云南高原昆明市城市发展对雨季长短变化的反馈

利用昆明站1991-2020年近30年逐日降水数据计算昆明雨季(5-10月)的起止时期,进一步确定昆明市雨季的长短。又基于云南省和昆明市的统计年鉴数据,使用年末总人口、城市建成区面积、城镇化率、人均GDP等城市发展因子确定昆明的城市发展进程,将昆明市的城市发展进程划分为缓慢发展期(1991-2003年)和快速发展期(2004-2020年),进而分析比较两段时期中昆明市雨季长短的特征和差异,采用统计分析、小波分析和M-K突变检验等综合分析方法,系统分析了昆明市雨季长短的时间变化特征,并用灰色关联度分析方法分析了昆明市雨季长短与城市发展的关联性。结果表明,1991-2020年昆明市的雨季开始日呈逐渐偏晚的趋势,而雨季结束日呈逐渐偏早的趋势,总体上雨季长度呈逐渐缩短的趋势;小波系数分析结果显示,在8年以下的时间尺度上,昆明市雨季长短变化的周期不存在明显的规律性,在17年时间尺度上的周期变化明显,呈偏短-偏长-偏短-偏长-偏短的5个循环交替,2003-2008年、 2014-2017年雨季增长,1991-2002年、 2009-2012年、 2018-2020年雨季缩短,2018-2020年等值线未闭合说明还有进一步缩短的趋势。通过M-K检验表明昆明市的雨季长短在1991-2020年间出现4次突变,分别发生在2002年、 2008年、 2012年和2017年。从昆明城市发展与雨季长短的关系来看,昆明城市发展缓慢期的雨季长短的变化趋势较为平稳,而城市发展快速期2004年以后,昆明市雨季长度缩短的变化明显,并随着城市发展进程的加快其极端波动性更加明显。运用SPSS(Statistical Product and Service Solutions)软件对未来10年昆明的雨季长短进行预测,结果显示未来10年昆明雨季长短将持续偏短的趋势。在灰色关联度分辨率为0.5时,表征城市发展进程的4个因子对昆明雨季长短变化均产生不同程度影响,其关联度系数都在0.70以上,表明昆明城市发展与雨季长短显著关联性,其中影响最大的因子是年末总人口,最小为人均GDP,灰色关联度分别为0.88和0.70,属于高度关联和显著关联。对4个因子的关联系数进行排序为:年末总人口>城镇化率>城市建成区面积>人均GDP。

城轨列车再生制动能量回馈系统应用方案综述

城轨列车在制动过程中产生大量的能量,当不能完全被其他车辆吸收时,导致牵引用电网电压升高,危害牵引设备、车辆安全和缩短使用寿命。由于轨道交通制动再生能量处置是一个复杂、综合的过程,如何对其进行合理的控制成为学者研究的热点,为此,综合分析了能耗型、储能型、逆变回馈型等四种再生能量处置方案的优缺点及逆变回馈方案中的三种并网形式,通过分析认为逆变回馈型再生制动能量吸收系统是目前解决地铁列车制动时网压升高及节能问题的最优方案。

城市轨道交通供电系统能馈装置无功协调控制方案研究

[目的]目前,城市轨道交通供电系统主要依赖于主变电所SVG(静止无功补偿器)进行无功补偿,夜间非运营时分,城市轨道交通供电系统中压环网线路基本处于空载状态,线路充电无功功率大,使得SVG长期重负荷运行。为缓解SVG的补偿压力,提出了一种能馈装置无功协调控制方案,协调SVG与牵引变电所的能馈装置共同参与无功补偿。[方法]分析了能馈装置的无功补偿容量计算方法,提出了SVG与能馈装置无功协调控制策略,最后通过某地铁线路现场试验来验证SVG与能馈装置无功协调控制策略的正确性。[结果及结论]当某地铁线路全线的能馈装置全部投入无功补偿之后,SVG无功补偿容量最大可以下降2.6 Mvar,中压环网线路有功损耗功率可从0.7 MW下降至0.5 MW。

基于反馈机制的城市道路短时交通流量预测研究

交通精细化管理对掌握交通流规律提出了更高要求,交通流量预测是提高交通控制与管理水平的重要保证。针对城市道路短时交通流量预测忽视运用实时检测数据对预测模型进行反馈的问题,文中提出由反馈模块和预测模块2部分组成的预测方法,并运用上海市数据对方法的有效性进行验证。结果表明,本方法的平均、绝对、相对误差均小于基于反馈机制的单一模型及没有反馈机制的单一模型或组合模型,有效地提高了城市道路短时交通流量的预测精度。

城市轨道交通再生能馈装置维修的多目标优化

城轨再生能馈装置代表了列车再生电能利用技术的发展方向,随着其不断得到推广应用,需要编排合理有效的维修计划,以确保城轨牵引供电系统可靠经济运行。本文采用GO-FLOW法建立城轨再生能馈装置的动态可靠性模型,以可靠性和维修费用为优化目标,进行了改进的多目标优化计算,与单目标优化结果对比表明,多目标优化方法在经济性和稳定性的综合优化方面具有优势。

基于城市信息模型(CIM)的未来城市场景迭代——以数字产城CIM平台为例

城市信息模型(City Information Modeling,CIM)的兴起和广泛应用为城市高质量发展和智慧城市建设提供了重要支撑。本文面向智慧城市规建管需求,构建基于CIM的集“规划—投资—设计—建设—管理—运营—双碳—元宇宙”八大功能于一体的产城管理平台,实现线下物理城市与线上数字城市的深度融合,助力产城科学规划、高效建设和优质运营。在此基础上解析CIM平台的自我学习过程,提出数据迭代-模型迭代-服务迭代的多层次未来城市场景迭代框架,并分析其场景应用与反馈机制,助力产城全场景穿透,提高政府管理软实力。

多种新型城轨牵引供电系统仿真与节能分析

为降低城轨牵引供电系统中的能源消耗,对多种新型城轨供电系统的节能策略开展研究。首先,基于传统潮流计算求解方法,建立城市轨道交通牵引供电系统的等效电路模型,并考虑城轨车辆牵引能量的非线性特性及多车模型中的等效电路变化。然后,利用等效电路模型以及各节点电压,设计系统的潮流解析方法。最后,结合合肥市轨道交通1号线相关数据,利用多列车运行仿真模拟结果,分析现有牵引供电系统与逆变回馈、储能、光伏3种新型牵引供电系统的牵引变电站功率、电压、能耗等指标。研究结果表明:相比于现有牵引供电系统,具有逆变回馈的牵引供电系统可以显著减小牵引变电所能耗,具有储能系统的牵引供电系统能够有效降低牵引变电所峰值功率,具有光伏系统的牵引供电系统可减小24.89%的牵引变电站能耗。研究结果以期为提高城市轨道交通的节能减排效率提供参考。

Coordinated chaos control of urban expressway based on synchronization of complex networks

We investigate the problem of coordinated chaos control on an urban expressway based on pinning synchronization of complex networks. A node coupling model of an urban expressway based on complex networks has been established using the cell transmission model（CTM）. The pinning controller corresponding to multi-ramp coordinated controller was designed by using the delayed feedback control（DFC） method, whose objective is to realize periodical orbits from chaotic states. The concrete pinning control nodes corresponding to the subsystems of regulating the inflows from the on-ramps to the mainline were obtained and the parameters of the controller were optimized by using the stability theory of complex networks to ensure the network synchronization. The validity of the proposed coordinated chaos control method was proven via the simulation experiment. The results of the examples indicated that the order motion on urban expressway can be realized, the wide-moving traffic jam can be suppressed, and the operating efficiency is superior to that of the traditional control methods.

T2T和T2G混合网络中的功率分配算法

现有功率分配算法大多基于理想信道状态信息(CSI)实现性能优化,在列车对列车(T2T)双移动端通信场景中并不适用.针对城市轨道交通系统T2T和车地(T2G)混合网络场景,引入CSI反馈延时,研究非理想状态时仍可保障通信质量的功率分配算法.考虑单蜂窝用户复用单T2T用户对情况,以T2G用户传输速率总和最大化为优化目标,构建多约束条件下的功率分配模型.首先,根据分步思想将非凸模型简化为最优分配功率计算和最佳复用用户匹配2个子模型;其次,利用线性规划分析可行域内目标函数的最优解及最优值,并通过二分法求解最优分配功率;最后,筛选出可行复用对集合后,利用匈牙利算法进行二分图匹配.仿真结果表明:该算法兼顾城市轨道交通系统中T2T通信中断概率约束和T2G用户传输速率,且可实现1.0 ms内的CSI反馈延时.

考虑车队速度反馈机制的高速公路事故区交通流仿真研究

针对高速公路事故瓶颈处拥堵严重的问题,提出利用自动驾驶车队进行速度控制,以缓解交通拥堵,提升安全性.首先,基于车联网(Vehicle-to-Everything,V2X)技术中的基本安全信息(Basic Safety Message,BSM)数据,设计高速公路事故瓶颈处网联自动驾驶车速度反馈机制.其次,构建考虑车队速度反馈机制的元胞自动机模型,引入考虑通行优势的多车道换道模型,以更加真实地刻画车辆在事故区的换道行为.最后,基于提出模型,对低、中、高3类交通量等级和封锁车道、区段限速两类事故场景的人类车和自动驾驶车混合流交通分别进行模拟仿真.研究结果表明:速度反馈机制可以提升约7%~43%的预碰撞时间,并且有效缩小事故影响范围,使车辆更加平稳、安全地通过事故瓶颈区域.

城轨交通混合型再生制动能量利用系统及其控制策略

针对城轨交通再生制动能量利用问题,结合城轨交通供电系统负荷特性,提出一种含能馈系统与储能系统的混合型再生制动能量利用系统及其控制策略。结合城轨交通供电系统架构与负荷特性,提出混合型再生制动能量利用系统拓扑结构并分析其运行原理。以充分利用再生制动能量为目标制定系统能量管理策略,实现在多种运行模式和运行工况下的功率潮流管理。提出计及牵引网母线电压控制和系统动态功率分配的分层控制策略。通过仿真分析验证所提系统及其控制策略的正确性和有效性,并借助相关技术指标和经济性指标对不同再生制动能量利用方案进行对比。结果表明,所提分层控制策略能协调控制系统按需回馈、存储/释放再生制动能量,实现城轨交通再生制动能量高效利用,并有效抑制牵引网母线电压波动;同时,所提混合型再生制动能量利用方案能较好地兼顾技术效果和经济性,相比储能方案和能馈方案有一定优势,可作为城轨交通再生制动能量利用方案的选择之一。

调解与表达——论舞台幽默艺术与城市文化

舞台幽默艺术作为一种新兴的都市表演,通常会关注与城市相关的主题,如城市生活、政治和文化事件、社会问题、习俗行为等。舞台幽默艺术节目的受众大多来自城市,而一些舞台幽默艺术也因城市之间的差异而有所不同。城市文化为舞台幽默艺术提供了丰富的素材和主题。城市人文化参与度高,生活节奏快,种种因素都为舞台幽默艺术提供了丰富的素材来源。通过反思城市文化的问题,舞台幽默艺术可以向观众展示一个更真实的城市,并启发人们思考如何改善现实,同时也激发了观众对城市文化的兴趣和认识,形成了一种有益的反馈循环。

城市滨水空间演化中的“自然-社会”互馈关系研究——以深圳为例

自然过程与社会过程存在钟摆般变化的互相反馈关系,这种双向作用在跨越式城市化下的深圳水系中表现尤为突出。本文以深圳水系治理与滨水空间更新经历的历史性演化为例,揭示“自然-社会”复杂系统的自然过程、社会过程及其发生摆动的互馈关系,梳理滨水空间中生态系统过程与城市化扩张、治理和更新过程之间由双向负向作用趋于双向正向作用的摆动历程,同时,探寻“自然-社会”互馈关系中以人类社会过程为主导的正向驱动策略,以期在今后城市滨水空间发展中通过生态环境修复、城市生活激发、水岸文化建设等实现“自然-社会”正向互馈,即人与自然的和谐共生。

城市轨道交通中压回馈型再生制动吸收装置的研究

基于城市轨道交通中压回馈型再生制动吸收装置的工作原理,分析了其在建设和运营时期的应用价值,以及列车制动与中压回馈型再生制动吸收装置匹配性的验证方法。结果表明,中压回馈型再生制动吸收装置在开通运营前有必要进行其与列车制动的匹配性测试,且需在运营初期行车密度较小时尽早投入使用。

北京地形和热岛效应对一次β中尺度暴雨的作用

针对2010年7月9日北京地区一次典型的β中尺度暴雨过程,利用常规天气观测资料、地面加密自动站资料、风廓线雷达数据以及VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)提供的精细化分析资料,研究了本次过程中地形、热岛效应以及两者相互作用对暴雨的影响。研究表明:地形的抬升作用对暴雨有明显的增强作用,降水过程中有地形雨带的生成;降水前城区热岛效应明显,由此造成的风场垂直切变和边界层辐合为β中尺度系统提供了有利的触发和加强条件,边界层辐合线的位置对暴雨落区有一定的指示意义;降水在西部山前城区发生后低层偏东风与降水之间形成了明显的正反馈,是β中尺度暴雨得以维持和发展的重要机制。

含逆变回馈装置的城市轨道交直流混合潮流计算

城市轨道交直流混合潮流计算对逆变回馈装置的供电系统设计有着重要的意义。通过建立整流机组潮流计算模型及逆变回馈装置的电压源型换流器模型,提出了一种考虑逆变回馈装置工作电压投切策略和控制方式的城市轨道交直流交替迭代潮流计算算法,将日回馈能量指标作为逆变回馈装置节能效果的评估指标。以实际供电系统工程为例,对线路上多列车进行仿真,分析牵引网网压和牵引变电所负荷过程,计算再生制动能量在邻近列车和逆变回馈装置之间的分配以及反馈能量在交流供电系统中的分布,研究逆变回馈装置不同启动电压和发车间隔对节能效果的影响。

基于反馈机制的城市扩张模拟研究进展

回顾了城市扩张模拟的研究进展,发现相关研究在表达城市系统的复杂性特征时存在较多问题,主要原因是未能较好地反映城市扩张与驱动因子间的相互作用与反馈机制。部分研究虽然隐含地考虑了这种"因-果"相互作用关系,但尚未形成一套成熟的框架体系,主要表现在:1)从研究深度看,反馈机制的实现尚无一套系统的方法;2)就研究广度而言,目前城市扩张模拟较少考虑多类别反馈机制的综合作用。新理论与方法(如复杂系统与网络)的引入及模型耦合等是未来基于反馈机制的城市扩张模拟研究的重要方向。

中国城市服务业区域间溢出效应与反馈效应分析

本文首先通过区域间投入产出表,分析了中国东北、东部、中部、西北和西南五大地区服务业的溢出效应,然后通过两区域投出产出模型衡量服务业地区间的和地区内部相互的反馈效应。研究发现:东部地区是区域间经济交流的最大收益者,所受到的溢出效应最大;而西北地区是最小收益者,所受到的溢出效应最小;沿海地区区域内的服务业联系要强于内地;内地对沿海的服务业外溢效应要远远高于沿海对内地的;与内陆相比,沿海地区服务业的发展更容易受到外界影响,同时商业运输业比其它服务业的外向性特征更加突出;服务业的各种效应程度小于工业,而大于农业。

城市基础设施可持续利用的反馈机制

城市基础设施是城市发展的物质基础 ,其可持续发展是城市可持续发展的基础。基于可持续发展的思想 ,分析了基础设施相对短缺的原因 ,提出了基础设施可持续利用的概念 ;给出了基础设施可持续利用的反馈机制 ,为调控基础设施建设 ,实现其可持续利用奠定了基础。

城市旅游的增长机制研究

运用复杂系统的理论和系统动力学的工具,分析城市旅游的增长模式,构建城市旅游增长的基本模型,为城市旅游政策制定提供参考。大部分城市依赖投资基础设施、挖掘城市历史人文资源正反馈推动增长,但是这些增长的机制容易受到投资递减和资源容量的制约而难以持续,不能避免走入快速发展转为平稳的发展,甚至出现停滞、滑坡的增长模式。只有成功构建和发展商业网络、培育城市旅游的产业集群和创新机制,形成路径依赖增长模式,才能促进城市旅游的持续增长。