受限路网中汽车行驶最优路径算法及优化实现

实际交通网络不仅包含路网的拓扑关系，还存在大量交通禁行限制。考虑了交通连通性约束所建立的受限路网模型能够更精确地反映实际交通网络。文中提出一种能够在受限路网中寻路的最优路径算法，并具体讨论了算法的优化实现。应用表明该算法可靠高效，可用于实际受限交通网络最优路径规划。     

应急车辆出行前救援路径选择的多目标规划模型

针对城市中应急车辆的救援路径优化问题,分析了基于交通信息中心的应急车辆最优路径的多目标属性,给出了随机网络中各属性的量化计算方法,以最小化出行时间,最大化行程时间可靠度为目标,考虑了通行可靠性、安全性、道路条件限制等因素,建立了应急车辆出行前最优路径选择的多目标规划模型.模型所求得的解是综合最优路径,反映了应急车辆路径选择的目标需求,克服了以往直接等同于图论中最短路径的缺陷,给出了算法,通过算例验证了模型的合理性和有效性.     

随机交通网络中依赖信息的路径优化问题研究

针对交通网络中路径通行时间具有与时间相关的随机分布特性，将研究在此类交通网络上依赖信息的路径选择问题。在路径选择过程中引入交通信息，在随机交通网络上最优路径选择原则为下一节点的选择将依赖于已实现的路段时间及当前节点的出发时间，通过期望最小值方法，按照路径通行时间期望值最小原则，建立一种通过所获得交通信息来进行路径选择的优化模型，给出了模型的求解算法。并在简单交通网络上对模型进行实现。     

动态网络交通信号配时模型研究

讨论了均衡网络交通信号醒时问题，提出了一个同时进行动态交通分配和最优信号配时的动态网络交通信号配时多层规划模型。该模型的下层问题是应用最优控制理论建立的动态用户最优模型，能够实时描述出行者对任意给定的信号控制策略的反应。模型的上层问题在考虑出行者路径选择行为的基础上，优化系统运行指标以获得时变的绿信比。     

适用于路径规划系统的动态路网描述模型

为满足路径规划对路网交通信息的需求，章建立了基于GIS节点一弧段拓扑结构的路网模型。通过将路网转化为对偶图，成功地解决了最优路径计算过程中存在的交叉口转向限制问题；分别对不同最优目标函数下对偶链的路权进行标定，着重研究了路段动态行程时间的计算方法。通过电子地图上不同颜色和状态的动态线条来显示交通流的实时变化，使出行能够很容易识别这些信息。本模型为车辆导航提供了可视化的信息平台。     

基于GIS的公路应急资源调度最优路径分析模型

本文针对公路抗灾抢险时对实时动态网络最优运输路径查询的需求,提出了基于GIS的公路应急资源调度最优路径分析模型。该模型以公路路网基础数据和电子地图为基础,建立基于GIS的动态道路网络。同时,对于经典的Dijkstra算法无法求解出实时动态的网络地图的最优路径问题,提出结合交通流状况对道路通行的影响,加入最小通行阻抗这一概念对Dijkstra算法进行了改进和优化。优化后的Dijkstra算法能够更好地提供动态网络地图的最优运输路径分析功能并成功应用于此模型,为辅助应急资源的调度提供技术支撑。     

考虑OD转换的动态交通分配模型研究

通过分析一简单路网的路径选择问题，说明动态用户最优的条件及其物理意义。针对城市整体路网中交通流分布的差异，提出分配路网和模拟路网的分析方法：分配路网采用瞬时动态最优分配，模拟路网采用实际动态最优分配，并对二者的应用条件和关系进行分析。考虑到其在ATMS系统中的应用，模型重点分析空间OD转换问题，并将决策点的路径调整方法加入目标函数的选择中，以评价弹性出行策略和建立路线诱导的实际方法。     

基于安全系数评价的应急运输调度研究

为了找出自然灾害下应急运输的最优路径,考虑自然灾害下应急运输的特点,采用美国BPR行程时间函数模型,确定应急运输的行程时间,并从人、车、路和管理的可靠度出发,计算应急状态下给定路网的路权,最后利用路径优化算法计算应急运输的最优路径,并进行了实例验证。验证结果表明该算法计算出的最优路径与实际情况相符,算法可靠、有效,可用于自然灾害发生后应急运输最优路径计算,为应急运输快速决策提供判断依据。     

基于凸优化的燃料电池汽车节能驾驶研究

为实现燃料电池汽车在多信号灯场景下的节能驾驶，本文中提出一种基于分层凸优化的快速车速规划和能量管理方法。结合车辆静态氢耗图，运用动态规划获得车辆通过信号灯的最优绿灯窗口，并确定最优行驶路径的搜索区域。建立以车辆需求功率累计最小为优化目标求解车辆加速度的二次规划问题，并运用Matlab/OSQP求解器获取车辆最优行驶路径。根据最优行驶路径，采用基于交替方向乘子法的能量管理策略，实现各动力源输出功率的合理分配。针对9个信号灯场景的仿真结果表明，所提方法的电机工作点平均效率比智能驾驶员模型高10%，氢耗低45%。此外，该方法计算速度快，具备实时优化的潜力。     

基于级差效益的驾驶员个性化路径选择

在公路成网的条件下,出行路径选择成为智能交通系统的研究重点。考虑到路径选择的多属性和不确定性,提出一种基于级差效益的、体现驾驶员个性化出行需求的路径选择模型,该模型通过计算可行路径的综合级差效益来量化公路综合属性值,可以克服公路综合属性值在量化过程中的强主观性,同时,根据驾驶员的出行需求为其规划出行路径,能够避免单一优化目标下最优路径的车辆过度聚集所造成路网交通流失衡。模型首先参考不确定型多属性决策模型,构建公路级差效益的综合评价指标体系,获取各个评价指标的级差效益定量化模型,以此得到规范化决策矩阵;然后针对驾驶员需求的主观性和不确定性,利用模糊分析法确定驾驶员个性化路径选择的指标权重,求得可行路径的综合级差效益;最后根据可行路径的综合级差效益,对可行路径方案进行排序,从而选出最优路径。以重庆市黔江区公路网为例,基于级差效益的驾驶员个性化路径选择模型为两个具有不同出行需求的驾驶员规划了不同的路径,为关心成本的驾驶员1规划了路径2,为关心安全的驾驶员2规划了路径1,克服公路属性值在量化过程中的强主观性,同时,避免单一优化目标下最优路径的车辆过度聚集,可为公路信息服务和驾驶员出行选择提供依据。