基于多Agent 的通航运力资源协同调度

针对并行式多任务条件下的通航运力资源调度效率较低问题，提出一种基于多 Agent 协商的通航运力资源协同调度方法. 构建多Agent 通航资源协同调度框架，建立基于招投标机制的运力资源匹配性模型以提升并行任务处理能力，在匹配性结果基础上设计资源调度策略，最后使用实际运行数据验证本文提出方法的可行性. 仿真结果表明：该方法资源调度速率受并行任务数量影响较小，满足实时性需求；相比常用Agent算法所得调度结果，单机日利用率平均提升0.19 h/d，作业时长均方差平均降低0.03 h，能够快速有效地调度通航运力资源.     

三峡葛洲坝联合通航调度的混合整数规划

联合通航调度计划问题就是如何保持长江三峡大坝和葛洲坝之间的船舶航行的通畅有序,它是一个十分复杂的多目标组合优化问题.文中采用一个具有双服务台5个批处理服务器的开放多类排队网络来描述该调度系统,在此基础上建立起一种基于离散时间域的多目标混合整数非线性规划模型,提出一种基于启发式变异策略的模拟退火算法,能在有限的计算时间内得到较优的调度计划,并针对实际通航数据的测算,验证了该算法的有效性.     

三峡工程两坝联合通航静态调度的异步滚动时域优化方法

求解较长时段内的船舶过闸优化调度方案以保障船舶能够通畅有序的通过三峡大坝和葛洲坝．针对目前普遍采用的全局优化方法存在的优化结果不稳定以及收敛速度慢等缺点,提出了一种滚动时域优化方法,并将联合通航调度系统分解为3个具有反馈回路的串联子系统,每个子系统都具有独立的滚动时域参数,从而构成了一个异步滚动时域方法模型,考虑到子系统调度顺序对优化性能的影响,提出了预测信息扰动强度排序的同步算法来降低预测信息的不确定性以提高解的质量．基于实际通航数据的比较测试表明了滚动时域优化方法在优化性能上优于全局优化方法,并且同步算法对提高优化性能有显著作用．     

考虑移步需求的无桩型共享单车动态调度研究

共享单车系统自发的不均衡性导致单车数量分布与用户需求分布之间产生偏移，降低了系统服务能力，需要调度实现再平衡. 现有动态调度算法缺乏考虑起点车辆供给不足，用户在出行过程中“再次”取车的移步需求，难以准确识别用户真实的出行需求分布，降低了调度效果. 本文提出以用户出行选择行为为下层，以调度车辆路径规划为上层的双层规划模型框架，设计结合仿真系统的启发式求解算法. 算例场景基于上海市虹口、杨浦区共享单车历史出行数据搭建，并进行网格化处理. 算例结果表明，模型能有效识别移步需求，提高共享单车的供需匹配能力. 针对各类调度资源配置情况，共享单车的供需匹配率提升18.07%~ 19.89%，提高了共享单车系统的管理效率.     

基于快速需求响应的城市公交在线调度方法研究

通过研究制约公交系统运行效率的问题,提出了一种旨在快速响应乘客出行需求的"小粒度"频繁调度方法,构建了以"小粒度"时段为调度周期的多日标优化模型.针对模型特征设计了实现在线调度的改进遗传算法,结合启发信息控制变异位置、增加修复算子,解决了染色体变长和跨维搜索难题.利用仿真试验验证了方法的有效性,结果表明,算法能在较短时间产生调度方案,满足在线调度要求;与传统的基于统计数据的调度方案相比,模型能有效优化出行成本和运营成本.     

基于改进蚁群算法的多车型供应链物流运输调度建模研究

通过对基础蚁群算法的启发信息函数和信息素更新模型实施改进,获得改进蚁群算法,在此基础上,将所设定运输成本和运输时间、车辆油耗、最高配送距离与承载量等约束因子融入到算法内,构建包含多个约束因子的调度模型,实现对多车型供应链物流运输的调度,结果表明,该模型具有较高的收敛速度与路径寻优性能,所搜寻的路径质量较高,可针对不同零售商网点分布情况搜寻最优路径,并针对所寻的不同路径调度不同车型车辆,调度结果可满足车辆各自的最高配送距离与承载量等约束,实现多车型的供应链物流运输优化调度,达到降低运输成本与运输时间等目标.     

基于云模型和蒙特卡洛方法的通航环境系统风险评价

在通航环境系统风险评价的实践过程中,往往面临很多不确定性因素,这使得风险评价工 作的开展面临一定的困难。为充分利用不确定性信息并克服其不利影响,将云模型和蒙特卡洛方 法引入船舶通航环境系统风险评价,构建了基于正态云模型和蒙特卡洛思想的通航环境系统风险 综合评价模型,并给出了实现方案。模型中,以正态云模型为工具实现风险评价过程中定性描述 和定量表示之间的相互转换,实现了基于云模型的通航环境系统各因素的风险评价;采用蒙特卡 洛方法得到通航环境系统风险云模型的三个关键参数。以杭州湾跨海大桥通航环境风险综合评价 为例,对所建模型的可行性和有效性进行了验证。研究表明,该模型能够作为在不确定性环境下 实现通航环境系统风险综合评价的一种有效方法。     

动态车辆路径问题中的实时最短路径算法研究

分析了现有算法处理动态车辆路径问题时的缺陷,提出了一个动态网络环境下的实时路径评估模型,在此基础之上构造了一个改进的Dijkstra双桶算法.该算法能根据静态和动态的交通信息找出客户之间的实时最短路径,并对车辆的旅行线路进行调整,具有对随机事件和突发事件进行实时处理的能力,已用于解决动态车辆路径问题.实验结果表明,该算法能在动态网络环境下找到实时的最短路径,减少车辆旅行的总成本.     

共享单车调度模型及算法研究

共享单车运营过程中出现的周转率低、调度成本过高等问题制约了城市慢行交通的发展。针对现有自行车调度模型假设条件的局限性,提出共享经济模式下转运最大化策略。在详细分析共享单车调度成本及相关参数的基础上,以成本最小和投放率最高为目标建立了共享单车调度模型。引入精英策略和进化算子对遗传算法进行改进,并采用TOPSIS法在改进算法求解出的有效路线集中选择最优路线。选取北京市某区域进行仿真分析,结果表明改进算法寻优能力较好。与常规调度模型相比,可选择调度路线增加了74.3%,平均调度成本进一步降低了18.3%.     

北江千吨级航道整治研究:Ⅰ一维数学模型与枢纽调节下非恒定流传播特性

基于圣维南方程,建立了北江白石窑枢纽坝下至飞来峡枢纽坝下约75km河段的一维非恒定流数学模型.对白石窑枢纽下游航道的非恒定流特性进行了研究,为水库调度方案和河道通航方案的设计提供了依据.模型验证结果表明,计算值与实测值符合情况较好,所建模型合理可靠.运用验证后模型模拟白石窑枢纽的两种不同日调节下泄过程,分析了该河段的非恒定流传播特性.针对飞来峡枢纽运行调度中无预泄、预泄12h和预泄24h三种方案,分析了不同运行调度措施下飞来峡反调节作用对白石窑下游水流特性及通航条件的影响.通过分析各方案下研究河段的最大时水位变幅,得知该河段时水位变幅能满足船舶安全通航要求.     

三峡成库初期长江涪陵—长寿河段航道水流条件变化分析

为研究三峡蓄水以来涪陵至长寿河段水流条件的变化情况,收集了三峡工程各蓄水期库区沿程各水位站水位资料,以及库区代表水文站流量资料。利用一维水流数学模型计算了成库初期3级特征流量下涪陵至长寿河段通航水流条件(水深、流速、比降),进行了水流条件变化对比分析,简述了航道条件改善情况。     

三峡枢纽碍航经济损失评估方法研究

充分利用机会成本原理,以货物时间价值损失、货物经时损失以及船舶额外营运成本为评价指标,构建船货匹配的经济损失评估模型,为高效航道运输系统建设和区域社会发展评估提供参考。其中,货物时间价值损失测算模型运用科布道格拉斯生产函数思想,考虑长江水文特征、船舶待闸时长及船闸通行能力等因素,构建包含待闸时间敏感系数和船闸饱和度的货物时间价值损失测算公式;货物经时损失测算模型考虑货物品质和货物占用资金的使用效率,利用微分方程,构建分段损失率的货物经时损失测算公式。估算结果显示,当前三峡枢纽碍航造成的经济损失达76亿元,其中集装箱及船舶受损最严重。因此,三峡枢纽管理部门可结合经济损失优化船舶调度计划。     

三峡电站汛期调峰时两坝间通航船模试验研究

三峡大坝—葛洲坝两坝间航道曲折多变,水流条件复杂。三峡电站调峰运行后引起航道水流条件的变化对通航将产生不良影响。根据船模实验最高安全限值的要求,通过船模通航实验,分析了不同船队在各关键航段汛期调峰时船队上下行航行的最大舵角、最大漂角、对岸航速及航行时间的变化;研究论证了汛期调峰时两坝间的通航条件,确保船舶安全通过此航段;提出了最佳航线、驾驭方式和航行难点。     

绿色通航视域下过坝船舶预约调度双目标优化研究

针对船舶到达不均衡和供需时空不匹配导致的水利枢纽通航拥堵问题,建立过坝船舶预约的双目标决策模型,优化船舶平均等待时间和到达调整率,探讨两者之间的权衡关系;进一步考虑船舶的失约情形,设计过坝预约的重调度规则。然后,利用非支配排序遗传算法的gamultiobj函数求解模型,并探讨预约机制实施前后的碳减排效果。最后,以三峡枢纽为例,验证模型的有效性。结果表明：该模型在平均等待时间和到达调整率的权衡中,得到了多样化的预约调度方案,并通过合理分配预约份额,有序管理船舶到达。同时,与原调度方案相比,理想和失约情形下的预约调度方案,可分别带来27.51 t和20.04 t的最大碳减排量;且重调度策略使到达调整率的均值降低了2.7%,减少了失约的干扰影响。     

基于一、二维水动力耦合模拟的三峡库区溢油预测模型研究

随着三峡库区通航条件的改善和船舶流量的不断增加,库区水上溢油风险形势日益严峻.文中以一维圣维南方程和二维EFDC模型为基础,实现了一维、二维水动力的耦合模拟,而后结合油粒子漂移扩散模型设计了一个适用于三峡库区水上溢油预测模型.在此基础上对175m水位的万州段长江干流的假想溢油事故进行了进行模拟,初步检验了溢油预测模型的效果.     

三峡库区不同水位期船舶溢油控制策略研究

随着三峡库区通航条件的改善、船舶流量的持续增大,尤其是水上危险品运输业的快速发展,库区水上溢油风险形势日益严峻.本文根据三峡库区不同水位期特点,针对溢油事故高风险水域的溢油数值及围控模拟结果,提出了三峡库区不同水位期船舶溢油围控策略,并对溢油应急围油栏设备配备进行适应性分析.     

三峡库区急流滩代表船舶自航上滩水力指标研究

三峡水库蓄水以后,库区航道通航条件大为改善,对上游经济发展具有重要的促进作用。但在汛期库尾洪水急流滩,由于水流较急通航能力受限,遏制了库区通航能力全面提升。针对3000吨级代表船舶在库尾洪水急流滩自航上滩的实测资料,结合川江水力指标理论研究方法,确定了三峡库区洪水急流滩河段3000吨级船舶自航上滩的水力指标。为库尾洪水急流滩的规划、设计及整治提供理论依据。     

船舶调度闸外编排算法

为了提高船闸的通过能力,优化船舶进闸调度,分析了三峡船闸船舶的平均过闸间隔时间,提出了闸外编排的概念,分析了船舶在进闸调度中的操作流程,以安全性和进闸耗时为目标,建立了闸外编排的数学模型,设计了相应的启发式求解算法,将模型的目标和约束条件通过启发式方法生成船舶在闸外的排序法则。数值试验分析结果表明闸外编排数学模型切实可行,排序算法可以生成安全高效的进闸方案,闸外编排的实现考虑了船舶进闸时间和安全性原则,缩短了闸次间隔时间,提高了日开闸次数,有效地提高了通航设施的整体通过能力。     

长江干线江海联运集装箱船主尺度与动力装置选型的研究

随着三峡大坝通航、洋山深水港投入生产及长江航道近年将得到大力整治,长江流域特别是长江干线的航运环境发生巨大变化.由于洋山港特殊地理位置导致内河船舶与海船的使用均受到一定限制.在此背景下,文中应用船舶设计、船舶阻力、船舶动力装置及船舶技术经济论证等相关知识,以规划中的长江干线航运环境为基础,探讨了重庆、武汉、南京到洋山港航线的集装箱船船型、动力装置的开发与优选.