利用动态规划法进行既有线纵断面改建的优化设计

介绍以既有轨面测点数据为基础形成初始纵断面，以轨面抬降量加权和为目标函数，采用动态规划法原理进行纵断面优化设计的方法。实例验算表明优化效果显著。且目标函数的改变对优化程序和优化速度的影响不大。     

铁路纵断面设计优化的动态规划模型

提出了应用动态规划法实现变坡点位置和设计标高同时达到最优的铁路纵断面设计优化的新模型。在本模型中，引入了基于Ｂ样条函数的铁路纵断面设计优化模型，并将从该模型得到的纵断面设计线作为本模型的出发解，大大降低了状态变量的维数，从而大大缩短了求解的计算时间。经实例试算，表明所建模型是正确的、可行的和高效的。     

一种船体分段组合嵌套作业工时优化方法研究

针对分段组合嵌套作业工时优化问题,提出基于遗传算法和动态规划的分层求解方法.该模型以典型组合嵌套作业为对象,分解为两个层次:子作业层和父作业层.采用遗传算法求解子作业层中多种人工分配方案及对应的最优作业工时;将子作业层视为父作业层的一个阶段采用动态规划法获取父层的最优工时,通过实例证明了该优化模型求解的可行性和有效性.     

浅谈改扩建项目中纵断面动态设计

以河北省石家庄至磁县(冀豫界)公路即京港澳高速石家庄至磁县(冀豫界)段高速公路改扩建项目为例,重点介绍在设计过程中的纵断面动态设计,总结出纵断面动态设计的必要性、特点及难点,以对以后的高速公路改扩建项目的动态设计提供一些启示。     

寻求网络最短路径常用方法分析

本文通过对同一问题用狄克斯拉法、动态规划法及标号法的解法分析，对三种方法的思想、特点作了比较、对照。     

基于遗传算法的公路纵断面优化

提出了一种基于遗传算法的纵断面优化方法，这种方法可以在一个可行域中自动搜索一个最优或较优解。其基本思想是首先根据纵断面初始解建立一个可行域，通过编码建立染色体与实际设计变量之间的一一对应关系，然后对可行域中的可能解用一个评价函数(适应度)进行度量，利用遗传算法在可行域中选择最优解。实践表明：该方法具有全局解空间搜索能力，从而实现了全局寻优的目的，对道路优化设计是有效的，可行的。     

现代化驼峰溜放纵断面CAD的研究与应用

本文建立了以最小时差理论为核心的驼峰溜放纵断面的优化模型,并采用约束变尺度法进行计算,应用GKS 图形标准开发后置图形处理模块,实践表明,该 CAD 系统对驼峰溜放纵断面设计具有一定意义.     

道路工程纵断面观测方法

坡度是道路设计施工的重要技术指标,阐述了道路工程纵断面测量的实用方法.     

考虑快慢车模式的地铁地下线纵断面优化研究

优化地铁线路纵断面设计方案可降低列车运行能耗与风井建设成本.本文以盾构法施工的地铁地下线为研究对象,考虑地铁设计规范约束与实际施工条件,建立以列车双方向运行能耗与风井成本之和最小为目标的线路纵断面优化模型.采用模拟退火与遗传算法的组合方法求解.广州地铁14号线案例分析证明,与实际方案相比,本文模型所得优化方案节省 2.65％的总成本.与仅考虑站站停模式下的纵断面优化方案相比,本文模型所得方案在快慢车总能耗方面更优,说明考虑停站方案进行纵断面优化的必要性.     

浅谈山岭区低等级改建公路纵断面设计

山岭区农村公路改建是当前的重要工作内容,而纵断面设计是山岭区公路设计的关键环节。在山岭区改建农村公路纵断面设计时,为减少工程量,降低工程造价,应根据已有旧路的具体情况,按照《公路路线设计规范》规定,选择合适的纵坡值,限制各段陡坡长度,使合成坡度和平均纵坡不超过规定值,并选取合适的竖曲线半径,适当考虑平、纵断面组合设计。     

灾后道路抢修和物资配送的整合优化算法

为了在有限的时间内同时获得最佳抢修效益和物资配送方案,提高救灾工作效率,针对灾后道路抢修与救灾物资配送问题,利用时空网络流动技巧,构建了两者相应的时空网络,在考虑两者的相关性后,建立了多目标的灾后道路抢修工程与紧急物资配送混合整数多重网络规划模型,提出了分解启发式求解方法。算例计算结果表明,用CPLEX数学规划软件直接求解,在求解到106.9 h时,才可求得最优解,而分解启发式方法只需31.8 min即可求得最优解,其求解效率大幅提高,求解时间对于实际的救灾工作是可以接受的。     

基于改善轮轨共形度的60 kg/m钢轨廓形优化

重载铁路及客货共线铁路运营条件下,轮轨磨耗问题尤为突出.为了有效减缓轮轨磨耗发展,以不同接触条件下轮轨廓形共形度最优为原则,设计目标函数及约束条件,建立钢轨廓形非线性优化数学模型,并基于序列二次规划法进行求解,提出60 kg/m钢轨廓形的优化方案;从轮轨接触几何关系、车辆-轨道系统动力作用、磨耗的角度对优化廓形的优化效果进行了对比分析.结果表明：1）所提出的60 kg/m钢轨优化廓形相对于原始廓形使目标函数值降低了50%,与LM车轮廓形具有更高的共形度水平;2）优化廓形的轮轨接触点分布更为均匀,在轮对横移量较小的条件下轮径差更小,在轮对横移较大的条件下轮径差更大;3）优化廓形对车辆运行安全性和平稳性无显著影响,可有效增大轮轨接触面积达11.24%,降低接触应力达20.42%,减缓轮轨磨耗发生发展速率.     

基于交通限制的路网最优路径算法

为了解决车辆诱导系统中复杂道路结构表达及因为城市道路交通信号管理而产生的最优路径选择求解的复杂性,依据图论中最短路径算法的基本原理,提出了含有禁行路线路网的最优路径求解算法。以行程时间最少为目标,按照网络转化法把含有禁行路线的路网转化为不含有禁行路线的路网,采用邻接节点矩阵和邻接节点权矩阵实现了道路节点关系的表达,改善了传统的Dijkstra算法,将全局节点路径的求解转化为与求解节点紧密联系的局部区域求解,将所研究的网络转化方法和改进的路径寻优算法应用于车辆诱导系统。结果表明应用该算法能够在含有禁行路线的路网中求解最优路径,减少了问题求解的路网节点数,提高了计算效率。     

组合放行下的干路交叉口协调控制优化

采用双层规划方法建立干线协调控制模型,模型以干线两相邻交叉口之间的行驶时间,关键流向的绿灯需求,交叉口绿信比,公共周期时长等参数为基础和约束,对干线协调控制信号方案进行优化,优化参数包括交叉口放行方式、各交叉口绿波起始和终止时刻以及双向绿波带宽,实例求解计算及仿真验证显示,本方法可以应用于干线绿波控制的优化设计.     

考虑回路因素的电动汽车最短路问题研究

电动汽车保有量迅速增长,但仍存在里程焦虑、充电设施缺乏等问题,导致驾驶员有时必须绕路才能给电动汽车充电. 基于电动汽车在长途出行过程中绕路充电产生的回路现象,对电动汽车最短路径问题进行深入探索. 对路网进行重构,考虑驾驶员在不同充电速度和排队情况下的充电站选择行为,构造寻求电动汽车最短路径的混合整数规划模型,使用成熟的商业规划软件求解. 为提高大型路网下的模型求解速度,基于动态规划的思想提出一种改进的标签设置算法,高效求解路网中存在回路时的电动汽车最短路径问题. 通过算例验证所提模型和算法的合理性及高效性.     

大规模道路交通数据网络轻量化可视化方法

为提高网络环境下大规模道路交通数据动态可视化效率,提出一种在网络环境下使用流光线表达交通态势的轻量化可视化方法. 首先,提出顾及道路属性的路网分层组织方法,并绘制在不同视角高度下的道路;然后,提出基于WebGL (Web graghics library)技术线段索引特点的多道路合并方法,并结合视域剔除以及多线程技术对场景进行优化,设计实现了支持道路拥堵状态实时变换的渐变、动态流光线等动画效果;最后,研发了原型系统,并以全国道路网数据为例进行案例实验与分析. 实验结果表明:在网络环境下进行大规模道路交通数据动态可视化,本文方法可视化帧率稳定在40帧/秒以上,相较于百度ECharts GL可视化方法提高了20～30帧/秒.      

基于变加速度的高速公路平直路段运行速度模型优化

通过研究典型路段车流的运行速度规律,分析汽车在平直路段上的实际行驶方式,提出了平直路段变加速度的运行速度测算方法和预测模型.该模型很好地描述出汽车在平直段上的实际加速状态,动态反映加速度与速度、加速度与期望速度间的变化关系,经与汽车直线路段速度距离加速曲线图表对比,速度预测模型精度较高.平直路段变加速度法优化、完善了现有平直路段的运行速度预测模型,为公路运行速度的合理取值提供了理论支持.     

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%。      

基于路面识别的主动馈能悬架多目标控制与优化

针对主动悬架减振性能和馈能特性在不同等级路面适应性较差的问题,建立了非线性电磁主动悬架模型;考虑车辆在行驶过程中悬架簧上质量存在不确定性,提出了一种主动悬架自适应滑模控制器;基于不同路面下悬架动力学响应数据,采用自适应模糊神经网络算法识别路面等级,确定控制器目标系数,实现了主动悬架安全性和舒适性之间的协调;研究了电磁主...     

城市道路网双层规划模型及其应用

分析了城市道路网规划的目标以及现有规划模型在应用时存在的不足之处.采用双层规划模型构建了城市路网规划模型.用迭代算法对该模型求解.以兰州市为例,结合城区实际交通状况和交通需求,采用该模型及算法进行路网规划,获得了兰州市道路网规划方案.在该方案中从快速路至支路初步形成了“金字塔”形分布.