空挂任务不确定情形下的甩挂运输调度优化

在实际路网下建立了空挂任务不确定情形下的甩挂运输调度优化模型, 设计两阶段启发式算法进行求解, 第1阶段分别按照空挂调运距离最小和重挂任务起终(OD)点总顺差最低2种策略确定空挂调运方案, 第2阶段结合任务节点顺差和贪婪思想确定所有任务的执行序列, 采用算例分析算法的性能。分析结果表明: 空挂运输成本与总成本分别为325.5、1 010.5元, 比原有方案分别节约10.44%、3.62%, 且使用的牵引车更少; 基于辽宁省内城市间甩挂运输算例所得空挂调运距离最小和重挂任务OD点总顺差最低2种策略的最优值分别为2 561.3、2 464.6元, 平均求解时间分别为21.5、27.3s, 第2种策略各结果的稳定性较好; 模拟退火算法所得总成本均在3 100元以上, 求解时间均在80s以上。可见, 本文算法的精度和效率较高, 重挂任务OD点总顺差最低策略在求解空挂任务不确定情形下的甩挂运输调度问题方面有着明显的优势。     

集卡动态调度路径优化算法

从整体调度的角度出发, 分析了整个码头作业面的动态调度方案, 提出了一种新的集装箱卡车(集卡)动态调度路径的自适应蚁群算法。运用码头GPRS系统, 以集卡速度、流量、位置等相关数据建立了感知链。通过判断阻塞状况和调整可行点集, 确定了信息素浓度更新策略与转移概率计算方法。针对码头路网的复杂性和蚁群算法的实时计算效率, 设计了蚁群算法的步骤。将信息熵引入到蚁群算法中, 运用MATLAB软件, 对集卡的动态调度方案进行了仿真计算。计算结果表明: 当初始集卡速度分别为50、75 km·h^-1, 初始集卡流量分别为800、1 000 veh·h^-1时, 集卡行驶的最短路径为4.3 km, 行驶时间为0.057 h;集卡行驶的最优路径为8.3 km, 行驶时间为0.111 h。可见, 该算法能有效缓解码头阻塞问题, 提高集卡利用率和码头作业效率。     

铁路抢修桥墩玻纤复合材料立柱稳定性分析

我国现有的交通抢修器材大都是钢结构,构件重量大,设计承载低,已经难以完全适应现代战争的保障要求。以八三式铁路轻型军用桥墩为参考,采用玻纤复合材料设计了铁路抢修桥墩2m长桥墩立柱,利用ANSYS对所设计的桥墩立柱进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,并通过试验验证了分析方法的准确性。研究表明玻纤复合材料桥墩立柱具有较好的抗压承载力,复合材料在交通抢修器材中具有广阔应用前景。     

集装箱码头混合交叉作业集成调度模型

针对集装箱码头进出口作业系统中泊位分配、装卸作业、水平搬运等诸多环节之间的关系,分析了现有进出口作业系统对集装箱码头生产效率与运营成本的影响。运用系统工程优化理论,提出混合交叉作业集成调度方法与同步优化技术,以泊位分配、设备配置、集装箱卡车(集卡)行驶路径为决策变量,以集装箱码头最小运营成本为目标函数,建立了三阶段集成调度优化模型,设计了双层遗传求解算法。在双层遗传算法中,上层遗传算法用于搜索集装箱码头设施设备的合理配置组合,下层遗传算法在上层算法的基础上优化集卡行驶路径。计算结果表明:与独立装卸作业过程相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡数量为22veh,减小了66.2%,集卡行驶总距离为10 389.8km,减小了17.4%;与单独调度方式相比,使用混合交叉作业集成调度模型时,集卡行驶总距离减小了14.5%,码头运营总成本为84 266.2元,降低了4.6%。可见,使用集装箱码头混合交叉作业集成调度模型,能有效提高集装箱码头生产效率,明显降低运营成本。     

大型机场进场航空器联合调度模型

为减少进场航空器总延误与总滑行时间,研究了大型机场进场航空器联合调度问题;分别以跑道排序时间跨度和总延误加权和最小、被分配至远机位航班数量最少、进场航空器总滑行时间最短为目标函数,构建了跑道、停机位、滑行道三大系统的正向联合调度模型;在此基础上引入停机位再调整模型,通过调整额外滑行时间较大的航空器的停机位指派方案对滑行道调度进行反向优化;设计了一种改进型基因编码的遗传算法以避免非可行解的产生,提高求解效率。仿真结果表明：对比先到先服务策略,改进型遗传算法的进场航空器跑道排序时间减少了20 s,总延误从254 350 s降至199 760 s,减少了21%;对比蚁群算法,改进型遗传算法的总延误减少了20 060 s,降低了9%,且迭代曲线更平稳;改进遗传算法迭代12次时即能为进场航空器全部分配至近机位,18架进场航空器的总滑行时间从4 575 s降至4 145 s,降低了9%,且滑行过程中仅发生3次冲突;11架航空器均选择最短路滑行,仅3架航空器的额外滑行时间超过40 s;经停机位调整后,总额外滑行时间减少58 s,降低了27%。可见,进场航空器联合调度模型能提高大型机场运行效率,为场面资源管理提供决策参考。     

考虑个体驾驶速度偏差的车辆调度模型

考虑驾驶速度偏差, 建立了多驾驶人、多种车型、多种物资、多仓库点和多需求点的物资车辆调度模型, 分别以整体运输时间最短、整体运输成本最低以及综合整体运输时间与成本最小为目标, 研究了个体驾驶速度偏差对上述目标的影响; 将驾驶人参数加入到遗传算法的基因编码中, 建立了驾驶人唯一性约束、初始地点约束以及物资供需数量约束, 保证每个基因个体中驾驶人分配方案可行, 且物资运输不超供需总量; 采用遗传算法求解了随机分配驾驶人条件下有驾驶速度偏差与无驾驶速度偏差时各目标的车辆调度方案。计算结果表明: 优化调度方案满足模型中的所有约束条件; 3种目标下的最优方案中, 驾驶人的分配方案不同, 说明目标函数受驾驶人驾驶速度偏差影响; 有驾驶速度偏差情况下的各目标调度结果均优于相应无驾驶速度偏差的调度结果, 3种目标函数差比分别为3.50%、2.96%和1.13%, 说明驾驶速度偏差对求解质量有一定影响; 驾驶人随机分配时的各目标调度结果均劣于相应最优结果, 3种目标函数差比分别为3.91%、2.47%和1.98%, 说明驾驶速度偏差会影响调度效率, 优化驾驶人分配方案能降低整体运输时间与成本。由此可见, 根据特定的调度目标对驾驶人进行合理分配, 可以得到更符合调度目标、更贴近实际、更经济省时的车辆调度方案。     

班轮船舶调度多目标优化模型与蚁群算法

针对班轮船舶调度问题, 在将班轮合理配置到各往返航班上和不存在时间冲突的基础上, 以最小班轮变动成本、最小航线运载量缺口和最小班轮航次总绝对偏差为目标函数, 构造了基于港口时段与往返航班的时空网络, 建立了班轮调度的0-1整数规划数学模型。基于某船务公司实际运载数据, 利用蚁群算法求解模型, 并用邻域搜索技术提高求解效率。计算结果表明: 在运载量满足运营要求的前提下, 班轮运营的日均总变动成本从198 086.3元降低到170 472.2元, 下降了约13.9%;班轮航次数总绝对偏差从4.4次降低到2.4次, 下降了约45.5%, 班轮利用率更加均衡; 运载量缺口仍旧为0。可见, 模型可行, 算法有效。     

交通产业结构调整的宏观动态优化模型

指出了交通产业的结构组成和影响因素,从宏观、中观、微观三个结构层次,分析了交通产业的合理结构和变化趋势,明确了我国交通产业结构调整的目标和主要措施,从而从宏观角度建立了交通产业结构的动态优化模型,为我国交通产业的结构调整提供一定的理论参考.     

码头堆场龙门起重机动态配置优化模型

为了优化轮胎式龙门起重机的动态配置, 建立一个多目标非线性数学规划模型, 以各箱区总的未按计划完成工作箱量所需的龙门起重机时间和龙门起重机闲置时间的最小化为目标函数, 采用基于启发式方法的Lagrangian松弛算法, 求取轮胎式龙门起重机的动态配置近似最优解。算例测试表明, 算法的平均相对对偶间隙为1%, 平均计算时间为4 min, 这种方法对于港口堆场内轮胎式龙门起重机的动态优化配置是有效的。     

An improved dynamic hysteretic model for soils

A dynamic hysteretic constitutive model for soil dynamics, Ramberg-Osgood model, is introduced and improved in the paper. Since the model is inherently 1D and is assumed to apply to shear components only, other components of the deviatorie stress and strain and their relations in 3D case could not be fully described. Two parameters, the equivalent shear stress and the equivalent shear strain, are defined to reasonably establish relations between each of stress and strain components respectively. The constitutive equations of the initial Ramberg-Osgood model are extended to generalize the theory into multidimensional cases. Difficulties of the definition of load reversal in 3D are also addressed and solved. The improved constitutive model for soil dynamics is verified by comparisons with different soil dynamic testing data covering both sands and clays. Results show that the dynamic nonlinear hysteretie behaviors of soils can be well predicted with the improved constitutive model.     

高速公路动态交通流Elman神经网络模型

为了提高高速公路交通流建模的精度, 分析了离散的高速公路动态交通流数学模型, 基于Elman网络原理, 建立了回归神经网络交通流模型。回归神经网络的输入层、上下文层、隐含层和输出层的节点数目分别选为8、30、30和2, 采用Levenberg-Marquardt算法对回归神经网络进行训练, 并对一条5路段的高速公路进行仿真。结果表明: 回归神经网络平均相对误差为8.683 7×10^-5, 最大相对误差为4.237 1×10^-4, 与BP神经网络和RBF神经网络相比较, Elman回归神经网络能更好地逼近交通流数学模型, 真实地描述交通流基本特性, 能准确地建立动态交通流模型, 适应交通状况的变化。     

出口箱随机入港下的码头泊位-集卡-箱区协调调度模型

针对出口箱随机入港分散堆放对码头装卸作业系统泊位分配、集卡路径与箱区选择的影响, 分析了甲板箱与舱内箱的不同装卸特点。以船舶停靠泊位和进口箱堆放箱区为决策变量, 以集卡行驶距离最短为目标函数, 构建了离散泊位状况下泊位-集卡-箱区协调调度混合整数规划模型。通过三层依次交叉, 开发了基于遗传算法的三层启发式算法, 上层搜索泊位数据, 中间层搜索船舶数据, 下层搜索进口箱箱区数据, 并进行实例验证。计算结果表明: 与传统方法相比, 应用离散泊位下泊位-集卡-箱区协调调度混合整数规划模型可以同步确定最优的船舶停靠泊位、进口箱堆放箱区、集卡行驶路径, 集卡行驶总距离缩短11.42%, 码头装卸作业系统效率明显提高。可见, 提出的模型有效。     

考虑船舶封存与压港的电煤船舶调度优化模型

针对中国电煤水运系统的实际特点, 综合考虑了船舶封存与港口拥堵(压港)因素, 建立了混合整数规划优化模型, 对电煤船舶调度方案进行优化; 基于运输需求的硬时间窗、卸货港船舶排队等待时间与水路-铁路运输协同三因素之间的互动关系, 以运输系统总成本最小为目标, 协同优化水、铁电煤运输的货运分担率、水路运输任务指派和相应的船舶调度与封存/启用方案; 基于改进列生成算法, 提出了一种可精确求解实际规模电煤船舶调度问题的列生成算法, 利用Gurobi求解列生成的主模型, 使用动态规划标号法求解列生成的子模型; 利用中国南部某火力发电集团的实际数据, 对提出的算法进行了算例分析。计算结果表明: 在中等规模的算例中, 使用提出的改进算法获得最优解仅需73.61 s, 相比于使用基于运输任务运量排序的启发式求解方法(PHA), 求解效率提高了18.1%;在较大规模的算例中, 使用提出算法的计算时间仅为222.02 s, 同比PHA, 计算效率提高了19.1%;通过求解一个实际的调度问题可以发现, 利用提出的优化模型和算法能有效缩短船舶在卸货港的等待时长与船舶处于启用状态的时长, 使运输总成本下降17.13%, 实现了电煤稳定运输, 提升了企业运营效率, 降低了运营成本。     

路段动态交通安全综合评价模型

针对交通信息资源整合工程中, 道路交通安全综合评价所需数据来源多样、异构、动态的特点, 提出以信息融合技术为手段的路段交通安全评价模型, 分析了影响道路交通安全的人、车、路和环境等因素, 确定了从信息资源整合工程中抽取的数据集及频度。在实现过程中, 模型从相关业务数据库中自动提取与道路安全等级相关的因素数据, 根据分类规则生成每个因素的评价矩阵, 利用模糊综合评判公式计算评价向量, 根据最大隶属度原则进行安全性评判。应用模型对西宝高速公路杨凌段交通安全进行综合评价, 其最大隶属度为0.265, 表明该路段交通安全属于较安全。同时发现超速行驶、疲劳驾驶、汽车爆胎和不良天气等因素评分较低, 这与该路段上的事故统计数据相符合。     

基于动态网格模型的航线自动生成算法

为了充分利用电子海图信息, 进行航线设计, 提出了基于动态网格模型的航线自动生成算法。采用一个判断网格模型中方格可航性的快速算法, 对方格的可航性进行分类; 给出了一个有效地使用8个字节表示邻接方格8个方向的编码方法, 使邻接方格的连通性与字节的逻辑操作相对应; 提出了网格路径权序列均匀度概念, 给出了距离等长路径的优选方法, 分析了路径与所对应的实际航路长度的差异; 基于二分查找法, 求出航线上所有转向点的路径方格序列。研究结果表明: 基于动态网格模型所生成的航线可避开危险的障碍物, 是合理、安全的。     

浅谈ATS故障下的行车调度方法

目前广州地铁一、二、四号线都采用西门子的ATS列车自动控制信号系统,该系统主要由COM机工作站、SICAS联锁工作站及MMI、LOW人机接口工作站组成整个信号系统。在中央ATS监控系统发生故障时,作为调度控制中心的行车调度员,无法对全线列车进行有效监控与指挥,在该信号故障下,行车调度员在自动监控系统部分功能缺失的情况时,实行人工控制模式,降低ATS故障下通讯缺陷、信号降级运行下对行车的影响,为乘客提供优质的服务,减少该故障对营运服务的影响。     

物流联盟协同创新的两阶段动态激励模型

为了提高物流联盟的协同水平与收入状况,以盟主(第三方物流)的收入为目标函数,以盟员的激励相容和保留收入为约束条件,建立了物流联盟协同创新的两阶段动态激励模型.当协同和创新2项任务成本的可替代程度变化时,计算了最优激励系数与最优努力水平,并比较了单期静态与两阶段动态激励下盟员的固定收入与盟主的收入.分析结果表明:当盟员的保留收入为60万元,可替代程度分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7时,单期静态激励下盟员的固定收入分别为-108.77、-109.53、-108.48、-106.30、-103.34、-99.93万元,两阶段动态激励下盟员的固定收入分别为-123.67、-110.65、-99.51、-89.83、-81.62、-74.47万元;单期静态激励下盟主的收入分别为109.22、110.09、109.11、106.95、103.95、100.32万元,两阶段动态激励下盟主的收入分别为124.54、111.72、100.73、91.18、82.81、75.30万元,增加比例分别为14.03％、1.48％、-7.68％、-14.75％、-20.34％、-24.94％.盟员的固定收入、最优激励系数与最优努力水平均随可替代程度增大而增大,当可替代程度为0.2时,盟主获得的收入最大,方案最优.     

电动汽车混入条件下随机动态用户均衡分配模型

为分析电动汽车动态充电需求对公共充电设施服务水平的影响, 给充电设施网络规划与运营提供参考, 在考虑燃油汽车和电动汽车出行者行为差异、路段拥堵状态、车辆能源消耗、充电设施布局与服务水平等因素的基础上, 采用巢式Logit模型描述了包含充电需求判断、充电设施和路径选择的电动汽车出行联合选择行为; 建立了考虑用户在途快速充电行为的动态交通流分配模型, 提出了混合交通下随机动态用户均衡条件及等价的变分不等式模型, 并设计了融合电动汽车充电排队仿真的动态交通流迭代算法; 通过算例验证了模型与算法的有效性, 并进一步探究了在电动汽车推广的不同阶段, 需求和供给关键因素对充电设施服务水平的影响。研究结果表明: 受路网交通流量分布和充电设施布局的影响, 充电设施利用率在时间和空间上具有明显的非均衡性; 电动汽车混入率的提高会增加平均充电等待时间, 并改变充电高峰期的时间分布; 电动汽车电池初始电量和充电设施处的排队长度均对用户的充电需求判断呈负效应; 当路网中充电设施数量与需求规模不匹配时, 会导致服务水平急剧下降, 同时极易诱发局部拥堵; 用户在充电设施处的逗留时间以15~20 min居多, 约90%用户的等待时间在9 min以内, 因此, 提出的模型符合实际, 能够充分反映混合交通网络中电动汽车充电行为引发的一系列影响。     

定制公交线路开行方案研究

近几年来,定制公交成为国内各大城市优先发展公共交通的一个重大举措,迅速在城市交通领域崛起,作为一种新兴公共交通模式成为社会各界关注的热点.充分考虑乘客出行需求,合理规划线路布局,最大限度发挥定制公交效益成为各大城市交通系统的重点研究课题.本文基于公交需求数据,建立基于需求的线路规划模型,提出编制定制公交线网规划的方法,并以公交需求为实例,进行了算法验证.