2013年, 第37卷, 第3期　刊出日期：2013-06-15

  

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机械与电子控制工程
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  可自恢复的数字图像认证算法研究

  宋伟

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 1-7. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.001

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  数字图像认证算法是数字图像完整性保护的有效方式,它通过认证信息的生成、嵌入、提取和检测,实现对数字图像内容真实性的有效检测,对篡改区域的准确定位和一定程度的内容恢复.一直以来,图像认证都是学术界和工业界长期关注的焦点,为此,本文论述了图像认证的相关算法和基本机制,并结合当前信号处理发展的状况,对该领域有待进一步的研究方向和可能的解决方案给出一些建议.
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  基于智能通信平台的语音社交功能研究

  宋飞;吕光旭;张思东;张宏科

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 8-1. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.002

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  通过研究社交网络对于语音通信的要求,提出一种基于智能通信平台的语音社交功能实现方案,并对其应用前景进行了阐述.开发过程选取Android系统为例,分别描述了SIP(Session Initiation Protocol)接口、编解码器工作模式、语音传输流程、通话迁移及图形用户界面等关键技术.为了验证语音社交功能,搭建了多智能终端和多操作系统版本的拓扑环境.从基本语音社交通信、通话迁移和有效通信距离3个方面分别进行了测试.结果表明该方案能够满足用户基本的语音社交需求,系统操作简便且运行稳定.
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  基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

  陈杰;杜会卿;王磊;刁利军;刘志刚

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 14-18. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.003

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  提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响,提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环,有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻,达到了抑制不平衡负载和非线性负载的目的.最后搭建了基于S Function的虚拟DSP系统仿真模型,并通过实验验证了这种控制方法的优越性.
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  基于综合环境控制的室内变电站通风方式

  郭盛;黄伟;薛林;茅正平

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 19-26. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.004

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  室内变电站环境采用新风设备与空调制冷结合的方法,实现对温度、湿度、SF6有毒气体的综合控制.根据室内外环境综合因素,建立温度、湿度数学模型及SF6逸散规律的模型.模拟室内变电站送风口尺寸、送风口位置、送风温湿度和送风量对室内环境的综合控制,建立多种室内变电站通风方式模型,并在Fluent软件中进行温度和通风走势的模拟,通过对比分析得出最优通风布置模式.设计室内空气在微正压条件下,与室外进行可控流动,实现室内无尘新风层流补充的室内变电站综合保障系统试验台.在理论分析和模拟结果的基础上,测定室内变电站各环境因
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  基于六自由度并联机构的轨道板精调系统定位算法

  延皓;李长春;张金英;母东杰

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 27-31. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.005

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  针对客运专线CRTSII型轨道板的定位精度要求,提出采用六自由度并联机构作为铺设轨道板的定位机构,构造了相应的轨道板定位算法.依据全站仪对板上棱镜位置的测量结果,通过矩阵分析的方法辨识出精调系统车体坐标系和轨道板坐标系,再根据轨道板的目标位置,计算并联机构的调整量并实现一次性精确定位.试验结果表明:采用此方法轨道板的定位误差能够不大于0.3mm,满足了施工技术要求.
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  基于大涡模拟的液滴蒸发液相传热过程

  赵鹏;李国岫

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 32-36. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.006

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  建立了燃油液滴蒸发瞬态气液两相流大涡模拟流体体积(VOF)模型,综合考虑了气液两相流流场,气液相界面的温度梯度和浓度梯度等因素,研究了气液相温度梯度和雷诺数对液滴液相传热的影响.研究结果表明:随着温度梯度的增大,液滴温度显著提高,温度梯度越大,液滴温度增加幅度越大；雷诺数不仅能够影响液滴周围流场的分布,而且还引起液滴内部温度场分布的变化；随着雷诺数的增大,液滴内部加热区域逐渐均匀,雷诺数越大,液滴的温度越高.
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  喷涂制备聚合物太阳能电池阳极缓冲层中所用溶液浓度对器件性能影响机理

  陈征;邓振波;周茂杨;殷月红;杜海亮;邹业;伦建超;王永生

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 37-40. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.007

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  以在空气中结构稳定和电导率高等特点的PEDOT:PSS为样本,针对溶液浓度与喷涂薄膜成膜特性及在此基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池器件,进行了表征和分析.结果表明:器件的电流密度和效率随喷涂溶液浓度增大而提高的原因是喷涂溶液浓度的增加导致所制得薄膜的表面粗糙度增大,从而增大了与体异质结的接触面积,提高了载流子的传输和收集效率；在采用浓度为66.67;的PEDOT:PSS水溶液喷涂制备的缓冲层基础上制备的P3HT:PCBM体异质结聚合物太阳能电池,短路电流达到12.08mA/cm2.
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  纳米管阵列光催化降解TVOC的速率数学模型

  王敏;贾力;邓双梅

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 41-45. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.008

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  基于菲克定律和质量守恒原理,建立了TVOC分子在纳米管内的质量传递方程,推导出了纳米管阵列(TNAs)的TVOC降解速率数学模型,模型表明:随着管长的增加,降解速率增加；存在最佳管径使降解速率达到最大.采用管径为60 nm、75 nm、90 nm,管长为1.1μm和2.3 μm的TiO2纳米管,对初始浓度约为10 mg/m3的TVOC气体进行了光催化降解实验,估计了模型中的参数,同时计算出了相应实验条件下纳米管内TVOC降解速率的模型值.对比分析模型结果与实验结果,表明:TVOC初始浓度一定时,TVOC的
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  Fenton试剂氧化法深度处理青霉素废水

  张士超;姚宏;王钰楷;马友千;田盛;于晓华

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 46-51. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.009

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  采用Fenton氧化技术深度处理青霉素废水,通过单因素试验,研究了pH、H2O2/Fe2+的摩尔比值、H2O2的投加量和反应时间T,4个因素对COD的去除效果及各因素间影响.结果表明:处理废水的最佳条件为废水初始pH为3,H2O2/Fe2+的摩尔比值为1∶1,H2O2的投加量为300 mg/L,反应时间为60 min,此时COD的去除率高达59;左右.在单因素基础上,使用Design Expert软件设计,通过二次回归得到COD去除率与废水的初始pH,H2O2/Fe2+的摩尔比,H2O2的投加量关系的回归
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  基于应力强度干涉模型的疲劳损伤

  宋占勋;方少轩;谢基龙;杨广雪

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 52-56. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.010

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  基于Miner法则,分析了阶梯谱级数对疲劳寿命精度的影响.建立了变换的S-N曲线与阶梯谱拟合曲线的应力强度干涉数学模型,采用参数求解的数值解析法,得到参数并推导出了疲劳损伤的积分公式.对铁路货车转向架侧架运行36万km(一个段修期)内,分阶段的多次载荷谱测试数据进行分析,发现随着各阶段阶梯谱离散级数的增大,损伤成收敛趋势,寿命预测精度提高.采用本文的分析方法,建立了侧架一个段修期的载荷谱概率模型,可预测侧架的寿命及可靠性.
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  基于ANSYS/LS-DYNA的车轮椭圆化对轮轨滚动接触的影响

  周素霞;郑晓阳

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 57-61. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.011

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  运用Proe、Hypermesh建立了二维轮轨接触有限元模型,通过动力分析有限元程序AN-SYS/LS-DYNA,采用隐式显式分析方法计算了车轮椭圆化情况下的轮轨滚动接触.仿真结果分析表明:当椭圆化车轮长轴与轨道接触时,轮轨垂向接触力最小,当椭圆化车轮短轴与轨道接触时,轮轨垂向接触力最大,这样将导致车轮的椭圆化加剧,进而轮轨垂向接触力也增大,周而复始,会造成对车轮和轨道的破坏.轮轨垂向接触力随着车轮椭圆化的加剧和车速的提高而增大,且椭圆化波深比速度的影响更为显著.行驶路程相同的情况下,椭圆化车轮的车轴垂向
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  富水砂卵石地层大直径盾构刀具的磨损与适应性

  王振飞;张成平;张顶立;孙毅

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 62-67. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.012

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  以北京地下直径线盾构隧道试验段工程为依托,基于现场实测数据,系统分析了富水砂卵石地层大,直径盾构施工刀具的磨损规律及磨损原因,并对不同类型盾构刀具在该地层条件下的适应性进行了研究.结果表明:地层中卵石和砂的含量变化明显且存在强度很高的胶结物是刀具产生严重磨损的主要原因；单刃滚刀除有一小部分偏磨损坏外,其余均未出现严重磨损,更换较少,对该地层具有较好的适应性；重型撕裂刀在短距离掘进后即发生刀头脱落的情况,对该地层的适应性差；正常掘进过程中,外周边滚刀掘进距离约为120 m,刀盘中间部分的滚刀掘进距离约为23
土木工程
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  基于强度折减法的隧道洞口土质高仰坡开挖稳定性分析

  张优利;刘胜春;周朋;杨克文;梁顺

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 68-72. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.013

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  基于强度折减法对某公路隧道洞口高仰坡稳定性进行三维分析,并计算不同坡率对仰坡稳定性的影响.以实际工程为依托,在分析中充分利用强度折减数值计算法的优点,在模拟隧道开挖及仰坡加固的基础上计算各种工况安全系数,本文所采用的方法可为今后类似工程提供一定借鉴.
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  青藏铁路风火山隧道气温轨温试验及无缝线路设计

  张向民;高亮;曾志平;孙永宁;梁飞

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 73-78. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.014

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  研发了适合青藏高原恶劣气候环境的气温轨温自动采集存储系统.首次对青藏铁路风火山隧道内外的气温和轨温进行了为期1年的连续测试,获得了其变化特点.在此基础上,进行了风火山隧道无缝线路锁定轨温设计.利用有限单元法建立了无缝线路轨道结构的有限元模型,分析了风火山隧道无缝线路采用长钢轨贯穿隧道布置方式的可行性,计算了轨温过渡区的钢轨温度力梯度和最大钢轨伸缩位移.计算结果表明:当轨温过渡区长度为30～50 m时,风火山隧道无缝线路可采用该种轨条布置方式,但需要布置一定数量的防爬设备.
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  盖挖逆作施工过程中城际铁路运营与地下结构的动力响应

  张骏

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 79-86. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.015

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  铁路上海西站地下南北通道和相关工程地铁15号线A区位于铁路站场下,地下共3层,鉴于铁路上海西站沪宁城际铁路已开通运营,地下二层、三层采用盖挖逆作法进行施工.为确保地下结构工程施工期间的结构本身以及铁路运营安全,针对施工工况,分析了列车运营性能和地下结构的动力响应,评判了施工过程地下结构的动力性能和沪宁城际铁路列车的运营状态,提出了地下结构施工期间列车合理运行速度的建议.
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  大跨度复杂地层地铁车站施工诱发地面沉降的工序对比

  谢晋水;许兆义;李丽;骆建军

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 87-91. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.016

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  结合北京某地铁车站的工程特点和施工方式,选取典型的监测点,对车站主体工程的侧洞和中拱施工过程引起的地面沉降进行了监测,以现场实际测试数据为基础,分析了地面沉降的规律.研究表明:当侧洞施工时,监测点的沉降数值基本相同,而在中拱施工时,中间监测点比两侧监测点的沉降数值大很多；侧洞施工时的群洞效应是造成侧洞比中拱施工时地表沉降数值大得多的重要原因；选取的监测断面,侧洞施工和中拱施工对地面沉降的影响范围均在10 m左右.通过对不同施工步序地面沉降量的对比分析,明确了诱发地面沉降的主要工序和防治重点.
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  支持向量机的既有地铁变形监控智能预测

  邱冬炜;梁青槐

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 92-97. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.017

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  以中国广州新建隧道下穿既有地铁2号线工程为背景,研究对运营地铁隧道实施自动变形监测中智能变形预测的方法.针对地铁监测数据量大、变形分析困难、预测准确率低的技术难题,提出一种基于PBIL支持向量机的地铁智能变形预测模型.通过用基于概率分析的PBIL算法,实现对支持向量机的关键参数组合的精确优化设定,提高了模型的变形预测能力.通过广州地铁穿越工程变形监控工程的应用,该预测方法显示了较高的预测能力和实用性,有效地解决了在条件复杂、环境干扰的地铁运营中较难准确全面监测预警的问题.
交通运输工程
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  北京正阳门城楼周边路面交通振源特性的现场调查

  宋琪;陈文化;郭家奇

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 98-10. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.018

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  正阳门地处北京南北中轴线上,城楼东、南、西侧被交通道路环绕,繁忙的路面交通引起的环境振动必然对正门城楼及箭楼产生危害.路面交通振源特性是振动危害的基础.本文通过正阳门地区的现场交通调查,总结正阳门地区的路面交通的特点,为路面交通振源特性的研究提供现实依据,在此基础上,通过车辆振动系统模型建立动力方程求解,得到车辆振源的表达式,再依据现场交通调查的统计数据,确定了路面上不同类型车辆的振动表达式,为进一步研究城楼与箭楼对路面交通振源的动力响应提供参考.
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  减震榫设计及试验研究

  孟兮;倪燕平

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 103-106. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.019

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  结合高速铁路桥梁抗震设计的需要,基于支座功能分离的设计理念,对现有防落梁装置的结构进行了改进,设计出上端线性,下端等强度的减震榫结构.通过对3种常用截面减震榫的延性分析,确定了圆形截面作为减震榫的合理截面形式,对两根等尺寸减震榫进行了拟静力试验,结果表明:减震榫具有稳定的滞回性能和良好的塑性变形能力,是一种理想的耗能元件.
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  用和声搜索算法求解技术站列车解编方案

  黎浩东;宋瑞;何世伟;刘星材

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 107-111. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.020

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  确定到达列车的解体顺序和出发列车的编组顺序(即列车解编方案)是技术站编组调机运用计划的核心问题.本文为解决该问题,构建相应的优化模型,利用结合邻域搜索的和声搜索算法进行求解,采用目标函数值评价新的和声,邻域搜索策略用于获取新的和声.最后利用算例对所设计算法的求解效率进行分析验证,表明:算法收敛速度较快,而与邻域搜索策略的结合,有利于扩展其搜索范围与提升全局搜索能力,降低对选择概率的依赖.通过对不同参数条件下计算时间的测试说明,所设计算法能够满足技术站编组列车解编方案编制的要求.
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  基于Kalman滤波的地铁换乘客流预测

  熊杰;关伟;孙宇星

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 112-116. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.021

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  针对地铁换乘通道的换乘客流量,提出了利用Kalman滤波进行短时客流量预测的方法.基于Kalman滤波原理对地铁换乘客流系统构建状态方程,并根据历史数据对状态方程中的状态转移矩阵进行标定,然后运用灰色关联分析的方法来确定该状态转移矩阵在待预测时间序列上的值,进而实现客流量的预测.以北京地铁西单站换乘通道为例,从平日和假日两方面分别对该换乘通道一周内,早高峰时期客流量进行了短时预测.
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  基于多商品网络流理论的铁路车流分配及径路优化模型

  温旭红;林柏梁;王龙;陈雷;纪丽君

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 117-121. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.022

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  根据多商品网络流理论构建铁路车流分配及径路优化模型,模型中设置0-1型决策变量表示该股车流是否通过路网中的弧段,使优化结果既能体现各个弧段的车流构成情况,又能反映每股车流的走行径路.模型的约束除了考虑传统模型中的弧段通过能力限制和车流不可拆散的原则外,将路径的合理绕行纳入约束体系,使结果更加符合铁路运输实际.最后,在MATLAB软件中调用CPLEX优化器,采用模拟车流OD数据在我国某地区局部路网中对模型进行验证.结果表明该模型能得出比较理想的车流分配的优化方案,验证了模型的合理有效性.
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  供应链网络风险传播SIS-RP模型及仿真

  杨康;张仲义

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 122-126. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.023

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  将复杂网络病毒传播动力学中的易染状态-感染状态-易染状态(SIS)模型引入到供应链风险传播研究中,建立了供应链网络风险传播模型(SIS-RP).并以小世界网络为例,从整个供应链网络角度对SIS-RP模型进行了仿真分析.研究表明,各企业应对风险干扰能力的提高能很好遏制风险在供应链网络中的传播,SIS-RP模型能在一定程度上反映风险在供应链网络中的传播演化过程,初步验证了复杂网络理论在研究供应链风险传播问题方面的适用性.
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  基于复杂网络理论的山西煤炭运输网络复杂性分析

  乔金锁;王喜富;沈喜生;石亮

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 127-132. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.024

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  基于复杂网络的基本理论,阐述煤炭运输网络的基本概念及构成,构建了煤炭网络拓扑结构模型,并针对山西煤炭运输网络,分析其内部和外部复杂性,建立网络复杂性评价指标体系.通过定量计算与分析,确定山西煤炭运输网络是无标度网络,对建立和完善山西煤炭运输网络结构体系、优化网络效率具有重要意义.
应用数学
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  金融危机传染的非线性相似模型

  惠晓峰;刘琳;邵颖峰

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 133-138. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.025

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  采用相空间重构和改进符号的非线性动力学相似性模型,研究了2007-2012年全球金融危机前后美国与英国、法国、德国、日本、中国金融股指的相似性.计算数据表明,各国的市场指数都在不同时段和不同程度对美国指数表现出动力学相似性,即经济繁荣阶段,美国经济影响其他国家；金融危机时期,危机也确实从美国传染到了他国市场.模型计算的走势及反应的现象证明使用改进符号的非线性动力学相似性模型适用于金融市场,是一种研究金融危机传染的可行新方法.
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  一类具有时滞的商业周期模型的Hopf分支

  于晋臣;彭名书;张彩艳

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 139-142. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.026

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  研究了一类具有时滞的商业周期模型的动力学性质,利用时滞作为分支参数讨论了平衡点的稳定性,以及由Hopf分支形成商业周期的条件,然后应用多时标方法计算出了时滞微分方程系统中心流形上的标准形,该方法在实践中比中心流形降维更容易实施.结论显示当时滞较小时,平衡点是稳定的(经济运行平稳)；当时滞达到临界值时,系统产生了Hopf分支(商业周期出现).
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  过程投影理论中的某些问题

  刘晓鹏;刘坤会

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 143-149. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.027

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  基于对测度论中的一个重要定理,即经典的符号测度Hahn分解定理及概率论中的Radon导数和条件期望的概念做出进一步推广的基础上,对随机分析中过程投影理论的某些概念给出了明确的定义并对与此有关的结论作了严格而详细的推证.
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  利用商运算计数简单四剖分

  潘立彦;刘彦佩

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 150-153. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.028

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  基于图的两类不同的商运算,提出了计数简单平面带根四剖分的新方法,得到了以内面数为参数的一个二次微分方程.通过等价变换和Lagrangian反演,计算出了给定内面数的这类图数目的无和显式.
工程基础科学
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  基于策略演化的股票市场元胞自动机模型

  姜爱克;李雪岩;李雪梅;李学伟

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 154-160. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.029

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  将基于Moore型邻居的投资者策略演化行为及策略演化效用函数引入投资者预期驱动的股票市场元胞自动机模型,对演化动力系统做了动力学分析,并研究了策略模仿行为对价格的影响.理论分析及计算机仿真结果表明:股票价格呈现基本面价值收敛,验证了动力系统的稳定性；引入基于Moore型邻居的策略演化规则后,投资者的策略选择出现明显的羊群行为,并且导致价格波动异常,价格发现效率降低；收益率峰度与投资者策略模仿强度有关.
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  城市边缘的山地规划

  石克辉;郭瑶;张红卫

  北京交通大学学报. 2013, 37(3): 161-166. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2013.03.030

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  通过对城市边缘概念的辨析,城市边缘区特点的剖析,以丹阳水晶山文化生态区概念规划设计为例,探讨在规划中,如何利用城市边缘地带特有的自然特色和文人特色.