民用航空发动机在翼时间控制方法

为了通过视情维修策略控制民航发动机在翼时间,分析了发动机维修与在翼时间的特点,建立了反映在翼时间与状态监测变量和故障强度之间关系的比例强度模型,确立了性能衰退下的在翼时间控制限与单位时间总成本期望值最小时的最优预防性维修间隔,并进行了CF6-80C2A5型发动机运营数据的实例验证。结果表明:故障强度小,则在翼时间控制限低;预防性维修与事后维修成本率会影响最优预防性维修间隔;完备的发动机拆换与在翼历史记录、维修成本、适航与制造商要求、寿命件限制等数据是提高在翼时间控制准确性的关键。     

基于复合分派规则的进场航班排序方法

为解决航班延误问题,提出了基于复合分派规则的进场航班排序方法。基于机器调度理论,将最小化加权总延误为目标的进场航班排序问题等效为最小化加权总滞后的机器调度问题;考虑顺序决定的准备时间约束、提交时间约束与最后期限约束,构建了进场航班排序模型;引入加权最短加工时间因子、松弛因子、准备时间因子、提交时间因子与最后期限因子,提出了进场航班排序的复合分派规则,设计了进场航班排序的启发式算法;基于实际案例,对比了采用提出的排序方法、先到先服务规则与Lingo软件得到的进场加权总延误、总延误与最大延误。计算结果表明:提出的排序方法在30架次航班数值仿真中,加权总延误比先到先服务规则缩短了31min,延误航班数量减少了6架次;在以上海浦东机场北向运行为场景的实际案例验证中,基于排序方法的优化降落时间与Lingo软件的仿真结果相同,与实际降落时间相比,平均每架次航班提前了2.4min降落。     

小型航空汽油发动机供油量的模糊控制

为了精确控制小型航空发动机各工况所需的供油量,基于模糊控制理论,研究并设计了小型航空汽油机电控喷油系统,采用局部分层模糊逻辑结构的MISO喷油控制规律,以减少模糊规则数目,简化推理计算过程。在用模糊推理合成法获取电控喷油系统的模糊控制规则时,利用化油器式发动机的试验数据作为输入输出数据,使模糊控制规则合理地反映了发动机的供油规律要求。地面台架试验表明,基于局部分层模糊逻辑结构的模糊运算产生的喷油控制量是精确的,发动机的最大功率提高了6.8%,耗油率降低了11.3%。     

基于蚁群算法的多跑道航班协同调度建模

针对终端区航班拥堵问题,模型通过读取进离场航班的航班号、机型和所属航空公司等实时信息,以提高航空公司效益性和航空公司之间竞争公平性为目标,建立了多跑道航班协同调度（CDM GDP）的多目标动态优化模型,采用蚁群算法对模型进行仿真.经过仿真验证表明,模型优化算法与先到先服务（FCFS）状态下航班排序相比,延误损失降低70.10%;延误损失偏差和降低38.64%.     

延误航班机场场面滑行优化调度策略研究

为减少大面积航班延误带来的机场拥堵和安全隐患,提出了将解决延误航班调度过程转化为求解流水车间调度问题（flow-shop scheduling problems,FSP）.以航空器总体调度滑行时间最小为目标,建立延误航班滑行调度模型,设计多粒子群算法求解模型.算例分析表明,该调度模型较之比FCFS方案在一个高峰时段内能减少14.2min调度时间,提高了机场运行效率.     

基于投标模型的计算网格资源分配的研究

研究运用投标模型对网格资源进行合理分配.建议了网格任务Agent的投标方式,并提出了任务Agent的爬坡式投标算法,任务Agent可以通过该算法搜索效用函数获得其期望效用最大化.网格任务Agent的效用函数是基于期望的效用函数.如果任务Agent在限定的时间内完成所有的任务并且将剩余的费用归还,用户将表示满意,否则,用户表示不满意.在仿真实验中,着重研究了网格任务Agent效用函数与作业响应时间之间的关系,并对基于效用函数的经济调度方法与传统的先来先服务（FCFS）方法进行了比较分析.     

铁路钢轨网格化维修规划优化编制模型

优化编制铁路钢轨维修规划,对管理者合理利用维修资源、确保铁路行车安全具有重要意义.本文基于铁路基础设施网格化管理思想,按照一定规则将线性、连续的铁路钢轨设备,分割为等长的小区段,这些小区段称为钢轨网格.以钢轨网格为基本对象,采用多阶段指数Markov模型,个性化描述钢轨网格状态变化规律;在此基础上,采用Markov决策过程方法,以规划周期内的期望总成本最小为目标函数,建立基于状态的维修策略模型,确定一个较长规划周期内的最优维修策略.作者采用了陇海线实际数据对提出模型的有效性进行了验证,计算结果表明,本文提出的模型优于基于阈值的中国铁路既有的管理方法.     

大规模风电机组并网的多目标动态环境经济调度

在风力发电技术和并网技术不断成熟以及节能减排的背景下,构建了含大规模风电机组并网的电力系统多目标动态环境经济调度模型。该模型以火电机组的总燃料费用和污染排放量为目标,同时考虑了系统的功率平衡约束、火电机组的有功出力约束、爬坡约束以及系统的正负旋转备用约束。并采用基于非劣排序分子微分进化算法对该调度模型进行求解。最后通过算例分析,验证了所构建调度模型及求解算法的合理性和优越性。     

CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统

结合车站自律机、联锁系统、客运站股道运用技术作业及其要求,设计了基于分散自律控制原则的系统模型、功能与体系结构。运用现代排序理论,构建了股道运用实时调整可控排序模型和耦合模型,提出了基于合成分派规则的三步算法与股道运用通用启发式算法,求解股道运用系列决策问题,解决铁路行车及调车作业之间的干扰问题,并开发了CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统。分析结果表明:合成分派规则的平均优化解明显优于基本分派规则的平均优化解,合成分派规则EDD+FIFO获得的解最优;实时调整时宜直接采用合成分派规则,尤其是规则EDD+FIFO,求解耦合问题时应综合考虑各种分派规则。可见,系统的功能、性能和技术指标均能满足股道运用智能编制和实时调整的现实需求。     

基于泊位计划的集装箱码头岸桥动态调度优化

所谓基于泊位计划的集装箱码头岸桥动态调度问题,是指在计划周期内,在每艘船舶均已安排了靠泊时间和靠泊位置的前提下,将有限的岸桥资源在船舶上的装卸任务间进行动态分配与排序,以最大限度地减少计划期内所有船舶的滞港时间. 在充分考虑岸桥不能交叉作业、装卸任务有作业顺序要求等现实约束下,对此问题构建了非线性数学规划模型,基于问题自身的特点设计了基于任务排序的染色体结构,用遗传算法进行求解. 通过与文献中单船的调度结果的对比、单船岸桥调度与多船动态岸桥调度结果的对比,以及多船动态岸桥调度的仿真实验,证明了模型及算法的有效性.     

民航发动机车间维修能力近似平均值分析方法

为了评估民航发动机维修车间在当前维修能力下可保持的机队规模,提出了车间维修能力近似平均值分析方法。采用扩展随机Petri网建立了发动机在维修车间的转移模型,利用单维修等级下系统的性能指标对多维修等级性能指标进行了修正,采用平方变差系数方法实现服务时间从指数分布向正态分布的逼近,并评价了多等级与服务时间为正态分布的车间维修能力,分析了近似平均分析法与仿真方法的计算结果。比较结果表明:各维修中心等待队长最大相对误差为9.14%,此时零件检查、手工修理及机械加工为限制维修车间能力的瓶颈,因此,近似平均值分析方法是有效的。     

遗传算法在终端区飞机排序中的应用

研究了遗传算法在终端区跑道分配以及飞机排序中的应用，建立了多条跑道多架飞机排序的数学模型，并进行了算例仿真分析。仿真结果表明，遗传算法与先到先服务排序相比较，适应度增加了80％，延时减小了40％，说明遗传算法的排序结果优于先到先服务的排序结果。     

航班延误恢复调度的混合粒子群算法

为了优化航班延误恢复调度,考虑了航班延误的经济效益、社会影响和经济损失构成,定义了航线影响因子,构建了一种新的航班延误恢复调度模型,将局部搜索方法引入到粒子群算法中,提出了求解航班延误恢复调度问题的混合粒子群算法。计算结果表明:与先来先服务调度方法相比,混合粒子群算法可以减少航班延误损失4.2%,与基本粒子群算法和进化策略算法相比,混合粒子群算法平均可减少航班延误损失2.0%,随着航班延误恢复规模的增大,算法优势会更明显。     

求解具有恶化工件单机调度问题的改进遗传算法

为克服现有算法求解工件数较多的单机调度问题计算量大的缺点,分析了加工时间为阶梯函数的工件排序规则,以极小化最大完工时间为目标,提出了基于局部搜索的改进遗传算法,对基于工序编码方式的染色体设计了线性顺序交叉算子和融合工件排序性质的局部变异算子,并引入局部搜索策略,提高了算法局部搜索能力和收敛速度.算例测试结果表明:工件数为40件时,与模拟退火算法相比,本文算法求得的最大完工时间平均减少了56.6%,显著缩短了制造周期,并有效地避免了局部最优解,收敛速度显著提高.     

集装箱码头卸船作业调度方案的两阶段禁忌搜索算法

为提高集装箱码头卸船作业效率,建立了堆存位置-集卡调度一体优化模型,设计了集装箱码头卸船作业调度方案两阶段禁忌搜索算法。在第一阶段,通过禁忌搜索算法决定集装箱的堆存位置;在第二阶段,基于堆存方案执行另一禁忌搜索算法,获得集卡的优化调度方案,然后再计算卸船时间,且将结果反馈到第一阶段的搜索过程,通过两阶段搜索过程的反馈优化卸船调度方案。计算结果表明两阶段禁忌搜索算法可以平均减少卸船作业时间6.78%,结果稳定。     

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优化应急车辆调度是降低突发事件造成重大人员伤亡和财产损失的有效手段. 在分析应急车辆调度问题、决策目标、决策变量和目标函数的基础上,构建了最小化整体损失的理想化调度模型. 针对该理想模型的参数难以确定的问题,提出以广义响应时间为基础,以实时交通量辅助决策,采用简化约束条件的方法建立了城市应急车辆调度的优化模型. 分析了路段行程时间和交叉口行程时间的计算,依据路段交通流量对城市应急车辆调度的影响划分道路服务等级. 基于威海市实际案例的分析结果表明,简化模型能够辅助优选应急车辆调度方案,验证了该方法的有效性.     

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有效的乘务调度能够为公交企业带来巨大的成本节约,但是,公交乘务调度问题因受制于一系列劳动法规的约束变得十分复杂.我国公交普遍存在"中式用餐"约束,进一步加大了问题的复杂性,使西方主流调度系统在国内实施面临困难.本文基于"生成与选择"方法解决乘务调度问题,关键在于"生成"阶段处理"中式用餐"难题;利用"中式用餐"约束和乘务问题特点,设计一种基于启发式规则的换班机会筛选方法;在所选换班机会集合的基础上构造能满足"中式用餐"约束的潜在乘务班次集合.对实际公交乘务调度问题中的12组实例进行测试,表明本文方法不仅能处理"中式用餐"约束,而且能极大减少所求问题的规模,因此适用于解决大规模的带有"中式用餐"约束的乘务调度问题.     

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1 整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.