撑竿跳高握杆点的运行轨迹、各种跳高姿势的重心运移及其优劣分析、田径运动员的重 心运动规律、投掷物(标枪、铁饼、铅球、链球等)的飞行力学、大小球(如足球、排球、 乒乓球、网球等)飞行中的马格努斯效应产生的轨迹(香蕉球、飘球、弧圈求等)、游泳赛跑 时所受流体阻力分析、赛艇帆船前行中的伯努利原理、跳水和体操动作中转动惯量控制、滑 冰滑雪的力学机理等等;另一类则涉及运动器械和设施的力学和物理原理分析,例如,测时 测距测速仪表的改进和原理、现代跑道的复合材料力学设计、球拍球鞋球衣泳装设计的力学 原理、球场跑道的力学设计、防护用具的力学机理等等. 总而言之,本书全方位地勾画了与 体育竞技有关的科学原理,真正做到了周光召院士的题词中所说的:``通过科学欣 赏体育,通过体育理解科学'. 此书付梓之前,笔者曾有幸通读过全稿. 听说此书作者毕业于中文系,因此,更以审慎的眼 光关注书稿中涉及的科学内容,特别是有关的力学叙述. 令人拍案惊奇的是,从这一角度看 来,全书几乎无懈可击. 可见作者的科学底子不薄,也可见他长期从事科普工作的功力. 全 书构思缜密,叙述生动,文笔简练,行文流畅,读来引人入胜. 综上所述,本书是一本不可多得的力学科普著作,无论哪一行读者,都会开卷有益. 让我们 在享用奥运``盛宴'的同时,也来享用一下这份``配餐'吧！而且,如果你愿意,还可以一 直享用下去.     

交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型

在一维交通流元胞自动机NaSch模型的基础上，优先考虑驾驶员的不确定性敏感预期行为， 将随机延迟过程放在确定性减速之前，从而建立一种新的一维元胞自动机交通流模型：敏感驾驶模型 （简称SDNaSch模型），并根据所给出的车辆状态演化的并行更新规则作了数值模 拟，模拟得到的基本图表明，与NaSch模型相比，道路交通量有较大提高，接近于实测数据 ，说明新模型能更贴切地描述交通现象；某些密度区域流量出现两个分支，表明在临界点附 近存在亚稳态；而且会出现畅行相与阻塞相的相分离界面. 从车辆速度分布演化的时空斑图 ，可以看到宽幅运动阻塞相的出现以及畅行相→宽幅运动阻塞相和宽幅运动阻塞相→畅行相 的相变. 接着，计及实际交通情况，考虑行驶车辆中一部分是敏感驾驶，而其余车辆按NaSc h模型规则行驶，数值模拟结果进一步证明，敏感驾驶因素对车流的作用是很大的，随着敏 感驾驶车辆的增多，道路容量也随之提高. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 亚稳态 相分离 交通相变     

ASYMPTOTIC ANALYSIS OF A CLASS OF NONLINEAR OSCILLATION EQUATION IN ELECTRICAL ENGINEERING

ＡＳＹＭＰＴＯＴＩＣＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＡＣＬＡＳＳＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＯＳＣＩＬＬＡＴＩＯＮＥＱＵＡＴＩＯＮＩＮＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＣｈｅｎｇＹｏｕ－ｌｉａｎｇ（程友良）（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＣｏｕ...