基于仿真分析的中国航空网络鲁棒性研究

鲁棒性研究有助于了解航空网络抗干扰能力,保证航空运输安全高效的开展.通过采集中国航空网络的数据信息,测算其统计特征;设计了＂随机干扰＂和＂蓄意攻击＂两种仿真系统,通过仿真实验,结果表明中国航空网络针对随机干扰具有较强的鲁棒性,而在面对蓄意攻击时鲁棒性较差的基本规律;不同通航城市对网络鲁棒性的影响差异极大,目前的中国航空网络高度依赖40余个核心城市.     

基于复杂网络的航空联盟航线网络鲁棒性分析

利用复杂网络方法,以三大航空联盟(星空联盟、天合联盟、寰宇一家)航线网络为研究对象,对三大航空联盟网络的拓扑特性与鲁棒性进行对比分析。研究结果表明,星空联盟网络辐射的节点数最多、平均度数最大,三大联盟网络都具有无标度特征和小世界网络效应;随机攻击下,三大联盟网络都具有较强的鲁棒性,而蓄意攻击下,各联盟网络的鲁棒性都较弱;蓄意攻击和随机攻击下,网络的鲁棒性都表现为:星空联盟优于天合联盟和寰宇一家。据此为联盟航线网络优化设计的研究提供了一定理论依据。     

中国航空网络的多分辨率小波分解研究

为解决航空网络中节点与边数量过多导致整体特征分析计算量大的困难,提出了基于多分辨率小波分解理论的复杂网络数据压缩方法,论证了选用Haar小波基进行航空网络小波分解的适用性及分解形式,提出了确定网络分解层数和分解后还原参数的方法.对2011年5月我国163座通航城市和2 198条航线构成的复杂航空网络,选用Haar小波基对该网络的邻接矩阵进行4层小波分解,得到的网络最低频子带10×10阶矩阵,包含了原网络的大部分信息.实证研究结果表明:利用分解后的最低频子带可以还原出原网络节点城市的平均度、平均最短路径长度和聚类系数.      

东莞市路网复杂网络特性及鲁棒性研究

基于复杂网络理论对东莞市路网拓扑结构进行研究,通过计算其特征值,验证了路网拓扑结构的小世界特性和无标度特性;以有效性为指标,结合东莞市宏观交通模型,研究了东莞市路网的鲁棒性,为东莞市路网拓扑结构和承载力的研究提供了参考。     

不确定需求下轨道交通网络的鲁棒性优化

轨道交通网络设计是轨道交通规划的重点,本文研究不确定需求下轨道交通网络设计的鲁棒性优化问题.提出了不确定需求下轨道交通网络鲁棒性的概念.针对不确定需求可以被预测和不可以被预测的两种情况,分别建立了scenario 模型、minmax模型,这两个模型在优化目标中均综合考虑了最小化轨道交通线路总长度、最小化乘客总出行距离、最小化乘客总换乘次数,并基于遗传算法给出了这两个模型的求解算法.scenario 模型权衡网络的服务水平与网络对于不确定需求的抗干扰能力;minmax 模型侧重于网络在最坏情况下仍然能够保持较好的服务性能.最后,给出算例,验证了提出模型与算法的有效性.     

基于复杂网络的航空货运枢纽城市研究

采用复杂网络分析方法,通过对2004—2009年航空货运枢纽网络结构的实证研究,呈现我国航空货运的整体发展趋势,建立了核心-边缘模型,筛选出核心货运枢纽城市并论证了航空货运网络的无标度特性。进而采取蓄意攻击方式对网络抗毁性进行分析,分别移除航空货运系统中1个、3个枢纽城市,对货运系统的网络平均路径长度、凝聚力指数、节点度等统计指标进行对比,结果表明对枢纽城市的攻击,将严重影响整个航空货运网的连通性和集聚性。     

基于复杂网络理论的中国航空网络结构实证研究

运用复杂网络理论,对中国国内航空网络结构进行了实证分析.研究表明,中国航空网络是一个小世界网络,其度分布服从双段幂律分布.与2005年网络结构比较,其平均最短路径长度和簇系数均下降了,而节点及节点平均度都有增加.节点吞吐量点强度和航距点强度与度均呈现正幂律关系,而且度对节点吞吐量的影响大于对航距的影响.介数与度的分布在...     

面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法能够有效生成鲁棒的列车运行调整计划,为调度员提供必要辅助决策信息.     

混合式航空货运网络优化

为了优化具有点-点式与轴-辐式混合特征的航空货运网络, 基于航空货运企业的OD流量, 构建了双层优化模型。上层模型以货运企业总运输成本最小为目标, 优化航空货运网络结构与配置运力, 下层模型计算均衡状态下各航段上的货物流量。选取顺丰航空服务的14个城市的相关数据对双层优化模型进行验证, 以设置4个枢纽机场为前提, 分别对使用4、5、6架全货机的货运情况进行分析。分析结果表明: 3种情况下北京、上海、南京、深圳4个机场均被设置为枢纽机场; 当使用4架全货机时, 全货机分别被安排在北京-南京、北京-深圳、上海-深圳、南京-深圳的航段上, 4个枢纽机场的快件中转率分别为24.3%、24.2%、47.8%、14.9%, 南京机场的快件中转率最大, 深圳机场最小; 当使用5架全货机时, 第5架全货机被安排在北京-上海航段上, 其余4架全货机的航段没有变化, 4个枢纽机场的快件中转率分别为38.6%、50.9%、44.3%、11.9%, 上海机场的快件中转率最大, 深圳机场最小; 当使用6架全货机时, 各枢纽机场间的航段上都有全货机, 4个枢纽机场的快件中转率分别为38.5%、74.0%、79.5%、10.2%, 南京机场的最大, 深圳机场的最小。可见, 南京是典型的中转型枢纽城市, 而深圳是典型的腹地型枢纽城市; 货运需求大的城市的机场易被确定为枢纽机场; 枢纽机场与非枢纽机场都可能中转货物; 距离较近的2个机场可能会同时被确定为枢纽机场。     

中国民用航空网络的中心-外围模式

民用航空网络是航空运输的重要载体.航空运输网络的发展状态决定着民用航空的根本运行效率.本文以中国民用航空网络为研究对象,应用中心-外围理论,对中国民用航空网络的整体结构布局进行了研究.发现中国民用航空网络存在典型的中心-外围模式,中心节点分别是北京、上海、广州,外围节点对中心节点存在距离依赖,且对北京节点的距离依赖最强.中心节点的正影响距离约在500–555 km范围处,其整体影响距离呈现“∽型”变动趋势,可以看作是中国民用航空网络的“脊背”.同时,地区教育水平、经济发展、总人口数量均对节点发展产生正向影响,地理面积和固定资产投资水平对节点发展存在负影响.各节点发展程度还随着年份的递增而增加.     

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煤炭运输网络是包括铁路、公路、水路运输等多种方式的复杂网络,处于动态、开放的环境中并受各种不确定因素影响.为了更好地测度煤炭运输网络抵御破坏的能力,提高煤炭运输网络的结构鲁棒性,本文基于煤炭运输网络特性,在分析影响结构鲁棒性的内部和外部因素的基础上,定义了煤炭运输网络的结构鲁棒性,建立了煤炭运输网络结构鲁棒性评价指标体系,并以山西煤炭运输网络为算例进行仿真分析.结果表明,煤炭运输网络对于边随机破坏和按照度攻击,表现出较好的里程可达鲁棒性和效能鲁棒性;随机攻击节点和按照度攻击节点时,网络的结构熵鲁棒性变化不明显;对网络进行攻击的同时以一定的概率修复网络,网络呈现出较好的恢复鲁棒性.     

基于遗传算法和神经网络理论的机场航空业务量的预测模型

航空业务量预测是机场规划的基础。常用的预测方法无法同时考虑较多的影响因素,预测结果的精度较低,缺乏客观性。本文运用遗传算法和神经网络理论,综合考虑GDP增长率、人口增长率、进出口总量等因素对航空运输市场的影响,得出一种较为完善的航空业务量的预测模型。     

小型航空汽油发动机供油量的模糊控制

为了精确控制小型航空发动机各工况所需的供油量, 基于模糊控制理论, 研究并设计了小型航空汽油机电控喷油系统, 采用局部分层模糊逻辑结构的MISO喷油控制规律, 以减少模糊规则数目, 简化推理计算过程。在用模糊推理合成法获取电控喷油系统的模糊控制规则时, 利用化油器式发动机的试验数据作为输入输出数据, 使模糊控制规则合理地反映了发动机的供油规律要求。地面台架试验表明, 基于局部分层模糊逻辑结构的模糊运算产生的喷油控制量是精确的, 发动机的最大功率提高了6.8%, 耗油率降低了11.3%。     

基于神经网络实现的交叉口可变相序公交优先模糊逻辑控制

针对城市交通信号控制及公交优先问题,提出了一种交叉口自适应可变相序的多相位控制算法,利用多层BP神经网络实现了公交优先的交通信号多层模糊控制。仿真结果表明,与定时公交优先控制模型相比,模糊神经网络控制器能有效地减少公交车辆延误,具有较强的学习和泛化能力,可用于未来的信号控制系统中。     

基于灰色聚类理论的我国农林业航空区域化研究

为农林业生产建设提供航空飞行服务的农林业航空作业是通用航空的重要组成部分,结合我国不同地区自身的地理环境、经济发展等差异,研究各地区对农林业航空的需求分布,可为国家制定相关政策、引导市场发展提供了借鉴依据.长期以来我国对通用航空缺乏有效监测,各类统计信息不完善,文中基于灰色星座聚类理论,从理论上探讨各地区对农林业航空作业的主导需求.     

基于递归神经网络的预测模糊控制

为提高控制信息与实时状态的适应性，改善模糊控制品质，用传统模糊控制策略，根据当前时刻误差和预测误差变化值，预测下一时刻的控制输出和系统在未来时刻的误差,用递归神经网络预报系统未来输出值的功能，采用双系统交替控制模式．系统中包含1个模糊控制器和1个递归神经网络，一个工作，另一个学习，使控制系统具有自适应性．仿真结果表明，与常规模糊控制相比，预测模糊控制使超调减小，调节时间缩短．     

基于DSP控制的无刷直流电机的网络控制方法的研究

介绍了一种基于DSP控制的无刷直流电机的网络控制方法,给出了无刷直流电机控制系统的网络化控制方案,研究了采用HG633光纤转换器实现PC机与DSP的通讯。     

中国民航发展展望

在回顾中国民航的发展历史和现状的基础上,论述了民航运输在社会经济发展中的地位和作用,分析了中国民航在21世纪初叶面临的发展及战略目标,指出中国民航的发展必须建立在科技进步和深化体制改革的基础上。