依据管制员工作负荷的扇区优化方法

为了保证飞行的安全性, 提高空域容量, 在提出了管制员工作负荷的统计方法和建立空域拓扑结构数学模型的基础上, 以各扇区工作负荷均衡为优化原则, 利用模拟退火随机优化算法对扇区最优化问题进行求解, 并使优化的新解满足空域划分的优先搜索、扇区连续性和扇区数最少原则。对厦门管制区的扇区最优划分实例分析表明, 3个扇区之间最大工作负荷之差为4.1 s, 小于规定的终止条件17.5 s, 验证了扇区优化方法是可行的。     

管制扇区优化划分的方法及计算机实现技术

扇区划分是空中交通管理的一项重要工作, 它直接影响空域的容量和安全性。分析、确定了管制空域结构拓扑描述的数学模型、管制员的管制工作负荷统计方法、工作负荷计算的数学模型等扇区优化设计工作的理论基础, 建立扇区划分的数学方法, 并编制了基于管制员工作负荷的扇区优化应用软件, 实际算例的计算结果验证了扇区优化数学理论基础和应用软件的正确性     

基于变精度粗集的动态扇区数规划

为确定规划扇区数目,提高扇区规划方案的灵活性,提出了基于变精度粗集的动态扇区数规划方法．该方法根据空域航班飞行数据,用可变精度粗糙集理论,获取不同航班数量条件下规划扇区数目的规则,约束条件为根据管制员工作负荷确定的扇区容量和相邻时段扇区规划数量的连续性．实例分析结果表明,用该方法使空域扇区数量随不同时段交通流量的变化,实现了扇区数量动态规划．     

基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测

为准确把握空域扇区流量分布态势及未来变化趋势,提出了一种基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测方法.首先,通过解析空域系统内航空器原始雷达数据,提取各扇区历史运行信息,建立了多扇区聚合交通流模型;其次,采用贝叶斯估计理论对模型参数进行最优估计和动态更新,预测了空域扇区交通流量的未来演变趋势及其不确定范围;最后,选取国内5个典型繁忙扇区为例,以5 min为时间段,以未来1 h为预测范围,对所提预测方法进行了验证.研究结果表明:85%以上时段交通流量预测结果的绝对误差在3架以内,平均绝对误差均在2架次以内,预测结果的稳定性较好,可充分反映各空域扇区之间短时交通流的动态性和不确定性,符合空中交通的实际情况.      

基于加权Voronoi图的扇区优化研究

管制员的工作负荷是制约空域容量的主要因素.扇区优化的目的则是在符合一定约束条件下平衡管制员的工作负荷,增加容量.文中提出了基于加权Voronoi图的扇区划设方法,确定了管制员工作负荷统计的方法.针对模拟退火算法收敛速度较慢,遗传算法存在早熟收敛的缺陷,使用生长算法与蚁群算法相结合的方法对数学模型进行求解,进而优化Voronoi多边形,最终得到最优扇区边界.仿真结果验证了所提出的扇区优化方法的合理性.     

空域扇区流量与拥塞预测的概率方法

为了提高扇区流量预测准确度、减小扇区拥塞预测的虚警率,分析了影响空中交通的随机因素,建立了航空器进入扇区时刻、穿越扇区飞行时间和离开扇区时刻的概率分布模型.利用进入、离开扇区时刻的累积分布函数,计算航空器占用扇区的概率,并在此基础上,提出了基于Monte Carlo仿真的扇区拥塞预测概率方法.算例仿真结果表明:与确定型拥塞预测方法相比,采用概率预测方法可将拥塞时段比例的平均值从42%减少到33%.     

基于FCM-粗糙集的多扇区交通拥挤识别方法研究

通过分析管制扇区交通时空拥挤特征,基于雷达航迹数据建立了多扇区交通拥挤识别模型.建立当量交通量、接近度、饱和度、交通密度4个多扇区拥挤特征指标,采用FCM(模糊C均值聚类算法)和粗糙集理论,对扇区拥挤程度进行划分和识别,并以中南地区区域管制扇区数据进行了实例验证.实验结果表明,扇区的拥挤态势受扇区多种宏观和微观特征的共同影响,且拥挤识别模型计算可行、识别效率较高.多扇区交通拥挤识别对空域规划、空管辅助决策、空中交通流量管理具有一定的应用价值.     

基于交通特征的空域建模方法及扇区仿真分析

空中交通是一个复杂系统,其复杂性体现在空域结构、航空器、管制员和管制设备等多个方面。本文提出一种基于空中交通特征的空域凸胞模型,它可以更准确、全面地描述空中交通情况。首先,作者基于空域复杂性量化空中交通特征,之后将复杂网络的概念应用于空中交通系统中,并采用基于加权复杂网络特征的K-Means聚类算法建立空域凸胞模型,最后,将该模型应用于北京管制区,从扇区管制的安全性和管制员工作负荷的均衡性两方面提出扇区安全概率、平均飞机数等指标,分别基于交通高峰期的数据和全天的交通数据验证扇区划分方法的优点和有效性。     

基于混合整数非线性规划的接驳公交优化模型

接驳公交线路设计与运营方案优化是轨道交通与地面公交协同发展的研究课题之一，本文分析其在模型构建、规划方法及模型算法等研究方面的不足。以问题为导向，构建基于混合整数非线性规划的接驳公交协同优化模型，通过对模型重构进行求解。并通过实例分析验证模型和算法的有效性。结果发现：第一，以往研究中将线路设计与运营方案协同优化模型较少，本文统筹考虑接驳公交线路设计和发车频率优化构建模型；第二，以往研究中大多考虑多条接驳公交线路与1个轨道站点连接的单一目的地模式，本文通过增加“多对多”约束条件，使模型更加符合现实需求分配；第三，针对混合整数非线性模型求解困难的问题，本文通过模型重构，降低了计算 复杂度；第四，研究实例基于2个轨道站点和17个接驳公交需求点，得到2条接驳线路和相应发车频率，并通过与相同拓扑路网下应用深度优先搜索算法(DFS)求解结果进行对比分析，验证了本文所建协同优化模型的可行性和有效性。     

3D Sector Optimum Partition of Airspace

Introduction Airspace management authority usually partitionsan airspace into several sectors, in each of which acontroller s position is set for the sake of air trafficmanagement and coordination. As air traffic flowrises, the number of aircrafts in each…     

非线性整数规划问题的改进粒子群优化算法

提出了一种求解非线性整数规划问题的改进粒子群优化算法．在这个算法里,对粒子群优化模型的速度方程和位置方程进行改进,加入了动态约束处理技术以提高选择最优点的能力;加入了粒子的邻域加速寻优策略以提高局部优化能力．数值结果表明所提出的算法计算精度高且稳定性好．     

基于动态规划法的公路纵断面优化设计方法

通过介绍动态规划法优化公路纵断面的基本原理及方法步骤,并编程进行相关实例计算,结果表明.在初始纵断面的基础上用改进的动态规划法进一步优化,可取得令人满意的结果.     

基于非线性规划法的最小阻力船型优化设计

为了获得阻力性能优良船型,以兴波阻力理论为基础,利用非线性规划法并结合CAD技术研究最小阻力船型的优化设计.以总阻力为目标函数,总阻力用兴波阻力和平板摩擦阻力之和来表达,设计变量取船型修改函数的参数,在保证必要的排水量为基本约束条件下,选取Wigley船型为初始船型,分别对船体的首部和全船线型进行优化设计.通过将改良船型的阻力性能、船体线型和基于Michell积分法的优化计算结果相比较,证实了在相同的设计参数和约束条件下,采用Rankine源法进行船型优化结果更可靠.     

约束非线性问题整体包络的无约束解法研究

提出了约束非线性规划问题的一种新算法：将目标函数与所有约束函数包络成一个无约束问题求解，这一系列无约束解最终迈近原问题的最优解。文中介绍了包络函效的数学特点及算法等价性，讨论了与一般系列无约束算法的区别，包络过程中，目标函数与约束函数之间的“射线步”调整，以及用单调性分析技术挑选被包络的约束，明显地提高了算法的稳定性。几个有代表性的算例表明，这种算法适应性强，步骤简便，容易实现。     

储运一体化的二级物流网非线性规划模型及算法

通过对已有运输和仓储优化模型的分析,针对现代物流配送网络的特点,提出了基于储运一体化的非线性二级网络配送模型．并构造了具有能力与需求约束、费用与距离综合目标函数的非线性数学规划模型,求证了最优解,并提出算法实现的步骤,最后用实例对算法进行了验证．该问题的提出与算法的可行,为研究多阶段、多路线、多目标的物流配送模型找到了更好的途径．     

基于极值优化的综合运输路网连续网络设计双层规划模型

本文提出了综合交通运输系统路网连续投资配置的双层规划模型,其中上层规划者在投资预算及其他约束条件下,考虑环境污染、土地占用及能源消耗等外部成本,对线路及综合交通运输枢纽做出连续的投资配置,以实现系统最优;下层网络用户在上层规划者的投资配置下,其路径选择满足确定用户平衡原则。最后,基于极值优化设计了求解该模型的算法,并给出了具体算例对算法进行验证。计算结果表明：所建立的模型符合实际情况,且采用的启发式算法也较有效。     

非线性最小二乘参数平差的非线性规划算法研究

讨论了非线性最小二乘参数平差可行的5种非线性规划算法－牛顿法、最速下降法、离散牛顿法、拟牛顿法和SQPM算法,通过分析、比较和实算证实SQPM算法是求解非线性最小二乘参数平差问题的最为有力的工具,且使SQPM算法成为无需精确计算参数概略值的非线性最小二乘参数平差法。     

基于BP神经网络的起重船臂架结构优化设计

针对起重船臂架结构设计计算,采用BP神经网络算法模拟出臂架结构优化设计变量与臂架结构应力、位移之间的映射关系,并调用MATLAB优化工具箱中的最小化函数对臂架结构的约束条件以及目标函数进行优化处理,并将优化后的结果与优化之前的数值进行对比分析,充分地验证了BP神经网络优化算法的优越性.