北京交通大学学报

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安毅;蔡伯根;宁滨;王剑;上官伟

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 1. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.02.01

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北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累(SDCI)的短时匹配滤波器(STMF)和快速傅里叶变换(FFT)运算(STMF-FFT).为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明:本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.

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射频开路阻抗标准器定标方法研究

陈嵩;沙长涛;谭剑勇

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 8. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.02

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为了使射频阻抗测试仪器在对元器件进行测试时能获得准确可靠的测试结果,测试前必须对仪器进行校准,消除不确定因素对测试结果的影响.射频阻抗标准器组件可使测试仪器内部存储的基准数据能够和国家阻抗基准建立溯源关系.本文对标准器组件中的开路阻抗标准器进行分析,通过理论计算和实际测量相结合,采用等效法及全频段插值计算法完成开路器的量值定标.

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基于多元线性回归的线性系统状态空间辨识算法

程轶平

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 13. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.03

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提出了一种新的多变量线性系统状态空间辨识算法.该算法采用多元线性回归,而不是传统算法中的子空间投影.首先通过多元线性回归获得系统的预估器马尔可夫参数,然后基于一个关鍵等式获得系统的预估器可观性矩阵与状态序列的乘积矩阵,接着通过奇异值分解得到状态序列,最终再次运用多元线性回归求得系统状态空间模型的各个矩阵.由于本文的算法是预估器式的,因此适用于开环和闭环辨识.基于AIC准则,设计了算法的阶次选择策略,通过仿真例子,验证了该算法的有效性.

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面向GPS、北斗和TD-LTE-A的多模可重构低噪声放大器设计

刘章发;陈杰

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 18. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.04

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基于SMIC 0.18 μm工艺设计了一个面向GPS、北斗和TD-LTE-A的多模可重构低噪声放大器(LNA),该电路可工作在2.6 GHz、1.575 GHz和1.207 GHz 3个波段.仿真结果表明,在3个频段内增益S21最大,分别能达到19.1 dB、19.5 dB和20.7 dB,噪声系数NF分别为4.5dB、3.5dB和3.1dB,三阶输入交调失真分别为-8.2 dBm、-8.7 dBm和-9.6 dBm.在1.8V的供电电压下,电路功耗不超过15 mW,在上述3个频段内稳定性均满足要求.

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采用UVM的数字抽取滤波器的验证

骆丽;程成

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 24. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.05

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采用通用验证方法学(UVM)搭建验证平台,以Sigma-Delta A/D转换器中的数字抽取滤波器为验证对象,重点分析UVM验证平台的设计方法.利用该UVM验证平台,产生随机化的测试向量,对数字抽取滤波器模块进行全面的验证,最终达到覆盖率要求.通过与传统定向测试平台的验证结果对比,可以得出使用通用验证方法学的验证效率与验证能力更高.

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基于元胞模型的列车运营能力研究

侯忠生;陈飞

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 29. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.06

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通过分析影响列车运营能力的主要因素,将运营能力转换为线路通过能力和折返站折返能力,从理论上分析线路通过能力和折返站折返能力.结合列车运行的实际情景,建立基于元胞自动机的列车追踪与折返模型,并通过Matlab编程对模型进行仿真实现;最后对实际在建的城市轨道线路郑州1号线进行模拟仿真,通过所建立的模型分析其运营能力,验证模型的可靠性和可行性,并结合实际情况提出了提升运营能力的措施或方法.

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基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

全宏宇;赵会兵

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 37. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.07

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CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随

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基于模型的无标识人体运动捕捉研究

张殿勇;苗振江

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 42. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.08

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无标识人体运动捕捉因其广泛的应用价值和学术价值一直是计算机视觉领域的研究热点.基于模型的无标识人体运动捕捉技术的研究目的,就是从单目或者多目摄像机图像中获得人体的运动姿态和人体模型的三维信息描述.本文从模型的构建、人体姿态估计和跟踪方法等几个方面分析了基于模型的运动捕捉的研究现状,最后阐述了该领域面临的难点问题及发展趋势.

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基于自适应耦合模型的运动目标跟踪方法

付文秀;李冰;温翔

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 50. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.09

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在跟踪目标快速运动和外形显著变化的任务中,现有跟踪方法经常存在目标跟踪丢失、误差较大等问题.为此本文提出一种新的跟踪方法,该方法采用的是基于改进码本模型的背景相减法检测运动目标,对检测出的目标构建耦合模型进行实时跟踪.另外,本文还讨论了模型中参数改变对跟踪失败次数的影响.实验结果表明:该方法在处理目标上述情景下的跟踪效果比较理想,并且一定范围内的参数改变对该方法的稳定性影响不大.

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单幅图像融合参考模型的三维人脸重建

李小利;阮秋琦;安高云;阮成雄

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 56. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.10

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基于单幅图像的三维人脸重建以其数据获取简易而具有广阔的应用前景.本文提出了一种融合参考模型的方法实现基于单幅图像的三维人脸重建,其主要思想是以球面调和函数表示图像的光照模型,从而建立图像的光照信息与深度信息之间的解析关系;进而可基于参考模型的深度信息获得输入图像的近似光照系数,再根据近似所得的光照系数恢复其深度信息.该法不仅可完全自动化地实现,而且因不需要多个人脸模型的信息而优于基于统计模型的三维重建;由实验中对不同库中人脸图像及真实采集的人脸图像进行重建的结果发现,本文提出的重建方法是切实可行的.

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基于颜色差分特性的图像篡改检测

卢燕飞;牛佩佩;周骥

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 61. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.11

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由于自然场景中目标物体表面的反射特性,以及图像采集过程中的CFA插值算法会使得图像三颜色分量之间具有相关性,特别是颜色分量的高频信息之间有近似相等的关系.拼接篡改操作会降低颜色高频分量的谱间相关性,同时也会给图像带来额外的高频信息.本文利用自然图像颜色通道高频分量之间的相关性,分析颜色差分图像中高频信息的分布情况来检测是否有拼接篡改操作.实验证明本文提取的高频特征分类效果较好,能够检测出图像的拼接篡改边缘.

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信息安全事件响应中的两个重要问题研究

高志民;刘吉强;王声远

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 68. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.12

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当IT系统发生安全事件时,响应时机判断和处理对象优先级选择是影响事件处理效率和成本优化程度的重要因素,这两个因素的判断结果取决于安全事件及相应的IT资产对业务运营的影响程度.本文就此提出一种基于业务运营绩效指标来定量计算安全事件对业务运营影响程度的分析方法,该方法以流转时间作为事件响应时机的判断依据,以流转率作为处理对象优先级选择的依据,使得分析过程更为精细,判断结果更为精确.最后,通过一个案例验证了该方法的有效性.

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兆瓦级直驱型风力发电系统的效率优化分析

尹靖元;金新民;吴学智;谢路耀;杨捷

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 74. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.13

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针对兆瓦级永磁直驱风力发电系统,对变流器和发电机效率进行了优化分析.分别建立了中点嵌位式三电平变流器的损耗模型和包括铁损在内的电机损耗模型,通过分析给定转矩下直轴电流与损耗的关系,得到变流器效率最优和发电机效率最优的直轴电流解析式,进而求出永磁同步发电系统整机效率最优解.通过仿真和2MW三电平背靠背永磁直驱风电变流器的实验样机表明,在不同转矩工作区域内,即可以分别实现变流器效率或发电机效率的最优控制,并能提高发电系统整体效率.

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1.5 MW风力发电机组动态载荷分析

苗风麟;施洪生;张小青

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 80. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.14

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风力发电机动态载荷是影响风机运行和寿命的重要因素,对动态载荷的分析一般采用模型仿真方法.本文针对1.5MW变速变桨风力发电机,基于Samcef for wind turbine(SWT)软件,应用梁单元和超单元进行了高精度建模.模型的控制部分利用曲线查询模拟.在额定风速的湍流风况下,对动态响应曲线、齿轮箱和主轴的两轴承处动态载荷进行了重点分析,揭示了曲线变化成因.通过与Blad-ed软件的仿真结果对比,证明SWT模型具有较高的有效性和参考价值.

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汽车尾气能量转换基础研究

卢艳霞

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 85. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.15

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利用汽车车辆排放的高温废气可以通过磁流体(MHD)能量转换发电机产生电能.此电能可以取代混合动力汽车中使用的交流发电机充电系统,且可为车载电能存储系统供电.通过数值模拟计算,磁流体发电机利用汽车尾气余热提高汽车的能量利用效率,汽车尾气可产生2.4 kW的能量.研究结果表明:磁流体能量转换发电机可适用于汽车尾气能量转换系统,可以将汽车尾气的能量转换效率提高至19.5;.将磁流体发电技术应用于尾气的能量转换,这在能量转换方面是一个新的概念.它不仅扩展出一个新的磁流体发电技术的应用领域,还提出了对于汽车尾气问题

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基于FPGA控制的航天电源控制器遥测遥控系统设计

王博宇;王旭东;游小杰;李虹;郑琼林

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 89. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.16

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为监测和控制航天器用电源控制器的工作状态,保障其正常运行,该系统接口采用协议芯片BU-61580.基于FPGA时序逻辑控制,设计一种MIL-STD-1553B.总线通信系统,并对该遥测遥控系统的通信硬件电路及时序逻辑控制进行了详细设计,在简化系统外围硬件电路设计的同时提高了集成度;最后,通过测试板卡对总线通信系统进行了遥测遥控测试,测试结果证明了系统的正确性.

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基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

周洁琼;王立德;王涛;申萍

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 95. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.17

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传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.

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基于OFDM的列车控制网络宽带系统

宋娟

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 101. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.18

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针对列车通信网络日益增长的带宽需求,提出一种TCN基带信号承载高频载波信号的信道共享解决方案,采用OFDM技术与TCN总线共用同一物理介质,在基带传输低速率、高可靠控制指令的同时,叠加更高频域的多媒体数据信息,实现信道复用.利用Matlab建立了列车控制网络宽带OFDM模型,并用FPGA实现了收发机样机系统,最后通过实验,验证了方案的可行性.

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MVB-Ethernet网关设计与时延分析

严翔;王立德;杨宁;申萍

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 106. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.19

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分析了一种多功能车辆总线和工业以太网协议转换网关,软硬件设计方案及其实现原理,该设备具有以太网和MVB跨总线通信能力,通过网络配置灵活的支持MVB过程数据,消息数据和以太网通信.分析了影响网关实时性的关鍵因子TCP时延,为了控制网络时延,分析和对比了3种不同的改进方案的实时性能,并对最优方案进行了时延计算和实验验证,实验结果满足列车网络通信实时性要求.

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基于Markov模型的电解电容可靠性评估

孟苓辉;刘志刚;王磊;刁利军;徐春梅

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 112. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.20

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基于Markov(马尔可夫)模型提出了一种对电解电容可靠性评估的方法.文中分析了电解电容的等效电路模型、老化损伤机理,通过RESR(等效串联电阻)表征了电解电容的失效率,然后将电解电容分为正常、老化损伤和完全失效三状态.根据马尔可夫模型建立电解电容的状态转移图,求出其可靠性,以开关电源的BUCK电路为例,通过仿真试验算出了电解电容实时的RESR和失效率,进而完成了对其可靠性的表征.

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基于指数函数的开关磁阻电机磁链非线性模型

徐建军;许振亮;王喜莲

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 117. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.21

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开关磁阻电机(SRM)的双凸板结构导致其运行时磁链具有非线性特点,因而精确建立电机的数学模型比较困难.在分析开关磁阻电机的非线性特性和磁链曲线后,提出了利用一种指数函数来构建磁链曲线的新型数学模型.结合Ansoft软件的电磁分析功能,利用Matlab软件搭建一台3 kW、12/8极SRM的控制仿真模型,在角度位置控制(APC)模式下进行了仿真分析,并与实验结果进行了比较,验证了该磁链非线性模型的准确性.

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基于稳定性分析的微电网变流器系统阻抗设计

马添翼;金新民;荆龙

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 123. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.22

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为解决微电网线路阻抗呈现阻性所带来的稳定性问题,采用控制提高微电网变流器的感性等效阻抗的方法被广泛应用.本文提出了一种微电网变流器系统阻抗设计方法,将微电网变流器的阻抗划分为内部阻抗和外部阻抗两部分.内部阻抗由微电网变流器的电压电流控制器、变流器侧滤波电感和滤波电容组成,外部阻抗由电网侧滤波电感和虚拟电感组成.采用伯德图对微电网变流器的内部阻抗传递函数进行了分析,得到了影响其阻抗特性的关鍵参数并给出了参考取值.建立微电网变流器并网状态下的小信号模型,给出了可提高微电网变流器稳定性的虚拟电感取值范围,采用定

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轨道车辆RAMS工程技术体系研究

王贵国;张荧驿;谈立成;李娜;曹源

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 130. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.23

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从国内外轨道交通发展行业趋势及轨道交通企业发展需求出发,阐述了建设RAMS工程技术体系的必要性,结合轨道交通车辆特点,在对全寿命周期各阶段RAMS工作项目研究的基础上,从RAMS管理、RAMS设计分析、RAMS信息和验证确认4个方面创建轨道车辆RAMS工程技术体系,并在产品项目中进行了应用,取得了良好的效果.该RAMS工程技术体系的研究和建设,对RAMS工程技术的发展和在轨道车辆产品中的应用具有推动性作用,对轨道交通车辆产品可靠性的提高具有重要的现实意义.

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基于乘积ARIMA模型的城市轨道交通进出站客流量预测

蔡昌俊;姚恩建;王梅英;张永生

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 135. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.24

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基于城市轨道交通自动售检票(Automatic Fare Collection,AFC)系统采集的进出站客流的历史数据,构建乘积差分自回归移动平均(Auto-Regressive Integrated Moving Average,ARIMA)模型,实现对进出站客流量的精确预测.通过自相关和偏自相关函数进行数据的平稳性和周期性分析,消除趋势性和周期性特征影响;考虑到处理后数据的周期性和短期相关性之间的乘积关系,构建乘积ARIMA进出站客流预测模型,并以广州地铁各车站进出站客流量数据为例进行了模型的参数标定

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动车组故障知识管理系统技术的研究

王延翠;杨丽丽;吴冬华

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 141. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.25

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动车组作为一种铁路客运货运设备,具有快速、安全和高标准的服务功能.如何保障动车组安全高效运行是工作重点,动车组故障数据对动车检修及制造具有极大的参考作用.此外,合理的知识管理能够增强综合竞争实力,利于做出更为合理的决策,能够将最需要的知识及时传送给最需要的人,实现组织和个人之间的信息共享,并以不同的方式加以实践,最终达到提高业绩的目的.正是基于对上述知识管理优点的考虑,本文将知识管理引入到对动车组故障数据的分析中,以实现动车组故障知识的共享、交流和转换.论文在分析动车组故障知识管理系统业务需求的基础上设计

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动车组牵引传动控制策略对网侧谐波特性的影响

贾向杰;肖石

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 147. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.26

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为了改善网侧电流谐波性能、降低某些特征频段谐波含量,CRH2型列车采用了多重化控制技术.本文分析了多重化控制策略对网侧电流谐波的影响,通过分析和实测表明:使用载波移相多重化控制技术能有效地抑制某些频段特征谐波,显著降低了网侧特定频段的谐波含量,改善了列车网侧电流质量.

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小汽车通勤向公共交通转移演化博弈分析

杨露萍;钱大琳

北京交通大学学报. 2014, 38(2): 151. https://doi.org/10.11860/j.issn.1673-0291.2014.04.27

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运用演化博弈理论对小汽车通勤向公共交通转移的行为进行建模分析,研究模型主要参数对转移行为的影响.结果表明:要促使小汽车通勤出行向公共交通转移,需要减少不转移者的机会收益,当政策激励力度不足以抵消不转移者的机会收益时,应使政策向区域人口密度高群体倾斜.

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2014年, 第38卷, 第2期　刊出日期：2014-04-15

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