北京交通大学学报

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孙溶辰;陶成;刘留;谈振辉

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 1-6. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.001

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我国高速铁路的快速发展迫切需要更可靠的传输技术以保障列车安全.MIMO分集技术中的极化分集和空间分集可以有效提高在城区富散射环境下的传输可靠性,但两者在高铁这种直射径较强环境下的分集性能需要进行分析研究.本文基于WINNERⅡ(Wireless World Initiative New RadioⅡ)D2a高铁信道模型对LTE下行链路在不同接入方式和不同列车运行速度下两种多天线(Multiple Input Multiple Output,MIMO)分集方法的误比特率(Bit Error Rate,BER

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基于三角波调制的毫米波光学倍频发生器

高嵩;裴丽;张义军

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 7-1. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.002

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提出一种使用双极马赫-曾德尔调制器(De-MZM)作为外部调制器,利用三角波调制得到各阶边带组成的调制信号的毫米波光学倍频(OFM)发生器.使用中心波长可调节的均匀光纤光栅(UFBG)滤出其中两个边带拍频得到毫米波信号,提高了生成毫米波信号信噪比,并实现了毫米波频率的可调谐.与传统的OFM发生器相比较,该发生器可以在较低的调制深度下得到较大的倍频因子,避免高频本地振荡器的使用,减少了系统成本并增加了系统稳定性,实现了倍频因子的可调谐.当倍频因子为10时,仍能获得信噪比较高毫米波信号.为了验证此发生器的可行

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光伏电池阵列改进MPPT控制方法研究

张俊红;魏学业;谷建柱;王立华

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 12-16. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.003

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为了提高光伏电池的转换效率,基于光伏阵列的数学模型,针对传统的定步长扰动观察法实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)时,存在的振荡现象和误判现象,提出了一种改进的变步长与功率预测相结合的扰动观察法.通过采用近似梯度法替代最优梯度法,并对外界环境发生变化时,采用功率预测的方法对多条特性曲线进行预估,来消除震荡和误判问题.本文给出了该方法的理论推导和Matlab仿真实现流程图.仿真结果表明,该方法能够显著提高MPPT的跟踪精度和速度.

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无线传感器网络蠕虫的传播与控制

傅蓉蓉;郑康锋;张冬梅;杨义先

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 17-21. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.004

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研究基于IEEE 802.15.4协议的无线传感器网络蠕虫传播方法,并根据IEEE802.15.4的固有特性,提出了网络环境自适应的节点免疫算法,算法通过本地及邻居信息选择免疫节点控制蠕虫的传播.针对提出的算法存在免疫过程容易陷入局部度风险最大点的问题,借鉴模拟退火算法的基本原理,提出了改进的自适应免疫算法.仿真实验表明,本文提出的算法可以通过免疫少量的节点有效的抑制蠕虫的扩散,提高了无线传感器网络抵抗蠕虫攻击的能力.

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基于灰度直方图的加权模板匹配法在摄像机标定中的应用

李小利;阮秋琦;阮成雄

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 22-26. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.005

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采用基于灰度直方图的加权模板匹配法实现摄像机的标定.首先以一个游标卡尺作为目标采集图像,此采集图像作为后续分析的同时用于模板的多处提取；提取的每个模板都将用于后续的模板匹配来提取目标区域(Region of Interest,ROI)；匹配所获得的所有目标区域二值化后并旋转90°,以提取其水平方向的灰度直方图；所获得灰度直方图经过优化获得单一峰值后用于获取测量精度；最终标定出的测量精度是由所获得的所有测量精度值进行可信区间的加权平均决定的.本文所采用的加权模板匹配方法不仅降低了单一模板匹配的风险,而且充分

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基于多尺度空间PCNN模型的图像分割算法

杨娜;陈后金;郝晓莉;李艳凤

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 27-30. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.006

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运动车辆图像中车牌具有所占比例小、位置不固定和大小不一的特点,因此,对车辆图像分割时车牌区域容易产生过分割与欠分割问题.脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)被誉为“第三代神经网络”并广泛应用于图像分割.在利用PCNN模拟人类视觉的图像分割过程中,由于传统PCNN模型中的连接矩阵使用固定值表示,使得PCNN模型不能满足图像分割时尺度变化的需求.为了解决这个问题,本文提出了基于多尺度空间PCNN模型的车辆图像分割算法,将尺度空间引入PCNN模型,使PCNN模型

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瞬变电磁法影响感应电压的因素

朱希安;杜亚娟

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 31-35. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.007

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采用折线逼近法对瞬变电磁法层状介质正演计算中频谱法计算方法进行了改进,利用贝塞尔函数的大宗量渐进特性,将积分区间[0,∞]划为[0,λ0]和[λ0,∞]进行分别计算,克服了常规频谱法计算中贝塞尔函数无穷积分计算复杂度较高的缺陷.结果表明,改进后的计算方法简单,计算效率得到显著提高.同时,本文还深入研究了采用这种方法对影响感应电压的因素及各种不同的地电模型的影响.研究结果表明,感应电压随着发射磁矩的增加而增加,感应电压随着线圈置于地面之上的高度的增加而减小；瞬变电磁对低阻的反映明显好于高阻.这些理论模拟结果

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基于多观测方程融合的北斗卫星周跳探测方法

戴连君;唐涛;蔡伯根

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 36-43. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.008

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列车在利用北斗卫星载波相位高精度定位时,载波相位数据需要进行周跳的探测与修复.由于载波观测方程受接收机钟差、电离层延迟、对流层延迟和多路径等误差的影响,对一个观测方程使用卡尔曼滤波法探测周跳有其局限性.本文提出多观测方程融合法探测周跳,利用自适应卡尔曼滤波对多观测方程分别进行探测,得到相应的探测结果和协方差矩阵,并通过加权最小二乘法进行融合,求得最优的周跳结果.经实测数据计算,本文提出的方法能够判别北斗卫星的钟跳和周跳,同时具有减小误差影响,提高特殊组合情况下的周跳探测能力,且探测精度高.

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基于LMS算法对数字通信接收器中载波恢复系统的研究

井庆丰;石磊;仲伟志;陆宇平;严晓菊

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 44-48. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.009

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利用LMS算法构成数字通信接收器的载波恢复系统,能够使单频率和多频率的正弦相位抖动,对多普勒频移造成的相位偏移进行自适应补偿.本文在给出算法的补偿原理后,利用Matlab仿真环境,以8PSK信号为例对补偿过程进行分析,利用学习曲线的分析研究了系统的收敛性能,利用信号星座图和相位差功率谱直观看出了算法的补偿效果.结果证明:对单频率相位抖动能够衰减25 dB左右,双频率能够衰减15 dB左右；经系统补偿后信号和只含有高斯白噪声的数字信号星座图非常接近.

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多路径并行传输的临界条件研究

刘畅;宋飞;张思东

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 49-56. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.010

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在使用多路径并行传输时,路径差异引起的数据乱序是不可避免,这会导致多路径的传输性能大幅度下降,甚至低于单路径.本文利用路径延时、带宽和接收缓存大小这3个属性,建立网络传输模型.通过模型分别计算单路径和多路径的传输速度并进行比较,最终给出多路径优于单路径的临界条件.临界条件的最终结论分为公式形式、推广形式和简化应用方法.最后通过网络测试结果,对上述结论进行了验证.

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应用于无线体域网2.4 GHz超低功耗唤醒接收机的设计

骆丽;吴凤姣

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 57-62. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.011

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实现了一个基于不定中频结构的唤醒接收机,其中本振信号由环形振荡器产生,高Q值滤波匹配网络由外接电容和电感组成.本接收机采用工作于亚阈值区的MOS器件大幅降低电路总功耗,实现超低功耗；采用不定中频技术降低对本振信号的精度要求,从而降低振荡器的设计复杂度和功耗；采用双栅结构合并射频放大器和混频器,简化射频前端的设计并降低功耗.4级差分放大器电路作为中频放大器,在34μA低电流下实现了50 dB以上的增益和60 MHz以上的-3dB带宽,实现了对中频信号的滤波和放大.本接收机采用SMIC0.13 μm工艺,开关

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一种基于PDBMLCA聚类的网络突发事件发现算法

温源;王星;刘云;行新香

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 63-67. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.012

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针对目前网络信息爆炸式发展的状况下,需要及时了解和掌握网上重要信息及追踪网络事件进展,给出了一种突发事件发现算法.该算法通过引入文本词语的突发度量值,考虑位置对词语权重影响等因素,提高了计算权重值的准确度.根据基于预设密度的最大链路算法,在平均半径的范围内,满足一定条件的文本集合连成一条链路,进而形成一个类簇相似的文本以类簇为类.该聚类算法在结合突发值及位置影响等因素下,能够合理的划分一段时期内的文本并归属相应的主题.实验结果表明,该算法在发现突发事件中有较好的效果.

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规模充电设施接入对配电网的影响及应对措施

张帝;姜久春;杨玉青;张维戈;孙丙香

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 68-73. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.013

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梳理了国内电动汽车的政策背景和发展历程,以国家及北京市政府报告及规划文件的数据为依据,采取等比例放大的方法,预测了北京市2020年电动汽车的总量、各类电动汽车的组成数量、负荷总量和充电站规模,分析了规模充电设施接入对城市配电网的影响,提出通过有序充电引导、制定有效价格机制、合理优化充电站布局和引入新能源等措施,降低用户的电费成本,改善负荷特性,应对局部配电网充电功率聚集的问题.文中的仿真实例及对不同价格机制下充电电费的测算结果为上面措施的实施提供了依据.

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串联电池组的SOE估算方法

龚敏明;王占国;马泽宇;郭宏榆;文锋

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 74-78. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.014

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针对基于剩余容量的电池使用能力描述方法不能线性对应车辆行驶里程的问题,分析了电池充放电能量的计算方法和影响因素,通过建立单体电池能量状态(State Of Energy,SOE)的定义和估算方法,提出了电池组最大可用能量的概念和串联电池组SOE估算方法,为纯电动汽车行驶里程的准确估算和串联电池组均衡维护提供理论依据.

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电动汽车充电机输入阻抗特性分析

李晶;姜久春;牛利勇

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 79-84. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.015

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针对电动汽车充电机与电网之间的相互作用问题,借鉴DC/DC模块之间相互作用的研究方法,将充电机与电网之间的相互作用问题转化为研究充电机输入阻抗与电网输出阻抗之间的问题.由于电动汽车充电机的输入部分为三相PWM整流器,在d-q坐标系下建立了降阶的三相PWM整流器小信号模型,推导出其开环与闲环输入阻抗表达式.研究充电机输入阻抗随电网电压波动,PWM整流器输出电流、电感寄生电阻和电容寄生电阻,以及电压控制环路和电流控制环路对输入阻抗的影响.

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基于VME的通用列车网络控制设备设计方案及实现

严翔;王立德;申萍;宋娟

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 85-91. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.016

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分析基于VME总线的通用列车网络控制设备的软、硬件设计方案和关键子卡的实现原理.通过功能板卡的不同配置,既可以配置为具有MVB总线管理功能的车辆控制单元VCU,也可以配置为具有信号采集和输出的远程输入输出单元RIOM.设备具有MVB总线管理功能,支持MVB过程数据、消息数据和监视数据的MVB网络通信,用户利用配套的网络配置监视软件可以对网络设备进行参数配置,实现MVB网络通信的同时,还能对网络上的各类MVB设备进行状态监控,最终该设计在轨道车辆牵引传动实验系统中得到验证.

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城市轨道交通混合型能馈式牵引供电装置

全恒立;张钢;阮白水;刘志刚;余龙

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 92-98. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.017

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24脉波整流器无法回馈列车再生制动能量,从而导致直流母线电压的急剧升高和能量的浪费,而地铁牵引变电站有限的预留空间无法容纳单独的能量反馈装置.为此,本文作者提出了一种混合型能馈式牵引供电装置,该装置由12脉波整流机组和PWM整流器组成,PWM整流器在双向变流的同时还对12脉波整流器进行谐波补偿,该装置兼具了两者的优点:能量双向流动、直流电压可控、谐波含量低、过负荷能力强和设备空间需求小.本文对这种牵引供电装置的工作原理和控制策略进行了分析,并通过仿真和现场实验,对其实际效果进行了验证.

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高速动车组车速对弓网离线电弧放电的影响

马云双;刘志刚;闻映红;马岚;张金宝

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 99-10. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.018

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高速动车组列车运行时的车体振动使得受电弓和接触线之间产生电孤放电,从而产生电磁骚扰,研究由弓网离线电弧放电形成电磁骚扰的特征,为评估电磁骚扰对动车组安全的影响提供依据.本文针对动车组极高的运行速度与高速接触网系统振动方程导出弓网的离线概率、弓网接触力和接触线动态抬升量与速度的关系；建立了弓网电弧放电模型,对弓网电弧离线放电的电磁骚扰进行仿真；最后,分析了不同车速条件下,弓网离线电弧放电电磁骚扰发生的频率、大小的变化趋势.

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电场分布对射流等离子体生成特性的影响

刘文正;张蓉蓉;孙光亮

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 104-107. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.019

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为了研究电场分布对射流等离子体生成特性的影响,运用有限元分析软件Ansoft Maxwell,对柱-环、柱-三环、柱-螺旋管、柱-管4种不同射流等离子体电极结构下的电场强度及均匀度等参数进行了电场仿真计算,模拟起始放电前不同电极结构下的电场分布情况.分析电场强度及均匀度等参数对射流等离子体生成的影响,结合相应的实验进行验证.仿真和实验结果表明:4种电极结构的最大电场强度差别不大,起始放电电压大致相同；柱-环电极电场分布最不均匀,容易向弧光放电转化；柱-管电极电场分布最均匀,强电场区域大,易于生成大量稳定的

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基于遗传算法的电力机车优化操纵方法

张勇;谭南林;董晖

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 108-113. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.020

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铁路运输部门是国民经济中耗能最大的单位之一,其节能研究具有重要意义,通过改进机车的操纵方法以实现列车的节能运行,是一条经济有效且直接可行的节能途径.本文通过对东风-济南西HXD3型电力机车的实际运行数据的计算,得出了电力机车的基本阻力、坡道和曲线等附加阻力等参数,给出了一种间接计算电力机车能耗的模型,使得在未记录电表值情况下能够给出能耗的参考值.将计算值与实际能耗进行比对,模型的准确率在90;左右.同时以东风—王村区段为例进行了操纵方法寻优,选取该区段的8个信号机的位置作为关键点,并对各个关键点进行了速度

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添加K2ZrF6对钛合金微弧氧化膜层组织结构的影响

夏伶勤;韩建民;李卫京;杨智勇

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 114-118. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.021

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采用交流电源对TA15合金进行微弧氧化处理,研究了在NaAlO2-Na3PO4溶液体系中添加K2ZrF6对膜层组织结构的影响.利用XRD、SEM和EDS等手段分析了膜层的相组成及表面形貌,探讨了添加剂K2ZrF6对成膜速率、膜层结构的影响,借助热震实验研究了陶瓷膜与基体的结合力,并利用热阻隔性能测试评价了不同溶液中所形成膜层的热阻隔效果.加入K2ZrF6后,微弧氧化的成膜速率增加.SEM结果表明:K2ZrF6使膜层表面粗糙度降低,膜层内部缺陷减少.EDS线扫描分析表明:添加K2ZrF6后氧化膜层中出现大量

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一种基于灰色马尔科夫的大客流实时预测模型

杨军;侯忠生

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 119-123. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.022

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为分析和处理大型活动期间轨道交通大客流的预测预警问题,本文构建了一种基于灰色马尔科夫的大客流实时预测模型.以各类大型活动的历史OD客流数据为基础,利用灰色预测算法对客流数据建立灰色模型,然后建立马尔科夫修正模型,最后利用预测误差对灰色预测结果进行修正得到最终的预测大客流值.实验采用北京轨道交通OD客流数据和标准评价方法,实时预测五棵松体育馆举办的CBA决赛对五棵松地铁站产生的出站大客流,预测结果表明模型是有效的,对真实的大客流预测具有较好的效果.

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基于振动加速度的神朔铁路轨道状态评价模型

郭尽朝

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 124-128. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.023

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神朔铁路是国家Ⅰ级电气化重载铁路,目前神朔铁路上只有一种检查列车行驶过程中轨道状态的工具,即便携式添乘仪(简称添乘仪).与添乘仪配套的数据分析软件是主要分析处理振动加速度数据的工具.但该数据分析软件对振动加速度数据的分析不足,不能满足轨道精细化管理的需求.本文根据轨道状态管理需求分别在空间和时间维度上,建立了两个利用振动加速度数据评价轨道状态的模型:超限密集度模型和超限重复度模型.在神朔铁路运用一年来的结果表明:这两个模型能够更加客观和合理地评价轨道状态,有助于提高养护维修作业的效率和针对性.

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次优拥挤收费的随机双目标模型

鲍月;徐猛;高自友

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 129-133. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.024

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次优拥挤收费是缓解交通拥挤的一种有效手段,但可能产生不公平等问题,遭到大众反对.本文综合考虑系统总阻抗和公平性指标,将两者同时作为拥挤收费的目标函数,力图在缓解拥挤的同时,使得由于收费产生的不公平性最小.由于网络规划者有时候必须在不确定的环境下做出收费决策.本文将实际情况中出行需求的不确定性考虑到拥挤收费的决策过程,建立随机双目标的次优拥挤收费模型,以期得到的收费决策更加符合现实情况.对于这一模型,本文采用基于随机模拟的遗传算法进行求解.最后给出一个数值算例对所提出的模型和算法进行验证,说明综合考虑系统总

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交通拥堵持续时间的非参数生存分析

杨小宝;周映雪

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 134-137. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.025

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采用生存分析的非参数方法,建立基于风险的交通拥堵持续时间模型,根据北京市三环快速路的交通流数据,对三环道路交通拥堵持续时间进行了估计.结果表明:三环各路段的拥堵持续时间56;在4 min以内,90;在12 min之内；当拥堵持续时间超过12 min之后拥堵结束的可能性小于10;.外环比内环更容易发生拥堵,但当拥堵发生后内环的拥堵持续时间更长.

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基于生命周期评价法的能源草环境影响及综合效益评价

卫振林;刘冬杰;刘文宇

北京交通大学学报. 2013, 37(2): 138-143. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.02.026

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面对世界能源的紧张局势,开发利用环境友好的、可再生的生物燃料专用型能源草进行纤维素乙醇制备显得尤为重要.因此,建立一个全过程的能源草制备纤维素乙醇生命周期环境影响评价模型是十分必要的.本文依据生命周期理论,首先对能源草制备纤维素乙醇的过程进行生命周期的清单分析,在此基础上,利用BP神经网络和AHP-FCE法对能源草从种植到纤维素乙醇制备过程中的环境影响及综合效益进行了评价.研究结果表明,从可持续发展的角度讲,能源草作为替代能源具有很好的应用前景,且象草综合效益最优.

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2013年, 第37卷, 第2期　刊出日期：2013-04-15

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