江苏大学学报（自然科学版）

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不同初始条件下页岩气层流燃烧火焰结构分析

刘帅, 王忠, 李铭迪, 赵洋, 李瑞娜

2014, 35(5): 497-502. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.001

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应用Chemkin4.5中预混层流火焰速度模型,调节燃烧初始条件,针对页岩气层流燃烧的火焰结构开展了研究.探讨了页岩气层流燃烧时,初始温度、初始压力和氮气稀释度对页岩气反应物、生成物和自由基摩尔分数的影响,分析了H+OH基摩尔分数峰值和绝热火焰温度的变化规律.结果表明:当燃烧初始温度升高时,燃烧反应速度加快, H+OH基摩尔分数峰值提高,页岩气预混层流燃烧速度加快;燃烧反应速度随初始压力的增大而加快,自由基摩尔分数下降,由于反应速度的增加小于密度的增加,火焰传播速度下降;由于反应物裂解作用减弱,初始压力增大时,绝热火焰温度提高;氮气稀释度升高,空燃比提高,反应物、生成物和自由基摩尔分数下降,绝热火焰温度降低,燃烧速度下降.

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汽车爆胎应急自动制动系统稳定性控制

陈庆樟, 何仁, 李学智, 许广举

2014, 35(5): 503-507. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.002

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为了实现爆胎车辆的行驶稳定性,开发了一种爆胎应急自动制动系统,在发生爆胎后采用自动制动方式让车速在车辆失控前减到安全车速范围或直至车辆停下来,可以弥补驾驶员制动反应时间延迟的问题,辅助爆胎车辆实现安全停车．建立了基于爆胎车辆产生的附加横摆力矩模糊控制模型,应急自动制动系统根据爆胎状况,先通过基于EHB的车辆制动系统对车辆实施与爆胎附加横摆力矩方向相反的平衡力矩,再根据车辆运动状况进行车辆运动轨迹的纠偏控制．设计了模拟试验系统装置进行试验.结果表明:这种爆胎应急自动制动控制策略有利于在车辆爆胎后更短时间内让车辆稳定下来,按原来的轨迹行驶,并让车速减至安全车速．

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用超级电容储能的电动车再生制动力控制

陈燎, 曾令厚, 盘朝奉, 李仲兴

2014, 35(5): 508-512. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.003

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目前电动车实用化的最大障碍是续驶里程短,而缓解此障碍的方法之一是采用再生制动．针对以超级电容为储能装置的电动车,为满足其制动性能要求,通过分析再生制动系统的工作原理,应用换路原理建立了其再生制动系统模型．基于DC／DC变换器状态空间平均的建模理论,利用超级电容端电压和电动机转速估计电动车再生制动过程中电动机的制动电流,提出了保持车辆电制动减速度平稳的能量回收控制策略．搭建了再生制动试验台进行试验,验证了系统结构的可行性和控制策略的有效性．结果表明:所采用的控制策略能将制动电流控制在目标值附近并且比较稳定,再生制动系统能量回收率高;再生制动能量回收控制策略试验与仿真结果一致,能够满足工程应用要求.

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气泡在静水中上升破裂产生射流特性的数值模拟

程军明, 吴伟烽, 聂娟, 刘展, 冯全科

2014, 35(5): 513-517. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.004

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为了研究不同直径参数对气泡上升、破裂及产生射流的影响,建立了二维旋转数学模型,选用SIMPLEC算法进行数值计算,对单个气泡在静水中运动进行了数值模拟．采用VOF界面几何重构方案,追踪气泡运动过程中气泡表面的变化,并监测气泡上升速度随时间的变化特性．探讨了气泡在抵达自由液面时的破裂机理以及气泡破裂时产生射流的特性．结果表明:气泡在上升过程中逐步由球形变为椭球状,在到达液面时破裂,并产生射流,随着气泡直径的增加,气泡上升速度逐渐增大,气泡破裂时喷射的射流也越高．

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凸轮泵内部瞬态流场的动网格数值解析

黎义斌, 李仁年, 贾琨, 孟庆武, 毕祯

2014, 35(5): 518-524. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.005

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根据凸轮泵啮合特性建立了渐开线方程,当型线方程的压力角介于40°～50°时,共轭转子相对运动时不产生干涉效应．为了阐明压力角对转子型线方程和几何参数的影响,基于FLUENT动网格模型和局部网格重构的网格变形技术,应用RNG k-ε湍流模型及PISO算法对凸轮泵内部流场进行数值解析．通过定量监测排出端流量波动和吸入端压力脉动,获得不同压力角和不同工况下,流量波动和压力脉动的瞬态特性．结果表明:凸轮泵排出端流量和吸入端压力呈周期性变化,当转子压力角逐渐增大时,二者有减小的趋势;转速是影响流量波动和压力脉动的主要因素,随着转速升高,排出端流量和吸入端压力提升明显,脉动现象明显;当转速升高到一定程度后,排出端速度与吸入端压力的脉动值增加较少．

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双吸泵吸入室挡板的数值模拟和正交试验

王洋, 吕忠斌, 曹璞钰, 刘洁琼, 梁龙一

2014, 35(5): 525-530. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.006

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为了研究半螺旋型吸入室中挡板的结构参数对双吸泵性能的影响,以输油双吸式离心泵为研究对象,利用流场分析软件AnsysCFX对其进行数值模拟．选取半螺旋型吸入室中挡板厚度S、挡板水平方向长度L、挡板出口与水平方向夹角θ为试验因素,每个因素选取2个水平,建立L4(23)正交试验方案．按照试验方案修改双吸泵水力模型,分别在0.6QN,0.8QN,1.0QN和1.2QN工况下进行试验模型的数值模拟,得到双吸泵挡板结构的最佳参数组合．按照最佳挡板尺寸修改吸入室,将优化后水泵外特性试验结果与原泵的进行比较分析．结果表明:影响双吸泵性能的主要挡板结构参数是其厚度;优化吸入室后水泵效率较原泵提高近2％．

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基于Harris角点特征的贴片元件视觉定位算法

王祖进, 黄筱调, 顾萍萍

2014, 35(5): 531-535. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.007

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为了实现贴片机视觉系统对贴片元件的高精度定位,提出了一种基于Harris角点特征的贴片元件偏转角度与偏移量检测方法．首先对元件图像进行预处理,以改善引脚部分的图像质量,然后标记元件引脚的连通区域,判别元件引脚形状,再通过Harris角点特征提取、分类和直线拟合等得到元件的偏转角度,最后对元件图像进行旋转和放大处理,并进行基于Harris角点特征的图像配准,得到元件的偏移量．检测结果表明,文中算法能够检测贴片元件的偏转角度和偏移量,对偏转角度的检测误差小于0.1°,对偏移量的检测误差小于25 μm,满足贴片机对视觉系统定位算法的精度要求．

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基于ARM9的低频超声雾化器驱动
电源优化设计及仿真

高建民, 张竞宇, 刘昌鑑, 李俊一

2014, 35(5): 536-542. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.008

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针对传统低频超声雾化喷头驱动电源在工作过程中存在工作效率低、稳定性差等缺点,设计了一种可靠、高效的低频超声雾化喷头驱动电源．该电源采用单端反激式拓扑方式,应用EVC,在基于ARM9.0的Wince5.0平台下开发了喷头的智能驱动程序,产生的PWM的频率和占空比均可智能调整,以保证喷头工作在谐振频率附近;应用阻抗分析仪PV70A精确测量了低频超声雾化喷头的等效电路参数,计算出串联匹配电感参数值;应用Multisim10.0仿真软件,在理想变压器模型基础上，结合漏感、匝间电容等分布参数构建了变压器模型；研究了高频变压器的初级电感、漏感以及变压器输出匹配电容等关键参数对驱动电路的影响,确定了驱动电源的最优参数,并通过试验验证了设计的正确性．

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诱发脑电信号执行控制力特征识别研究

张西良, 靳露露, 张夏蓉, 毛翠云

2014, 35(5): 543-546. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.009

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Stroop interference experiment is often used to investigate implementation and controlling ability. Combining the application of EEG in the cognitive field, EEG signals were induced by Stroop interference experiment. According to the complexity analysis of EEG with sample entropy as test parameter, the complexity changing rules of EEG were observed to establish the method of implementation and controlling ability identification by brain electrical. 35 college students were randomly selected to conduct the digitally Stroop interference test, and the EEG signals were acquired.The EEG complexity analysis results show that the sample entropy reduces firstly， and then rises with final normal level during the test process.For the Stroop interference test, the higher test score is, the smaller sample entropy reduction is. The statistics analysis shows that sample entropy change value and implementation and controlling ability are negatively correlated with significant correlation coefficient of -0.699.The brain electric signal complexity in the Stroop interference test can be used to response implementation and controlling ability.

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罗兰-C脉冲信号周期的联合识别方法

李实锋, 高媛媛, 华宇

2014, 35(5): 547-551. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.010

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针对目前罗兰-C接收机周期识别方法的不足,提出了一种载波跟踪信息与包络峰值检测相结合的罗兰-C脉冲信号周期的联合识别方法,并从基于峰值检测的周期识别原理、DLL峰值检测方法、联合判决方式等方面描述了该方法．仿真验证了DLL峰值检测的有效性,分析了联合识别方法的抗包周差性能和抗噪性能,最后通过将该方法运用于罗兰-C接收机设计,进一步验证了该方法对标准过零点的识别与跟踪性能．试验结果表明:联合识别方法具有良好的抗包周差性能,且在信噪比大于20 dB时,该方法能够准确无误地进行周期识别,满足现代罗兰-C数字化接收机设计指标要求．

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基于证据推理的设计方案多属性决策新方法

卢章平, 李小蕾, 袁浩, 刘明

2014, 35(5): 552-557. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.011

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为了解决传统证据推理方法中很难实现概念设计阶段权值确定且完全的问题,提出一种决策新方法．受物理规划法中偏好函数思想的启发,采用三角模糊数进行目标属性的模糊标度,创新地提出了一种反偏好函数法来确定权值,依据偏好区间的划分确定评价等级区间,并利用证据推理法、评价等级、概率分配函数及效用值等思想进行了方案的评价决策工作．最后通过实例验证了方法的可行性及其在定量描述决策者主观判断上的不确定性和不完全性的优势．结果表明,在概念设计阶段可以利用这种方法将模糊语言权值转化为具体权值,顺利实现有效评价．

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基于点集与互信息的肺部CT图像三维弹性配准算法

夏威，高欣, 王雷, 周志勇, 张冉

2014, 35(5): 558-563. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.012

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针对基于互信息的肺部CT图像三维弹性配准算法精度低、耗时多的问题,提出了一种基于混合配准框架的配准算法.该方法将点集与互信息相结合,先采用点集配准算法获得点集位移向量,再求出变换函数,最后以基于互信息的方法进行细化配准.采用4组三维肺部CT图像,以标志点距离误差来验证算法精度.试验结果表明,所提方法能够快速精确地完成三维肺部CT图像弹性配准;相对于仅基于互信息的配准算法,耗时平均减少70％,配准精度平均提高5％.该方法可以用于4D肺CT图像的快速配准.

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基于多Agent联合灭火救援作战仿真方法

刘静, 程桦

2014, 35(5): 564-570. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.013

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为实现联合灭火救援组织指挥的相互协作,建立了多Agent联合灭火救援作战模型框架．对系统中的指挥Agent、作战Agent和环境Agent进行描述,定义Agent之间以及Agent与环境之间的交互规则,描述系统的相互关系,构建联合灭火救援仿真模型,最后用多Agent软件工具集和通用软件平台(Swarm),采用JAVA语言编程,对模型及相应机制进行了功能验证．结果表明,该方法实现了联合灭火救援组织指挥相互之间的信息交换,完成快速、高效、科学决策,可以提高消防部队的作战能力．

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基于泛关系模型表示的模型集成方法

邢英, 张宏军, 张睿, 单黎黎, 邓小勇

2014, 35(5): 571-577. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.014

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针对常见模型表示方法在面向问题求解的模型集成过程中难以有效支持模型、数据与方法的集成,易造成决策支持系统中模型集成困难,模型资源难以重用的问题,提出基于泛关系模型表示的模型集成方法．基于泛关系理论并常见模型表示方法模型集成的方式和局限性分析,给出泛关系模型表示定义,建立泛关系模型内模式和外模式表示方法,以对象体为数据存贮中介,建立泛关系数据模型向用户数据模型转换算法,实现了模型与数据一致性表示,最后基于泛关系模型表示方法提出了面向决策问题求解的模型树生成、优化和模型集成有效性验证算法．结果表明,基于泛关系模型表示的模型集成方法支持对模型、数据及方法独立管理,实现了模型优化集成和有效性验证,提高了决策支持系统面向决策问题模型集成的模型资源的重用性、灵活性和自动化程度．

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不同结构混合动力汽车用复合电源的比较

王琪, 孙玉坤, 黄永红

2014, 35(5): 578-582. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.015

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为解决混合动力汽车单一电池能量存储系统循环寿命短、功率密度小等问题,引入蓄电池-超级电容器复合电源储能系统,充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大的优点．分别对被动式、改进型被动式和主动式结构复合电源进行分析与研究,同时在MATLAB 7仿真环境下对这3种结构复合电源进行建模,对仿真结果进行对比分析．研究结果表明:复合电源的功率输出能力大大提高,蓄电池的放电过程得到了优化;主动式结构复合电源相对于被动式和改进型被动式结构,其效果更好．

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再生混凝土空心砌块砌体受压变形性能试验

郭樟根, 孙伟民, 李悯粟, 刘佳亮

2014, 35(5): 583-588. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.016

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为考察再生混凝土空心砌块砌体的受压性能,制作了再生混凝土骨料替代率为75％、抗压强度平均值达到860 MPa的再生混凝土小型空心砌块,进行了再生混凝土空心砌块砌体受压变形性能试验,研究该种砌体在竖向荷载作用下的受力全过程和破坏形态,分析了砌体的受压应力-应变曲线和弹性模量．结果表明:该种砌体的受压性能和破坏特征和普通混凝土砌块砌体基本一样;该种砌体的抗压强度和弹性模量随砂浆强度的增大而提高．通过对试验数据的回归分析,再生混凝土空心砌块砌体的弹性模量及轴心抗压强度可采用GB 50003—2010 《砌体结构设计规范》中的相关公式进行计算,提出了再生混凝土砌块砌体受压应力-应变关系上升段计算公式,计算与试验结果吻合较好．

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表面缠绕方式对GFRP筋力学性能的影响

庞育阳, 张普, 高丹盈, 赵科, 莫飞

2014, 35(5): 589-594. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.017

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为了解表面缠绕方式对GFRP筋力学性能的影响,制备了直径分别为6,8,10,12,14和16 mm,肋间距分别为10,20和30 mm,表面缠绕物分别为尼龙绳、1层玻璃纤维束和2层玻璃纤维束的GFRP筋材,并对GFRP筋进行拉伸性能、压缩性能和剪切性能测试试验．通过对试验现象的观察和试验数据的分析,研究不同表面缠绕方式对GFRP筋抗拉强度、抗压强度和剪切强度的影响及产生这些影响的原因和作用机理．试验结果表明:GFRP筋材肋间距较小时,表面缠绕方式对拉伸性能的影响较大;GFRP筋直径较小时,表面缠绕玻璃纤维带对抗剪性能和抗压性能有明显提高．

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CFRP索斜拉-悬吊协作体系桥的动力特性及地震响应分析

刘荣桂, 陈蓓, 冯国英, 蔡东升

2014, 35(5): 595-599. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.018

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采用非线性有限元法,对主跨800 m的CFRP索斜拉-悬吊协作体系桥的动力特性及地震响应进行了计算,并与钢索斜拉-悬吊协作体系桥进行对比分析．结果表明:此跨径下的斜拉-悬吊协作体系桥前10阶自振频率为01～07 Hz,振型表现出明显的三维性及相互耦合等特点;CFRP索斜拉-悬吊协作体系桥振型相同的各阶自振频率,高于相同结构布置形式的钢索体系桥,表明将传统钢索替换为CFRP索有利于结构抵抗低频激励;在地震波作用下,CFRP索斜拉-悬吊协作体系桥的位移响应值与钢索桥接近,但内力响应值较钢索桥小;在响应的衰减速度方面,CFRP索斜拉-悬吊协作体系桥衰减速度较钢索桥快,在抗震性能上具有一定优势．

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风化砂改良膨胀土机理及边坡稳定性分析

杨俊, 黎新春, 张国栋, 唐云伟, 梁勇

2014, 35(5): 600-604. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.019

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研究了风化砂改良膨胀土的作用机理,揭示了风化砂与膨胀土发生的物理化学反应,得到了风化砂掺量与膨胀土的胀缩特性及强度特性之间存在的关系．结合宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路施工项目,采用条分法对填土高度为10 m路堤的整体稳定性进行了分析．结果表明:现采用原状膨胀土填筑路堤安全系数较小,不能满足规范要求;而采用风化砂改良之后的膨胀土填筑的路堤边坡稳定系数比原状膨胀土均有显著提高,能够满足规范要求;路基的安全系数随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到20％,改良膨胀土填筑的路基安全系数达到最大值．

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人行索桁桥振动分析及舒适度评价

曹玉贵, 胡隽, 李小青, 庄劲松, 冯万里

2014, 35(5): 605-610. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.020

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基于有限元程序Ansys,采用分块兰索斯法,分析了人行索桁桥的振动特性,采用国际标准化组织ISO 10137《结构设计基础—建筑物和人行道抗振的适用性标准》,考虑不同人行荷载形式,分析了单人荷载和人群荷载作用下人行索桁桥的侧向和竖向加速度．选取了考虑人行桥侧向与竖向耦合振动的综合评价方法,对人行索桁桥的竖向舒适度和侧向舒适度进行了综合分析．研究结果表明:在不同行人荷载作用下,人行索桁桥不会发生超越舒适度指标的振动;与其他普通悬索桥相比,由主索、桥面索和吊索组成的新型索桁桥,能够在满足使用要求、舒适度要求的同时,减轻了桥梁的质量,降低了经济成本．

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非线性切换系统的振荡行为及其Lyapunov指数计算

余跃, 张春, 毕勤胜

2014, 35(5): 611-615. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.021

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讨论了2组不同系数下的Chen系统经过周期切换生成的一类三维非线性切换系统的动力学行为及其演化过程．由平衡点的局部分岔行为分析,得到子系统不同分岔,如Fold分岔、Hopf分岔的临界条件和相关稳态解．两子系统的不同稳态解之间,如焦点与焦点、焦点与极限环之间,通过周期切换,呈现出丰富的振荡行为．随系统参数变化,切换系统会出现非光滑分岔,导致诸如混沌等复杂的非线性现象．利用Poincar映射分析方法,计算了周期切换系统的Lyapunov指数．通过与相应的分岔图比对,验证了算法的有效性．以Lyapunov指数为判据,可以有效揭示此类混杂系统由倍周期分岔通向混沌的道路．

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同步多重工作休假排队系统分析

苑春荟, 徐剑, 朱翼隽

2014, 35(5): 616-620. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.05.022

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考虑一类带有正负顾客、休假可中止的同步多重工作休假排队模型．服务台在休假期间不是完全停止工作,而是以相对服务期较低的服务率服务顾客,这种半休假策略叫作工作休假．在此模型的基础上,针对现实生活中的排队模型可能出现的干扰因素,提出了带有负顾客的排队模型,负顾客一对一抵消队尾的正顾客(若有),若系统中无正顾客,到达的负顾客自动消失,负顾客不接受服务;同时引入了另一种策略:休假可中止．采用拟生灭过程和矩阵几何解法得到了系统的稳态队长,证明了稳态条件下队长的随机分解,并且得到了附加队长的分布．最后,应用数值例子说明该模型可以较好地解决一些实际问题．

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