【期刊】最新出版 | 2020年 第26卷 第3期 | 上海大学学报

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上海大学学报蔻享学术

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1　共享交通的运营与管理综述

葛颖恩, 陈志建, 张鹏.

摘要: 共享交通(shared mobility)是在共享经济日益红火的大背景下发展起来的, 为解决城市交通问题提供了一条新思路. 首先, 梳理了共享交通的内涵和外延; 其次, 就全球对共享交通问题的研究做一个总的概述; 在此基础上, 针对先前的综述型文献或特刊以及对各类主要共享交通方式的研究现状进行分析; 最后, 对共享交通今后的发展进行探索性分析.

2　网约车出行需求预测方法

席殷飞, 刘钟锴, 杨佩云, 郁烨, 张奇, 刘志远.

摘要: 随着互联网出行方式的迅速变化, 城市居民快速增长的网约车(Internet private hire vehicle, IPHV) 出行需求与服务车辆资源之间的供需矛盾日渐突出. 针对网约车出行需求预测基础理论的研究, 对国内外大量文献进行了梳理和分析. 首先分析了网约车用户出行影响因素; 然后从时间维度和事件维度详细综述了网约车出行需求预测的内容、方法和关键技术, 对比了各类预测方法的优缺点; 最后, 总结了既有研究存在的主要问题, 并进一步提出了未来的研究方向.

3　基于博弈的私营-公有混合路网定价

江楠, 郑煜, 张小宁.

摘要: 对“私营-公有”混合路网的收费博弈问题进行了研究并建立了模型, 理论推导和证明了在由私营企业和公有企业控制的平行路网中, 私营-公有企业收费博弈的均衡解的存在性和性质, 比较了不同的博弈模式对社会福利、收费、流量等的影响. 研究结果表明: 寡头博弈下各路段将收取最高的费用, 产生最低的总出行流量和社会福利; 社会最优福利博弈各路段的收费最低, 但是流量和社会福利最高; 混合博弈的收费、总出行流量和社会福利介于其他 2 种博弈之间. 最后通过算例探讨了平行路网中所有路段为对称时不同博弈模式的效率.

4　考虑交通环境和纯电动汽车电池电量的动态路径规划方法

史云阳, 苗阳, 席殷飞, 张奇, 刘志远.

摘要: 纯电动汽车作为替代传统燃料汽车的理想化交通工具, 凭借节能环保的优势得到了国内外业界的广泛关注. 但是由于纯电动汽车存在行驶过程中电量耗尽的风险, 故用户对于纯电动汽车电量不足的担忧成为制约其发展的一个重要因素. 对纯电动汽车进行合理的路径规划不仅有利于减少用户对电量不足引起的里程焦虑问题, 同时还对于提高道路资源利用率、缓解交通拥堵, 进而提升汽车能源利用率、减少温室气体排放等有重要意义. 当前的车辆路径规划问题通常仅基于用户在提出规划请求时的交通状态, 由于交通环境是一个动态变化的约束条件, 因此纯电动汽车用户在行驶一段时间后, 交通环境的变化可能会导致其需要实时更改行驶路径. 同时, 因行驶路径发生相应的变化, 车辆的剩余电池电量也会实时改变. 因此, 综合考虑交通环境的实时变化和汽车能源消耗的因素, 对研究纯电动汽车动态路径规划具有重要的意义. 根据当前国内外对路径规划的诸多研究, 结合对交通拥堵状态的预测, 以及纯电动汽车能源消耗估计这 3 方面进行了综述, 分析并总结了各个领域的技术难点与不足之处, 同时提出了未来进一步研究的方向.

5　斜坡道路考虑平均流量差预期效应的格子流体力学模型

魏麒, 常银银, 葛红霞, 程荣军.

摘要: 为了研究斜坡道路上平均流量差预期效应对交通流的影响, 提出了一种改进的格子流体动力学模型. 采用控制理论方法得到了改进模型的线性稳定条件, 并利用约化摄动法得到了稳定性临界点附近的 mKdV 方程, 用以描述交通密度波的演变特征. 通过数值模拟演示了考虑平均流量差预期效应的交通流的演变过程, 并验证了理论分析的结果. 模拟结果显示, 在坡度公路上考虑平均流量差预期效应有利于缓解交通拥堵.

6　有障碍物通道内双向行人流的自组织现象

吴成, 蓝冬恺, 董力耘.

摘要: 采用改进社会力模型研究了有障碍物的通道内双向行人流的自组织现象. 在模型的自驱力项中同时考虑了静态场和视野场的作用. 每个行人根据静态场确定期望运动方向, 并根据其视野场确定可行的路径. 通过数值模拟研究了周期性或开放性边界条件下圆柱和隔栏的不同放置方式对行人流的影响. 虽然存在障碍物, 自组织成行仍是双向行人流的主要特征, 而通道内则呈现了更丰富的行人流运动斑图. 模拟结果表明: 在周期性边界条件下障碍物往往会引起通道堵塞, 降低行人的平均速度; 在开放性边界条件下, 水平壁上设置短的垂直隔栏可以减少行人的行程时间, 并使发生堵塞的概率减小.

7　领导者驱动下频率权重耦合复杂系统的同步

金彦亮, 朱怀清, 齐崎, 周润滋.

摘要: 大量振子相互耦合后形成的复杂系统广泛存在于现实世界中. 复杂系统不仅经耦合作用形成自发的同步, 还常常受到外界的影响而表现出复杂的动力学行为. 研究了当振子受到外界领导者节点的驱动时系统的同步这一重要的集体动力学行为; 给出了 Kuramoto 振子组成的频率权重耦合的系统在受外界领导者驱动时, 系统转变为驱动同步的条件. 被驱动的振子的数量和振子的频率权重会影响系统转变为驱动同步的难易度. 数值模拟结果证明了该成果的正确性.

8　一种用于自适应直方图均衡化的硬件加速器

陆申阳, 冉峰, 郭爱英, 沈华明.

摘要: 针对动态直方图均衡 (dynamic histogram equalization, DHE) 算法处理效果不理想和算法应用不灵活的问题, 提出了一种基于改进型自适应直方图均衡化算法的现场可编程逻辑门阵列 (field programmable gate array, FPGA) 硬件加速器的设计方法. 该硬件加速器对直方图均衡化算法做了改进, 实现了自适应地限制对比度拉伸; 并且充分利用 FPGA 的并行体系架构和丰富的块存储资源的优点, 采用规则的模块化的设计方法完成了设计. 实验结果表明: 改进的算法不会产生过度增强、放大噪声、丢失图像细节的现象; 设计的硬件加速器在充分节约硬件资源的前提下能较好地满足实际应用的需求; 在实时图像处理中一帧图像的处理时间约为 0.1 ms, 使图像增强算法在图像实时处理中的应用更加灵活方便.

9　一种变参数模型平方根 UKF 锂离子电池SOC 估计方法

高文凯, 严利民, 孙叠.

摘要: 荷电状态(state of charge, SOC)估计是现代电池管理系统的一个重要方面. 扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)等基于锂电池的戴维南等效模型的方法已被广泛用于 SOC 估计, 但其在雅可比矩阵的推导和线性化精度等方面存在不足. 提出了基于变参数模型的平方根无迹卡尔曼滤波(square root unscented Kalman filter, SRUKF)方法估算 SOC, 该方法不需要对非线性模型进行线性化, 同时平方根特性改善了状态协方差的数值性质. 变参数模型是在 2 阶戴维南等效模型的基础上令锂电池的各项参数随电量变化而得到的, 减小了因固定参数模型无法反映不同电量下参数变化造成的误差. 实验验证了该方法的有效性, 与现有的 SOC 估计方法 EKF、常规的 UKF 以及使用固定参数模型的估计结果进行了比较, 该方法的误差明显小于其他 3 种方法.

10　氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

李琦, 罗志刚, 陈大勇, 黄守双, 胡张军, 陈志文.

摘要: 印染废水具有色度深、毒性大和可生化性差等特点, 在被排放到自然水体之前, 对其进行有效的脱色和矿化处理是非常必要的. 效率高、环境友好的半导体光催化技术被认为是一种治理环境污染的有效方式, 而该技术的核心在于高效催化剂的设计. 氧化锌 (ZnO) 是一种常用的半导体催化剂, 但目前报道的 ZnO 存在比表面积小、催化效率欠佳等问题. 通过水热法设计合成了 ZnO/石墨烯 (graphene) 复合催化剂. 石墨烯的引入有效促进了半导体光生电子的迁移和光生载流子的分离, 使复合材料表现出增强的催化活性. 此外, 石墨烯作为吸附剂富集有机污染物分子, 提高了光催化反应过程中的传质效率. 在 100 min 的反应时间内, ZnO/Graphene 复合物样品对于亚甲基蓝 (methylene blue, MB) 溶液的脱色率高达 89.2%, 优于纯相 ZnO 的 59.0%.

11　上海 PM_2.5 中碳、氮、硫元素的质量浓度及其季节分布特征

黄伊宁, 张胜华, 徐玢花, 朱济奇, 毛文文, 冯加良.

摘要: 为更好地认识上海PM_2.5 的化学组成特征, 使用大流量采集器采集了上海典型地区不同季节的PM_2.5 样品; 利用元素分析仪、热/光碳分析仪、离子色谱仪、化学氧化-紫外分光光度法等多种形式分析了样品中含碳、氮、硫组份的质量浓度及组成; 对不同方法的结果进行了比较, 探讨了这些组份的季节分布特征及影响因素; 建立了利用元素分析仪测定结果估算大气 PM_2.5 中含碳组份、含氮组份和含硫组份质量浓度的方法. 研究结果表明, 上海 PM2.5中总碳(total carbon, TC)的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为 14.26, 10.44, 11.89 和 24.35 ug·m^-3, 氮元素的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为 8.72, 3.07, 5.07 和 17.09 ug·m^-3, 而硫元素的春、夏、秋、冬季平均质量浓度分别为 6.50, 4.06, 3.66 和 6.00 ug·m^-3. 上海 PM_2.5 中的碳元素主要以有机碳和元素碳的形式存在, 无机碳的贡献很小; 绝大部分的含氮物质为水溶性含氮物质, 且以无机氮为主; 硫元素几乎全部以水溶性硫酸盐的形式存在. 元素分析仪的测定结果可以有效地反映 PM_2.5 中含碳、氮、硫物质的质量浓度及组成特征.

12　呼吸型裂纹梁的非线性振动

王天宇, 杨骁.

摘要: 基于梁裂纹在动静力荷载作用下的弯矩-转角曲线, 考虑裂纹开闭状态的过渡效应, 建立了一种新的呼吸裂纹的瞬变刚度扭转弹簧模型, 给出了具有任意裂纹数目梁瞬时模态的统一显式表达式, 以及一种呼吸裂纹梁非线性动力响应的近似计算方法. 数值分析了含单条呼吸裂纹简支梁的自由振动以及双裂纹悬臂梁在简谐荷载作用下的动力响应. 结果表明: 该裂纹等效瞬变刚度扭转弹簧模型可较好地描述裂纹的开闭合过程, 裂纹梁的瞬时频率介于完全开裂纹梁和完全闭合裂纹梁的自振频率之间, 并逐步趋于常数; 同时, 裂纹的开闭状态以及裂纹所处的梁上下表面位置对裂纹梁的非线性动力响应有显著影响.

13　非线性泛函积分微分方程的多步龙格-库塔方法的耗散性

张艳.

摘要: 研究了非线性泛函积分微分方程系统数值解的耗散性, 给出了关于这类方程的多步龙格-库塔方法的耗散性的充分条件, 进一步利用数值算例验证了该方法的主要结果.

14　基于顾客时间满意度的车辆路径问题

李常敏, 陶颖, 彭显, 姚连杰.

摘要: 考虑到普通带时间窗约束的车辆路径问题 (vehicle routing problem with time windows, VRPTW) 模型不能真正反映顾客对时间的偏好, 故在车辆路径优化模型的基础上, 结合顾客时间满意度函数, 同时放松需求点经过即被服务的约束限制, 允许多次经过同一需求点的情况发生, 而需求点只能被同一辆车服务一次, 建立了基于顾客时间满意度的车辆配送 (vehicle routing problem with satisfaction, VRPWS) 模型, 并利用模拟退火算法编程求解. 为验证 VRPWS 模型的有效性进行了数值实验. 实验结果表明: 与传统的带软时间窗约束的车辆路径优化 (vehicle routing problems with soft time window, VRPSTW) 模型和 VRPTW 相比, VRPWS 模型配送效益提升了 170.0% 和 3.2%. 分析结果表明该工作在一定程度上有助于物流企业在配送过程中提高顾客满意度和降低运输成本.

15　纺织服装产业人才结构与企业营收相关性分析及对策研究—以宁波为例

孙海梅.

摘要: 纺织服装产业一直是国民经济支柱产业之一, 在满足人民生活需求、扩大出口创汇、增加财政收入、吸纳劳动就业、促进区域经济发展等方面起着积极的作用. 以纺织服装产业紧缺型人才结构优化为切入点, 对国内代表性纺织服装类上市公司人才结构与企业营收进行相关性分析, 并结合相关性分析结果和宁波市打造“246”纺织服装千亿级产业集群经济的核心任务, 提出了在纺织服装产业发展过程中为因地制宜做好人才结构优化和紧缺型人才的引培实践, 行业企业和政府的政策规划提出对策和建议.

《上海大学学报（自然科学版）》是由上海市教育委员会主管、上海大学主办的综合性自然科学学术期刊（双月刊），创刊于1995年。名誉主编周邦新院士，主编孙晋良院士。本刊以高校师生、科研人员、工程技术人员及其他有关人员为读者对象，主要刊登基础科学、技术科学和应用科学领域的研究成果（国家自然科学基金、863高科技项目等产出论文）。