高等级公路合理极限轴载的研究

本文采用利润零值法和费用增量法对路面费用和车辆费用进行了计算,在以车辙作为 路面破坏衡量指标和轴载换算的条件下,建立了合理极限轴载(RMAL)的增量型优化模型,路 面费用的计算中引人了当量轴载次数(ESAL)值作为评价指数.采用这一理想合理轴载模型, 避免了因数据资料不足或统计不准确等带来的弊端,通过求优模型使得车辆和路面费用计算分 析大大简化.     

恶劣气候对高速公路车辆出行的影响

针对恶劣气候条件下,出行概率与影响交通出行的气候条件、出行距离和安全设施等因素的内在关系,对出行概率与出行距离、气候特征等定量变量进行统计回归分析,并建立了模型。模型的复相关系数为84％,残差检验表明模型的线性假定成立。综合考虑安全设施对模型的影响,给出出行概率与各影响因素的综合数学模型。分析结果表明恶劣气候严重程度与交通出行概率成反比关系,恶劣气候条件下,出行距离与出行概率成正比关系,而不同的恶劣气候条件、车辆出行距离、道路安全设施完善程度对高速公路交通出行综合影响幅度在10％～50％之间。     

考虑多前车反馈的智能网联车辆跟驰模型

基于智能网联车辆(Connected Autonomous Vehicle, CAV)跟驰特性,本文研究CAV跟驰模型.考虑多前车电子节气门角度反馈,构建CAV跟驰模型,并应用稳定性分析方法,推导所提模型稳定性判别条件.以考虑3辆前导车的CAV跟驰模型为例,设计数值仿真实验,分析不同CAV比例时混合交通流的安全性.模型稳定性分析表明：所提模型相比已有模型(CAV的T-FVD模型及常规车辆FVD模型)具备更优的稳定域,且考虑前车数量越多、多前车反馈权重系数越大,所提模型的稳定性越好;相同取值条件下,距离越远处的前车反馈权重系数对所提模型稳定性的影响越大.数值仿真表明,CAV有利于降低交通流的车辆尾部碰撞安全风险.     

带模糊需求的多类型车辆路径问题研究

针对模糊需求信息条件下的多类型车辆路径问题进行了分析,运用模糊数学的可能性理论建立了该问题的优化模型,并利用遗传算法对问题进行求解.通过实验证明该模型及算法对于多类型车辆路径问题具有一定的实用价值.     

考虑多前车作用势的混行交通流车辆跟驰模型

基于自动驾驶车辆(AV)和常规人驾车辆(RV)混合行驶的情况，在全速度差(FVD)模型的基础上考虑了多前车和一辆后车的车头间距、速度、速度差、加速度差等因素，建立了适用于AV和RV 2种车辆的混行车辆跟驰模型；引入分子动力学理论定量化表达了周围车辆对主体车辆的影响程度；利用RV和AV混行场景跟车数据，以模型拟合精度最高为目标，对所有参数遍历寻优，进行标定；对比分析了混行车辆跟驰模型和FVD模型控制下交通流的稳定性，解析了车速对交通流稳定性的影响；设计了数值仿真试验，模拟了城市道路和高速公路2种常见场景，分析了混行车辆跟驰模型的拟合精度。研究结果表明:考虑周围多车信息有利于提高交通流的稳定性；车辆速度越低交通流稳定性越差；考虑多车信息的分子动力学混行车辆跟驰模型可以提前获得整个车队的运行趋势，更好地模拟AV的动力学特征；与FVD模型相比，在城市道路条件下混行车辆跟驰模型中的RV平均最大误差与平均误差分别减小了0.18 m·s-1和13.12%，拟合精度提高了4.47%；与PATH实验室的ACC模型相比，在高速公路条件下混行车辆跟驰模型中的AV平均最大误差和平均误差分别减小了7.78%和26.79%，拟合精度提高了1.21%。可见，该模型可用于混行环境下AV的跟驰控制与队列控制，以及AV和RV的跟驰仿真。      

柔性制造环境下AGV车辆规模仿真优化研究

针对柔性制造环境下AGV车辆规模问题,采用仿真优化的方法,以仿真软件Plant Simula-tion为平台建立系统仿真优化模型求解.该模型由估算、仿真、优化三大模块组成,首先估算模块根据系统相关参数计算车辆规模估算解,以确定初始仿真实验输入变量取值范围,然后进行仿真实验,对仿真结果进行方差分析,根据分析结果进行优化算法与仿真实验迭代,最终满足终止条件得到最优解.通过实例,验证了该方法的可行性和有效性.     

现代环形交叉口与信号控制交叉口服务特性的仿真对比

通过VISSIM软件建立现代环形交叉口的模型进行仿真,主要以车辆延误、V/C、排队长度三个指标来比较现代环形交叉口和信号交叉口在交通流量从低到高条件下的服务状态.研究结果表明,在交叉口流量较低的情况下现代环形交叉口的服务水平要比信号交叉口好.     

基于T-S模型的半车辆悬挂系统控制研究

针对不确定性和信号测量丢失的半车辆悬挂系统随机均方稳定和约束性能问题.首先,考虑簧上质量和簧下质量的不确定性,传感器故障和数据丢包,建立更接近实际环境的非线性半车辆悬挂系统模型.其次,利用Takagi-Sugeno(T-S)对该模型进行线性化处理.最后,设计与模型相关的李亚普诺夫函数,并推出满足悬挂系统约束性能的随机均方稳定条件.仿真结果证明了所提出控制策略的有效性.     

随机行驶时间车辆路径问题的模型与算法

车辆路径问题是现有物流管理系统中非常重要的一个方面,许多专家学者对此进行了深入研究.到目前为止,所有这些研究都是针对确定环境下的车辆路径问题或不确定车辆路径问题中具有模糊或随机需求的问题,尚未发现有对随机行驶时间的多类型车辆路径问题进行研究.针对随机信息条件下的多类型车辆路径问题进行了分析,运用不确定规划理论建立了该问题的优化模型,并利用遗传算法对问题进行求解.通过实验证明,该模型及算法对于多类型车辆路径问题具有一定的实用价值.     

微观模拟模型中车辆旅行时间确定方法的研究

对微观条件下车辆在城市交通网络中的行为特征进行了分析，在考虑影响车辆个体行为的各种因素之后，给出了车辆在非拥挤路段的行驶时间，在拥挤路段的排除时间和通过交叉口行史时间计算方法，并给出了动态条件下车辆行史路径的确定方法，为城市交通网络中微观模拟模型的建立奠定了基础。     

多车型纯电动公交车使用下的混合车队替换优化

针对不同能源公交车辆的运营特性差异,考虑城市公交电动化率限制和不同能源车辆间的替换率,以降低公交车队运营管理成本为优化目标,研究多车型纯电动公交车可供选择使用下的混合车队替换决策问题,以确定最佳车队替换计划。考虑规划期为10年,以青岛市公交系统为实例进行数值分析。结果表明：车型选择对车队替换计划和运营成本有显著影响,与单一纯电动公交车型比较,多车型的使用能够极大地降低运营成本;燃油公交车和纯电动公交车组成的混合车队,比燃油和电能混合驱动的公交车,在运营管理中更具经济性;在任意公交电动化率目标下,小型纯电动公交车投入量应明显高于大型纯电动公交车投入量;当公交电动化率小于一定阀值时,不推荐投入大型纯电动公交车使用。本文研究成果将为城市公交车队运营管理决策提供依据。     

城市公交区间车与全程车组合调度问题研究

为提高城市公交区间车线路上闲置车辆的利用率,对区间车设置及其组合调度可行性、工作流程进行了全面分析．针对区间车线路上车辆的运行特点,构建了区间车线路上发车场站的一组逆差函数,通过发车场站内部调度和场站之间插入空驶车次,实现了以最小的车队规模运行区间车线路的所有车次．研究了大连市某公交区间车线路．结果表明,区间车与全程车组合调度后的运行区间车线路的车辆数目获得了优化．     

城市轨道交通网络单程票卡调配模型

城市轨道交通单程票卡调配是票务组织中的重要组成部分.针对路网票务中心与线路票务中心间票卡调配问题,将其转化为载重能力约束条件下的车辆路径优化问题(Vehicle Routing Problem,VRP),构建以配送成本最小化为目标,以配送车辆路径为决策变量的优化模型,并采用遗传算法求解.以北京市轨道交通网络为对象进行实证分析,结果显示:所构建方法相比单次配送过程,成本平均降低约49.6%;相比既有装卸混合条件下的配送过程,成本降低约18.7%,验证了模型的准确性与有效性.所构建方法能够有效解决轨道交通路网层票卡调配问题,为票务组织提供理论和方法支持.     

随机需求航线网络效应下机队鲁棒优化方法

针对航线网络效应及旅客需求不确定性问题,将旅客组合优化模型加入机队规划问题,借鉴航线网络运力优化分配方法,以机型飞机数目、航段机型飞行频次、行程路线上旅客溢出人数为决策变量,以行程路线上旅客需求限制、航段飞行频次限制、特定机型机队飞行时间限制为约束条件,利用量化市场份额指数计算旅客溢出再捕获率,建立了旅客需求不确定情景下的机队鲁棒优化模型,设计了航线网络环境下的旅客需求离散情景集,用情景汇聚算法求解该模型.算例仿真结果表明,与传统机队规划模型相比较,本文模型的机队规划成本降低了167.07万元;与确定解的最小随机期望值相比,在3种情景集下,随机规划解的机队规划成本分别降低了19.88万元、21.02万元与17.55万元.      

不同市场机制下多种交通方式定价模型研究

停车费和公交票价是平衡交通方式分担的有效交通需求管理措施. 在分析私家车和公交车两种交通方式并存的路网中出行者的旅行选择均衡行为的基础上,建立了路段及停车设施能力约束下等价的网络均衡模型. 然后,给出了不同市场经营机制下多种交通方式的定价模型,其中市场机制包括垄断、寡头竞争和社会最优. 模型考虑了停车费和公交票价定价策略对出行者交通方式和路径选择行为的影响以及出行需求弹性. 最后,给出一算例说明文中所提出模型的应用,并解释了不同市场机制下解的经济含义.     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——基于风洞试验的参数研究

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,基于研制的移动车辆模型风洞试验系统,针对轨道交通车辆和公路交通车辆,分别采用三车模型和单车模型,测试了不同工况下车辆、桥梁的气动力系数,讨论了车速、风向角、车辆在桥上所处轨道位置以及车辆类型等因素对车辆和桥梁气动特性的影响.研究表明,随着车速的增大和合成风向角的减小,车辆阻力系数和升力系数存在增大的趋势,车速对单车模型气动力系数的影响更显著;车辆在桥上所处轨道位置不同对车辆、桥梁气动力系数的影响均较大,桥梁气动力系数对车速和合成风向角不敏感.     

混合交通流环境下单交叉口自动驾驶车辆轨迹优化

信号交叉口对城市道路的通行能力以及车辆的燃油消耗具有重要影响。本文提出一种在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流环境下的自动驾驶车辆的轨迹优化方法。基于交叉口信号灯的配时方案,构建车辆旅行时间估计模型,并以自动驾驶车辆燃油消耗最小以及通行效率最大为目标,构建自动驾驶车辆轨迹优化模型,对车辆进行动态轨迹规划和控制。车辆轨迹滚动优化模型采用高斯伪谱法进行离散化求解,并基于SUMO仿真平台对模型结果进行验证。仿真结果表明,自动驾驶车辆可以通过优化自身控制变量影响人工驾驶车辆的运行状态,减少交通流的排队以及时走时停现象。本文提出的车辆轨迹优化方法对于降低车队整体燃油消耗、提升车队平均速度、缩短平均行程时间具有重要作用。     

考虑服务水平的纯电动快速公交发车间隔优化研究

随着电动汽车被引入城市快速公交领域,由于其充换电等特殊的运营调度需求,在发车间隔计划等制定过程中传统方法不再适用.本文在综合考虑服务水平和车辆充电时间约束条件下,对纯电动快速公交(E-BRT)发车间隔优化进行了研究.根据分析服务水平指标项与车辆能耗的相关性,建立了面向能耗评估的服务水平评价体系;综合考虑服务水平和充电时间约束条件,以车辆运营能耗为目标函数,建立了发车间隔优化模型;基于金华市E-BRT1号线运营数据进行实例验证,结果表明,在满足相同服务水平情况下,本文提出的优化模型可以节约能耗6.21%.本文构建的纯电动快速公交发车间隔优化模型具有较强实用性,为企业在满足一定服务水平的基础上降低运营能耗提供了依据.     

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.     

城市轨道交通多编组列车开行方案优化研究

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡下的列车开行方案优化问题,以 乘客等待时间和企业成本最小为优化目标,以运输供给、列车最小发车间隔、最大服务间 隔,以及列车数为约束条件,构建基于多编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并 设计两阶段求解算法.案例分析表明：与传统单一编组列车开行方案相比,基于多编组的 轨道交通列车开行方案使乘客等待时间和车公里数分别减少17%和27%,列车运行小时 增加20%;当客流不均衡系数大于1.48时,宜采用多编组运输组织方式.