基于分层分区模型的分布式电源分布优化

在含分布式电源的配网规化中,分布式电源模型的建立、潮流计算方法的选择和优化算法的运用,对优化结果至关重要.在配网分布式电源三类传统模型基础上,为便于计算支路电流,对含分布式电源的支路引入新模型——分层分区DG模型;基于新模型,分析了各种潮流算法,结合含分布式电源的配网特点,改良了推回代潮流计算;最后通过微分进化算法,以网损最小为目标,对计算结果进行优化,得出配网电源的最优位置和容量.     

基于网络演化方法的城市群城际铁路线网规划模型研究

城际铁路网络在城市群一体化发展中发挥着重要作用,在城市群空间结构的 基础上进行合理规划意义重大.本文基于网络演化思想,将节点重要度和城市经济联系强 度指标作为重要参数,在综合考虑城市群社会经济影响的基础上,构建城市群城际铁路 线网布局规划模型,并对城际铁路线网的技术性能和约束条件进行分析,提出节点成长、 线路连接、边权演化规则,设计网络演化机制和城际铁路网络演化算法.以成渝城市群为 对象进行实证分析,得到不同参数组合下的演化结果和城际铁路线网规划方案,验证了 模型的合理性和适用性,对实际城市群城际铁路线网规划工作有一定的参考价值.     

公路隧道围岩变形破坏理论研究

采用理论分析、数值模拟以及现场监控量测等手段对公路隧道围岩变形破坏理论进行较深入的研究。通过分析开挖过程中围岩损伤演化,获得了损伤变量与围岩材料参数之间的关系,提出了围岩力学参数的预测方法。通过岩体破坏机理、围岩损伤应力影响范围以及影响围岩稳定性的各个因素综合研究,建立了卸荷状态下的围岩损伤本构关系和基于能量耗散的损伤本构模型。基于一般弹塑性数值分析原理,建立了考虑围岩参数劣化过程的隧道围岩损伤演化分析方法,分析了开挖应力状态下隧道围岩的弹塑性损伤演化机理。建立了基于经验公式和基于围岩渐进性破坏理论的公路隧道围岩压力演化趋势及预测模型,提出了公路隧道围岩压力演化趋势的预测方法。     

中国煤炭运输网络空间演化

为了研究中国煤炭运输网络的演变规律和内在作用机制, 借鉴复杂网络的建模思想, 提出了综合煤炭价格成本和运输成本选择机制的煤炭运输网络演化模型, 并通过调节模型参数, 分析了其对网络特性的影响; 为反映煤炭价格动态波动对节点选择的影响, 构建了服务于演化模型的煤炭价格波动函数; 采用1998年中国煤炭运输数据进行仿真计算, 并将仿真结果与2016年中国煤炭运输网络特性进行对比, 以验证提出的煤炭运输网络演化模型的合理性。研究结果表明: 节点强度比节点度更适合用于分析中国煤炭运输网络特性; 中国煤炭运输网络为异配网络, 移走少数高强度节点会严重影响网络的连通性, 增加煤炭运输进口节点会减小移走少数高强度节点对网络的影响; 增加煤炭运输出口节点能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 能大大提高山东、辽宁等地区的港口潜力, 带动地区经济发展; 增加煤炭运输进口节点会使中国东南部沿海地区和中部地区成为关键节点, 也能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 但网络抗毁性会减弱, 网络中关键节点与非关键节点连接的倾向性会逐渐减弱, 网络的传递性和紧密程度表现为先升高后降低的趋势。可见, 在增加煤炭运输进出口节点的同时, 应加强对煤炭运输网络的整体规划和对枢纽地区的建设和管理, 合理引导煤炭运输资源配置, 以提高中国煤炭运输网络的整体性能。      

基于Monte Carlo的行程时间可靠性研究

从分析行程时间可靠性的概念及其重要性入手,提出了路段、路径、OD对以及系统行程时间可靠性的定量计算方法.在路段通行能力随机变化的条件下,基于Monte Carlo仿真建立了行程时间可靠性的求解算法.考虑到行程时间可靠性与出行者路径选择的相互作用,该方法将基于行程时间可靠性的交通分配纳入到行程时间可靠性的评价之中.用一个简单算例进行测试,结果表明该方法能够对行程时间可靠性进行合理评定.     

非增量算法中的弹塑性材料本构算法

文中在新的非增量算法基础上，为提高其计算精度，可靠性和计算效率，采用卸载构形来区分弹塑性变形、定义弹塑性变发量，并据此采用超弹性本构和塑性演化方程描述有限变形弹塑性问题的本构特性。给出了在非增量算法中该本构的算法实施。     

基于GIS的多粒度复杂网络模型

为提高城市路网失效传播分析和可靠性分析的准确性,研究了路网发生故障的3种失效形式.在此基础上,基于复杂网络理论,提出了一种多粒度复杂网络模型;通过构建粒度空间,将城市交通广义路网表达为多粒度复杂路网.为检验模型的有效性,以成都市区路网为例,建立了道路的多粒度复杂网络模型;基于该网络结构,进行了路网失效传播分析以及分别针对随机攻击和蓄意攻击的路网可靠性分析.研究结果表明,城市道路多粒度复杂网络能更准确地进行路网失效传播分析和可靠性分析,为进一步研究城市交通网络故障的动态演化提供了有利条件.     

出行需求驱动的高速公路路网演化模型

基于复杂网络理论构建高速公路路网演化模型,提出了一种上层模型为加权出行需求网络及下层模型为高速公路网络的双层复杂交通网络模型.设计了双层复杂交通网络的演化准则:①上、下层网络各自演化,出行网络的连接服从强度准则,高速公路路网按照强度驱动连接准则和投资约束机制演化,这些演化准则能避免优先连接准则和效用最大准则的冲突;②上、下层网络相互影响,出行网络的变化通过边权耦合机制影响高速公路网络的演化,高速公路网络的变化影响出行阻抗从而影响着出行网络.以湖南省高速公路网络的演化过程为例,对该模型进行了仿真.仿真结果表明,分析模型是有效的.     

基于AT等值电路的牵引网潮流计算方法

在自耦变压器（AT）等值电路的基础上,提出了牵引网潮流的改进算法.改进算法中将机车视作恒功率模型,考虑了AT的漏抗值,利用迭代法和叠加原理进行供电区间多列车运行的潮流计算.该算法能计算AT漏抗值对牵引网电气特性的影响.仿真结果表明,对单列车情况迭代5次左右即收敛,对4列车情况迭代10次左右收敛;算法对供电区间任意位置单列和多列车的情况均适用,且较AT等值电路的一般算法精确.     

路段容量随机下降路网的行程时间可靠性

基于均匀分布的路段容量,分析了退化路网中路段行程时间的随机变动,构建了概率用户均衡交通分配模型,证明了等价数学规划模型解的等价性,设计了模型求解算法.在此基础上,建立了路段、路径及OD对行程时间可靠性计算模型.最后,在一简单网络上进行了计算分析.     

Optimal allocation of fleet’s spare parts for system reliability

Allocation of fleet’s spare parts is rarely studied due to its complexity. However, this task is extremely important because the warship’s service level highly relies on the maintenance logistics’ level. In this study, the readiness ratio is proposed as a critical index in measuring the system’s reliability. A well-established mathematical model adopting the optimization method of spare part allocation is also introduced. The objective is to minimize the number of each spare part while satisfying the fleet’s system reliability. The fault tree analysis (FTA) is applied to analyze the system’s failure logic and stratify the units on ship. As a result, the strategy of spare part sharing can be introduced in detail. The solution algorithm is developed, and the simulation experiments to obtain the key parameters are conducted. The proposed model and algorithm are applied to an actual fleet of two warships, and results show that the method above is feasible and can be directly applied into practice.     

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

OPAX技术在解决车内轰鸣声中的应用

基于LMS OPAX方法对悬置传递路径进行分析,采用互易法原理利用低频体积声源获取力声传递函数。通过对OPAX计算结果进行验证,验证了OPAX算法的可靠性。结合CAE分析寻找有效的解决方案,最终解决该轰鸣声问题。     

RES脉内特征的差分进化粒子群投影寻踪评价模型

针对雷达辐射源信号脉内特征综合评估存在标准单一、缺乏客观性等问题,提出了基于群体智能的雷达辐射源信号脉内特征综合评估模型.首先,通过投影寻踪算法将雷达辐射源信号脉内特征的综合评估问题转化为有条件限制的多元非线性目标函数的优化问题;其次,通过改进的粒子群优化算法与差分进化算法的结合得到新的智能算法;最后,利用该算法实现多元非线性目标函数的优化求解.仿真结果表明:该群体智能算法对Rosenbrock测试函数的最优适应度值最小,对Rastrigrin函数和Girewank测试函数的最优适应度值为0,说明该算法的计算精度优于其他算法.同时适应度值的方差比标准粒子群算法和差分进化算法小,说明该算法的收敛性和鲁棒性较好.通过与加速遗传算法对评估问题目标函数5次优化结果的比较,本算法的计算结果没有波动,说明基于群体智能的RES脉内特征综合评估模型能够更客观、更有效地实现对RES脉内特征的综合评估.      

应急车辆动态路径选择的两阶段优化模型

为研究突发事件情境下交通路网动态变化时的应急车辆路径选择问题，提出应急车辆动态路径选择的两阶段调度优化模型。通过结合路网动态状况和应急救援特征，建立基于最大路径可靠度和最短行程时间的两阶段优化模型；通过混沌搜索改进布谷鸟算法初始种群，并加入蛙跳算法改进局部搜索操作，设计混合布谷鸟算法，改善全局寻优能力；以某市某区部分区域路网为例，将该区域路网实时交通数据应用于模型和求解算法中。实验表明，利用两阶段优化模型和算法编码方案能成功获得出发点到救援点的动态可靠路径，相同行驶路径情况下模型与算法求解的最短行程时间与实地驾车获得的最短行程时间最大误差不超过8%，说明优化模型可行。3 种不同算法求解K最短路径的结果发现，混合布谷鸟算法得到的最短行程时间比粒子群算法和 经典布谷鸟算法得到的结果都要小，且计算时间最短，表明混合布谷鸟算法求解的结果最优，性能最好。     

随机交通网络连通可靠度改进算法

连通可靠度作为网络可靠性的基础指标是指导交通事故预防、灾后重建和日 常维护等活动的重要理论,但其计算是经典的NP难问题.为了提高大规模网络应用的求 解精度和效率,提出了基于k-最短路径和状态排序的改进算法--Target_Order 算法,集 中考察影响网络连通性的关键节点及其状态,有效减少了无关网络连通性的节点组合产 生的冗余网络状态,大幅降低了计算复杂度.最后,以成都规划年地铁网为例,通过与传统 算法（ORDER算法）比较,分析了算法关键参数的影响,验证了改进算法在精度与效率方 面的显著优势.研究结果同样适用于其他随机交通网络的连通可靠度计算与统计.     

基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性和维修性分析

针对船舶电力系统的可靠性、维修性计算问题,从该系统主要运行方式的基本模型出发,提出了基于马尔可夫过程的船舶电力系统可靠性、维修性分析方法,建立了船舶电力系统可靠性、维修性的数学模型,推导出船舶电力系统可用度与可靠度的表达式,并给出了在船舶电站控制系统中的一个工程应用实例.     

考虑非线性累积损伤的大跨多荷载桥梁的疲劳可靠度评估

针对大跨多荷载桥梁疲劳损伤累积非线性过程中的大量不确定性,对火车、汽车与风荷载作用下的大跨悬索桥,利用连续损伤模型提出了一个疲劳可靠度评估方法.首先,在连续损伤模型基础上,对模型参数进行分析;然后,根据工程应用的需要,适当简化疲劳模型,在连续损伤模型中引入合适的随机变量,定义疲劳可靠度分析的极限状态函数,假定多种未来可能的交通荷载和荷载增长模式,利用蒙特卡洛方法产生随机变量并计算失效概率;最后以香港青马大桥为例,讨论了该桥在不同荷载状况下使用120年后的疲劳失效概率.研究发现:若保持当前的交通状态,桥梁可保持良好状况,但未来交通荷载的快速增长会导致结构提前失效.      

第三方物流服务商特征属性的前沿评价

为了设计一个适合第三方物流服务商的评价方法，建立了15个分类指标的评价指标体系，其中每个指标划分为5个等级，依据第三方物流服务商的绩效水平确定其所处等级，得到原始评价值．将备选服务商的同一分类指标的原始评价值两两比较，求出15个分类指标下服务商的相对优先矩阵，对每个相对优先矩阵计算其特征属性向量，然后采用限定分类指标权重顺序的非参数前沿绩效评估方法对服务商进行评价，得到第三方物流服务商的优先排序向量，为企业选择第三方物流服务商提供依据．最后，设计了2个算例，对算法的可靠性进行验证．     

基于ARMAX代理模型的车-桥耦合系统可靠性研究

为探究车-桥耦合系统可靠性的效率和精度,建立列车-桥梁的耦合振动模型,并采用自回归方法模拟轨道不平顺. 回顾ARMAX （auto-regressive moving average exogenous）模型的基本原理,提出了基于ARMAX代理模型的车-桥耦合系统可靠性分析框架;利用代理模型获得列车响应预测值,并与直接蒙特卡罗模拟（monte carlo simulation,MCS）法结果进行对比,探讨了代理模型在分析行车安全时的计算精度和可靠性分析效率. 结果表明:代理模型预测列车竖向和横向加速度响应的效率显著高于MCS法,约为3个数量级;预测竖向、横向车体加速度的精度分别为98.66%、86.55%,求解精度较好,可显著提高车-桥耦合系统可靠性分析的效率.