同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 斜腹板钢箱组合梁负弯矩区非线性受力性能

    苏庆田;杨国涛;吴冲;

    通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,试件在加载初始阶段呈现线弹性,但由于混凝土裂缝较早出现,试件在大部分的加载过程中表现为非线性特征;此外,混凝土中钢筋配筋率对斜腹板钢箱组合梁受力的影响显著,配筋率较少时组合梁在混凝土开裂后刚度降低很快,并使得钢梁较早屈服,而配筋率适当的斜腹板钢箱组合梁表现出了较好的力学性能.试验结果与现行组合梁设计方法对比分析表明,规范规定采用简化折减刚度法计算斜腹板钢箱组合梁的整体变形是安全可行的,以混凝土裂缝宽度为0.2mm对应的承载能力作为斜腹板钢箱组合梁正常使用状态下的承载力具有较大的安全储备.

    2012年11期 v.40 1589-1595页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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  • 方钢管混凝土柱抗震性能试验研究和仿真分析

    聂瑞锋;徐培蓁;阎宇;

    针对长细比等参数对方钢管混凝土柱的抗震性能的影响,设计制作6个方钢管混凝土柱试件,采用足尺比例的试件进行了低周反复荷载作用下的抗震性能试验,并在试验基础上采用有限元软件Abaqus进行了数值模拟分析,取得了较好的一致性.试验结果表明,钢管混凝土具有较好的塑性变形能力.随含钢率增加,钢管混凝土柱的耗能能力提高;随轴压比增大,试件的水平承载能力提高,刚度和耗能能力降低;随长细比增大,试件的水平承载能力和刚度降低,耗能能力下降.

    2012年11期 v.40 1596-1602页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
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  • 管桩低应变检测中的三维效应分析

    卢志堂;王志亮;刘东甲;杨晓峰;

    建立了三维柱坐标下桩土系统瞬态振动的计算模型,根据弹性动力学方程、边界条件和初始条件,确立了定解问题.利用交错网格有限差分法编制了相应计算程序,得出该定解问题的数值解,探讨了完整桩在竖向激振力作用下的瞬态动力响应,给出了桩顶不同位置的速度时程灰度图,并比较了桩顶与桩底各点竖向速度时程曲线的差别.基于管桩的低应变完整性测试数据,验证了该数值算法的可靠性及其反映波在管桩中传播的三维效应的可行性.在实际检测过程中,特别是在三维波动方程无法求得解析解的条件下,该数值计算结果具有一定的指导意义.

    2012年11期 v.40 1603-1607+1653页 [查看摘要][在线阅读][下载 487K]
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  • 锌污染土固化处理实验研究

    席永慧;熊浩;

    利用不同固化剂处理人工制备的锌污染土,测定固化体的无侧限抗压强度,以评估固化体回收再利用的可能性;采用美国环保署毒性浸出程序(TCLP)进行毒性浸出实验,以评价固化剂的锌污染土壤的固化效果.结果表明,生石灰对于锌离子污染土的修复具有良好效果.加入生石灰后,固化产物强度得到了很大的提升,同时锌离子的浸出质量浓度也大幅下降,其中利用生石灰掺量(质量分数)最大的C5S5(5%水泥+5%生石灰)固化剂修复的锌污染土得到的锌离子浸出质量浓度最小值仅为3.95mg.L-1.实验证明高吸附性粘土矿物的加入也可以改善固化剂的固化效果.

    2012年11期 v.40 1608-1612页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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  • 基于“投资-效益”准则的抗震性能目标优化决策

    唐玉;郑七振;楼梦麟;

    以结构在地震作用下的破坏程度为依据将结构性能水平划分为五级,并选取结构的层间位移角为定量控制指标,建立了"结构破坏程度结构性能水平层间位移角"之间的对应关系.该划分细化和量化了现行规范规定的三级性能水平,为设计人员和业主提供更多选择,使结构抗震设计更加灵活.同时以"投资效益"准则为基本原则,结合地震危险性分析,建立了改进的结构全寿命总费用模型.该模型不仅考虑了结构的初始造价,而且充分根据结构性能失效的特点考虑了结构在各级性能水平下的损失期望,全面注重了结构性能、安全及社会经济等因素,为实现基于性能的结构抗震设计提供了有效的理论依据和可靠的计算方法.

    2012年11期 v.40 1613-1619页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
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  • 多层面商业空间整合度与人流量关联性分析

    庄宇;张灵珠;戴晓玲;

    使用空间句法软件计算多层面商业空间轴线整合度,研究其与人流量分布之间的关联性;通过一个多元回归模型分析了出入口、楼层转换、垂直交通等其他空间变量对多层面商业空间中人流分布的影响程度.通过对不同案例的比较,得出基于空间句法的对多层面商业空间组织的建议.

    2012年11期 v.40 1620-1626页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]
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交通运输工程

  • 宏观交通安全建模研究与安全影响因素分析

    王雪松;吴杏薇;金昱;

    由于对规划层面的交通安全研究不足,道路网络特征、区域交通特征及区域其他与交通安全的关系尚不明确,导致在交通规划阶段缺少可用的方法和工具来评价不同规划方案的安全性.依托美国佛罗里达州Orange县的数据对宏观交通安全建模进行了系统研究,基于拓扑学理论计算交通分析小区(traffic analysis zone,TAZ)路网形态结构,提取TAZ层面交通特征和其他影响因素.TAZ在空间上有远近之分,相邻的TAZ在社会经济发展、道路交通特征方面有某种程度的趋同性,距离较远的TAZ之间有某种程度的相异性.贝叶斯条件自回归模型可以分析空间相关数据,利用先进的贝叶斯空间统计模型分析TAZ层面交通安全与影响因素之间的关系.基于事故发生机理考虑,提出将主干路事故和支路事故分别建模的新思路.分析发现新的建模思路能够很好区分不同道路类型的安全影响因素;路网形态结构和安全之间有显著的关系.

    2012年11期 v.40 1627-1633页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
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  • 关联信号交叉口排队长度计算模型

    王进;白玉;杨晓光;

    以相邻信号交叉口的最大排队长度为研究对象,分析了路段长度、相位差、绿信比等时空参数对路口最大排队长度的影响机理.基于交通波理论建立了最大排队长度计算模型,通过微观交通仿真实验对模型进行了验证,并提出了相邻信号交叉口时空协调指数的概念及其计算方法,分析了时空协调指数对相邻信号交叉口最大排队长度的影响规律.研究表明,该模型能定量计算相邻信号交叉口不同时空参数下的最大排队长度值,对相邻信号交叉口的时空协调设计具有指导意义.

    2012年11期 v.40 1634-1640页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
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  • 短车道信号控制交叉口通行能力概率模型

    马万经;陆艳;安琨;赵靖;

    针对短车道信号控制交叉口,提出考虑不同流向相互阻塞概率的通行能力计算模型,该模型克服了以往交叉口通行能力计算模型中对交叉口短车道影响考虑不足的缺陷.根据短车道条件下不同交通流的相互阻塞特征,将交叉口短车道分为三类.基于车流到达随机性,考虑相邻周期排队状态的相互作用,将阻塞过程划分为不阻塞、可能阻塞、阻塞后三个阶段,建立了通行能力计算模型.基于实测数据标定后的微观仿真分析表明,相对于HCM(Highway CapacityManual)模型,该模型计算结果能够相对更真实地反映短车道信号控制交叉口通行能力.针对短车道长度、短车道数目,绿信比和周期长度的参数敏感性分析,进一步揭示了在不同流量水平下短车道对交叉口通行能力的影响.

    2012年11期 v.40 1641-1646页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K]
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  • 居住地、出行方式与出发时间联合选择的交叉巢式Logit模型

    杨励雅;李霞;邵春福;

    为刻画居住地、出行方式与出发时间的联合选择行为,选取房价、出行耗时、出行费用及个人属性等作为效用变量,以居住地选择子集合、出行方式选择子集合和出发时间选择子集合的组合作为模型的选择项,构建基于广义极值(GEV)理论的交叉巢式Logit模型,为方便对比,同时构建3种结构的传统巢式模型.利用2005年北京市第3次居民出行调查数据,对模型参数进行估计和检验,并进行弹性分析,分析效用变量的改变引起的备选方案选择概率的改变.参数估计结果表明,交叉巢式Logit模型具有比NL(Nested logit)模型更优的统计学特征,当效用变量改变时,选择者最先变更其出发时间,然后是出行方式,最后才考虑改变其居住地.直接和交叉弹性分析表明,对于小汽车方式的远距离通勤者,即使额外收取费用亦难以降低其出行比例;当通勤距离小于5km时,一种方式出行时间的变化对另一种方式选择概率的影响微乎其微,而当通勤距离在10~20km时,这种影响最显著.

    2012年11期 v.40 1647-1653页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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  • 基于路网压缩策略的改进Highway Hierarchical算法

    蔡文学;周兴;许靖;钟慧玲;

    针对Highway Hierarchical算法中存在的路网压缩成环问题、预处理数据存储问题和完整最短路计算问题,采用无环压缩策略、分层存储策略和局部最短路存储策略,对算法进行了改进.广东省路网测试结果表明,改进后的算法在时间效率上约是原算法的5倍,在空间效率上约是原算法的4倍.

    2012年11期 v.40 1654-1659页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K]
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  • 轨道站出入口客流分布系数估计方法

    傅搏峰;吴娇蓉;华陈睿;

    将轨道车站出入口客流分布系数的预测问题转化为对站点周边路网中行人活动分布比例关系的研究,采用空间句法轴线图模型的道路R3集成度建立预测轨道站出入口客流分布系数的方法.为了避免其他因素对轴线模型估算轨道车站出入口客流分布系数产生影响,选取上海8个郊区轨道车站24个出入口进行方法有效性验证分析,同时评价该方法的精度性和局限性.

    2012年11期 v.40 1660-1665页 [查看摘要][在线阅读][下载 575K]
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  • 基于Markov转移矩阵预测机场道面使用状态

    袁捷;杨俊羽;苏新;刘玉海;

    应用Logistic回归方程建立了连续变量(道面厚度、交通量、道面使用时间)和分类变量(道面养护等级、道面所处的自然区域以及道面结构类型)与Markov转移概率的回归关系.选取我国多个机场实测道面状况指数数据作为基础数据,进行了模型的参数估计及显著性检验,并举例分析模型预测效果.改进了Markov概率预测模型中的参数标定方法,提高了预测精度,并在一定程度上解决了因为机场道面观测数据少,传统预测模型无法获得稳定参数估计的问题,拓展了模型的适用范围.

    2012年11期 v.40 1666-1671页 [查看摘要][在线阅读][下载 426K]
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  • 基于路基湿度预估的综合湿度指数

    李聪;凌建明;官盛飞;

    不同土组的路基湿度对路基路面结构工作性状与使用寿命均有显著影响,合理选取表征指标是路基湿度预估的关键.将路基湿度影响因素归并为气候与地下水位,引入气候因素表征指标——综合湿度指数,给出综合湿度指数定义,其计算分为潜在蒸发蒸腾总量计算、湿度平衡计算、年度湿度指数值计算,并给出具体算例.对计算得到的全国400个气象站点综合湿度指数值按照公路自然区划进行归并,认为所提出的综合湿度指数可作为公路自然区域划分的新指标.

    2012年11期 v.40 1672-1676页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 基于板底脱空的水泥混凝土道面结构理论分析

    张宏;凌建明;袁捷;钱劲松;

    地基的不均匀沉降将使水泥混凝土道面处于不利受力状态,当板下产生脱空时,板在自重作用下将产生相当于恒载的附加应力,影响道面结构的疲劳寿命.针对盾构穿越机场水泥混凝土道面导致板底脱空的现象,构建了自重作用下水泥混凝土道面板底脱空的力学模型,并利用板壳力学有关理论推演了面层板的应力和挠度公式

    2012年11期 v.40 1677-1679+1729页 [查看摘要][在线阅读][下载 268K]
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环境科学与工程

  • 人工气候室内呼出气溶胶颗粒物分布的实验研究

    高乃平;贺启滨;李晓萍;牛建磊;

    实验研究了全尺寸人工气候室内,置换通风条件下,人体呼出气溶胶颗粒物在室内竖直、水平方向的分布以及人员暴露情况.采用一套气溶胶发生系统产生近似人体呼出粒径范围的多分散颗粒物,采用高精度的气溶胶光谱仪测量室内颗粒物的分布,采用一个具有呼吸功能的暖体假人以及一个自行研制的暖体假人来模拟真实人体.结果发现,在距离发生源较近的位置,颗粒物在呼吸区高度有"自锁现象"发生;而在远离发生源的位置,颗粒物沿高度方向呈现下低上高的两区分布.人体对颗粒物的暴露量与人体距离发生源的位置有关,人体周围上升的热羽流有助于减小人体对颗粒物的暴露量.

    2012年11期 v.40 1680-1685页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 铝离子对低温好氧颗粒污泥颗粒化的强化作用

    时文歆;王硕;于水利;衣雪松;

    研究了低温条件下Al 3+对好氧颗粒污泥颗粒化的强化作用.在Al 3+质量浓度为30.0mg.L-1条件下,经强化颗粒化作用的好氧颗粒污泥仅需40d即可以培养成熟,其表面光滑,结构紧密,具有较好的沉淀性能和较高的生物量.培养成熟的低温好氧颗粒污泥对污水具有较高的处理效能,COD,NH4+-N和PO34--P去除率分别达到85.6%,88.8%和91.9%,较好地实现了碳氮磷的低温高效同步去除.低温好氧颗粒污泥形成过程中,胞外聚合物中蛋白质类的质量分数明显升高,达到9.25mg.g-1,蛋白质类与多糖类的质量比(PN/PS)为1.10,说明较高含量的蛋白质类是好氧颗粒污泥形成的重要因素.同时,加入30mg.L-1 Al 3+后,污泥zeta电位从-18.40mV逐渐升高到-6.51mV,表明污泥之间静电斥力减小有利于污泥聚集,形成颗粒.

    2012年11期 v.40 1686-1690页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于分段递推最小二乘估计的汽车质量辨识试验

    冯源;余卓平;熊璐;

    基于电动轮驱动电动汽车平台道路试验,对一种新的汽车质量辨识算法进行了研究.该方法根据加速度传感器能够测量沿测量轴的重力分量的特点,排除了坡度对质量辨识的影响;根据加速度分段方法,分别利用两段递推最小二乘算法得到行驶阻力及质量的估计值.在电动轮驱动电动汽车平台上分别进行了沥青、塑胶及碎石路面上以及坡道上的试验,分析了行驶阻力与质量辨识的误差与收敛情况,并针对几种特殊工况对算法进行适应性改进.试验结果显示,不同质量及道路状态下的估计误差均在2.5%以下,表明所设计的辨识算法具有很高的估计精度,具有良好的工程应用价值.

    2012年11期 v.40 1691-1697页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K]
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  • 基于模态扩展的变速器箱体振动识别及辐射噪声优化

    廖芳;高卫民;王承;李俊鹏;

    提出一种基于模态扩展技术的变速器箱体振动识别方法.以某变速器为例,应用有限元方法计算出变速器箱体的模态频率和特征向量,通过试验测得箱体在运行工况下部分点的振动加速度,将振动加速度映射到有限元模型上,得到各阶模态的参与因子,依据模态参与因子与特征向量识别箱体有限元模型中所有节点的振动加速度.研究表明,识别出的加速度值与实测值的最大平均残差为9.7%,基于模态扩展技术的箱体振动识别方法有效.最后根据识别的加速度计算变速器箱体辐射声功率,确定了3个辐射声功率较大的区域并进行优化,优化后的变速器箱体辐射声功率最大下降1.8dB.

    2012年11期 v.40 1698-1703页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 制冷剂饱和热力性质的通用简化计算模型

    邵亮亮;李则宇;张春路;

    制冷剂热力性质的简化计算是保证制冷空调系统仿真与优化计算的稳健性与快速性的关键之一.制冷剂热力性质简化计算模型的研究目标是函数形式上的通用性和较大参数范围内的准确性.提出了一种适用于制冷剂饱和热力性质的六系数通用简化计算模型,对多种常见制冷剂进行了数据拟合.在制冷空调工况范围内,与国际标准制冷剂物性计算软件REFPROP 9.0相比,该简化计算模型对各种饱和热力性质的最大计算误差均小于±0.6%,计算速度可以提高两个数量级以上.

    2012年11期 v.40 1704-1709页 [查看摘要][在线阅读][下载 262K]
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  • 增湿型空冷器喷嘴热工特性比较实验研究

    黄晓庆;张旭;

    针对空冷机组在夏季高温天气不能满发的问题,采用喷雾增湿以降低入口空气的干球温度,选用波纹板式增湿型空冷器对3种喷嘴布置方式的降温特性、空气侧与热水侧阻力、传热特性进行实验研究.结果表明,在空气冷却效果及热水冷却效果方面,压力式螺旋型喷嘴较优.得到了3种喷嘴布置方式的波纹板式空冷器阻力降关联式、换热系数关联式.通过对喷嘴喷雾降温特性的研究,拟合得到了接触系数与空气质量流速和水汽比关联式.

    2012年11期 v.40 1710-1714页 [查看摘要][在线阅读][下载 537K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 模糊本体结构及基于NGD的隶属度确定

    史伟;王洪伟;何绍义;

    本体能够形式化地描述特定领域的概念、术语及关系,但不能表达模糊的信息.为此将模糊描述逻辑应用在本体构建中,提出一个5元组的模糊本体模型,由概念集、角色集、实例集、模糊断言集和模糊关系集构成.基于Tableaux算法思想并结合算例,给出模糊本体模型推理问题的求解方法.针对模糊本体模型的隶属度计算问题,结合Google搜索,利用标准化谷歌距离(normalized Google distance,NGD)演算法,以实时且完全在线处理的方式计算关键词的相关性,并最终转化为模糊本体中的隶属度.

    2012年11期 v.40 1715-1719页 [查看摘要][在线阅读][下载 253K]
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  • 基于V型轨道的电磁悬浮列车的悬浮导向技术

    李云钢;程虎;张晓;刘恒坤;

    提出一种基于V型轨道的电磁悬浮(electro-magneticsuspension,EMS)型磁浮列车结构,该结构采用一套车载磁体及地面长定子线圈实现悬浮导向和牵引功能.首先,建立该结构列车平面运动的动力学模型,分析得出其含悬浮、导向和滚动运动在内的开环系统是不稳定的,但均可控.其次,根据其悬浮运动独立,而导向和滚动运动相互耦合的特性,提出独立设计悬浮控制器、导向和滚动控制器的控制策略.最后,针对某设计例构造反馈控制器.仿真结果表明,悬浮、导向及滚动运动都可实现稳定控制,同时验证了基于V型轨道由一套磁体同时实现悬浮导向和牵引的可行性.

    2012年11期 v.40 1720-1724页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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海洋与地球科学

  • 南海东北部陆缘基底磁异常反演与解释

    雷文敏;吴健生;

    在对南海东北部陆缘的磁场资料展开多尺度分析处理的基础上,结合中生代深度资料,反演求取了前中生代基底的视磁化强度分布.通过对现有综合钻井和地震等资料进行综合分析,论述了基底视磁化强度分布,推测研究区视磁化强度高值带北段可能受制于陆壳,而南段特高值则可能是受次洋壳的改造作用,研究区西部的视磁化强度低值区是一套古生代浅变质岩系,视磁化强度负值区的潮汕坳陷及其东南部基底具有洋壳或准洋壳性质.

    2012年11期 v.40 1725-1729页 [查看摘要][在线阅读][下载 838K]
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  • 台西南盆地岩石圈伸展及裂后沉降特征分析

    吴哲;杨风丽;钟家良;钟广见;

    计算有效弹性厚度和不同尺度的拉张因子,并结合裂后的沉积记录可以反映一个伸展性盆地的形成演化特征.运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的二维构造模拟软件重点对横穿台西南盆地的一条地震地质剖面进行模拟.分析结果表明:1.5km为台西南盆地最合适的有效弹性厚度;岩石圈尺度的拉张因子在1.2~4.8之间,上地壳尺度的拉张因子在1.0~1.2之间,全地壳尺度的拉张因子在1.1~3.0之间,岩石圈伸展具有横向的非均质性和深度的依赖性;台西南盆地裂后阶段受陆架坡折形成、东沙运动两期构造运动影响较大,不同于典型伸展性盆地裂后沉降模式,沉降特征无明显规律性.

    2012年11期 v.40 1730-1736页 [查看摘要][在线阅读][下载 988K]
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经济与管理科学

  • 本外币贷款风险比较及定价模型

    刘易;任学敏;

    当公司以外币贷款时,一方面可能有利于贷款成本的下降,但另一方面会因为汇率的波动而增加公司违约的可能.利用研究信用风险的结构化模型中的首次通过模型,在公司分别采用本、外币贷款的情况下,建立了公司的违约概率和贷款价值的数学模型,并进行数值计算和比较.对汇率与公司资产的相关性分析表明,两者存在正相关或负相关程度较小时,公司采用外币贷款时的违约概率相对较大;反之,当两者负相关程度较大时,采用外币贷款的违约相对较小.从违约概率的角度出发,给出公司在选择本外币贷款时的基本标准.

    2012年11期 v.40 1737-1741页 [查看摘要][在线阅读][下载 367K]
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  • 世博项目的复杂性与工期和人力成本关系

    何清华;罗岚;李永奎;陆云波;

    以世博AB片区建设项目为例,基于任务和组织视角,借助仿真软件ProjectSim分别模拟了任务并行、任务分包、组织结构优化及组织成员优化4种情景下项目复杂性与工期和人力成本的关系,认为项目复杂性与工期和人力成本在某些情况下并不冲突.通过在关键职位增加相关人员可以使得项目复杂性、工期和人力成本三者得到同步优化.

    2012年11期 v.40 1742-1746页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑、交通运输、环境、海洋、测量、材料、机电、计算机、通信等学科的创新研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文

    2012年11期 v.40 1747页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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