基于动态定价的共享汽车自适应调度策略

汽车共享在满足居民日益增长的出行需求的同时,也能有效缓解私家车快速发展带来的交通拥堵等问题.但由于用户出行随机性的特征,汽车共享供需平衡的解决成为关键问题.价格优惠激励的用户自适应调度作为一种有效的解决办法被提出,在450份用户问卷调查的基础上系统分析动态定价对消费者取还车行为的影响机制,并进一步利用自动控制原理以系统不平衡指数作为控制变量,构建动态定价机制下共享汽车自适应调度模型.最后,本文以上海汽车城运营的EVCARD汽车分时租赁项目为案例,证明基于动态定价的自适应调度策略可使得系统不平衡指数下降42%.     

拥挤传播对汽车共享系统运行影响的仿真分析

随着共享汽车渗透率的不断增加,站点、路段层面的车辆溢出和拥挤传播现象日趋严重.为刻画拥挤传播对汽车共享系统运行的影响机理,首先,搭建具有时变性和状态相关性的汽车共享系统排队网络;其次,基于C#语言和O²DES离散事件仿真框架,提出并设计考虑车路交互影响和拥挤传播现象的汽车共享系统仿真模型,分析动态随机环境下站点与路段层面的拥挤传播现象对汽车共享系统运行的影响;最后,以成都市三站点的小规模汽车共享系统为例,在不同转运比例、需求和道路拥堵场景下,将该模型与引入虚拟空间的无穷排队模型进行对比分析.研究结果表明：站点和路段层面的拥挤传播现象会导致系统服务率下降9.3%～16.9%,相比无穷排队模型,考虑拥挤传播现象的排队模型更能反映汽车共享系统的实际运营过程;当路网的道路占用率为70%(路网处于中度拥堵)时,考虑拥挤传播现象的汽车共享系统可实现最大收益;汽车共享系统的引入会为道路资源的动态分配带来新变化,当公共交通转向汽车共享系统的用户占比超过70%时,路网拥堵加剧,不利于汽车共享系统的有效运营和可持续发展.     

考虑车辆调度和调度员分配的共享汽车混合车队规模优化

针对电动汽车存在充电续航问题与传统燃油汽车存在环境污染问题的矛盾,本文提出共 享汽车混合车队规模优化方法。首先,在不考虑成本条件下,分析动态车辆调度和实时调度员分 配对共享汽车系统需求满足和车辆利用的影响。然后,针对由传统内燃汽车、混合动力汽车、插 入式混合动力汽车和纯电动汽车构成的混合共享汽车系统,考虑车辆调度和调度员分配,以运营 商利润最大化为目标,CO2排放量和道路拥堵为约束,构建混合车队规模优化模型。通过Matlab 调用Gurobi求解器求解上述混合整数线性规划模型。最后,以成都市为例,分析不同CO2排放量 约束,以及车辆调度对共享汽车运营商利润、不同类型的车队规模、车辆利用率和用户需求满足 率的影响。同时,比较单一车队和混合车队共享汽车系统,结果显示,混合车队和单一插入式混 合动力车队可以实现经济效益和环境效益的双赢,是目前最适合共享汽车系统发展的模式。     

面向共享汽车自调度的还车奖惩方案仿真

针对定点式共享汽车运营模式调度成本高、用户还车不方便等问题,研究引入超停收费和规范还车奖励,考虑用户还车的时间成本和运营商的口碑效益,引导用户在期望网点还车来实现共享汽车的自调度。研究构建了用户与运营商的二元演化博弈仿真评价模型,分析了演化系统均衡点的位置、稳定性和演化机制以及不同奖惩方案下的系统演化趋势,探究了超停费和规范还车奖励金额的不同取值对系统收敛速度的敏感性影响,量化了短期和长期两种不同演化博弈系统下的最优奖惩方案。研究发现：当用户在期望点还车所付出的时间成本为6元、对运营商的口碑效益为4元时,运营商可以设置6元的超停费和7元的规范还车奖励金额,以引导共享汽车用户形成规范还车的习惯;在时间成本和口碑效益不变的情况下,也可将4.5元的超停费和6元的奖励金额分别作为还车奖惩方案设置的长期参考值。结果表明：设置合理的共享汽车还车奖惩方案可以促进用户规范还车,从而实现共享汽车的自调度。     

基于泊位计划的集装箱码头岸桥动态调度优化

所谓基于泊位计划的集装箱码头岸桥动态调度问题,是指在计划周期内,在每艘船舶均已安排了靠泊时间和靠泊位置的前提下,将有限的岸桥资源在船舶上的装卸任务间进行动态分配与排序,以最大限度地减少计划期内所有船舶的滞港时间. 在充分考虑岸桥不能交叉作业、装卸任务有作业顺序要求等现实约束下,对此问题构建了非线性数学规划模型,基于问题自身的特点设计了基于任务排序的染色体结构,用遗传算法进行求解. 通过与文献中单船的调度结果的对比、单船岸桥调度与多船动态岸桥调度结果的对比,以及多船动态岸桥调度的仿真实验,证明了模型及算法的有效性.     

基于滚动时域优化的共享自动驾驶汽车动态调度方法

共享自动驾驶汽车被视为未来城市交通系统的重要组成部分。本文考虑随机订单需求研究共享自动驾驶汽车的动态调度优化方法。通过建立车辆调度时空网络,分别针对订单分配与空车移位生成车辆运行时间弧,提出车辆调度问题的刻画方法。基于马尔科夫决策框架,以时空节点流量为状态,以时空弧流量为决策变量,建立最大化系统净收益的车辆动态调度优化模型。采取滚动时域优化思想,建立含前视时间窗的随机规划模型,并利用CPLEX优化引擎,滚动求解车辆动态调度决策结果。Sioux Falls网络算例结果表明,滚动时域优化方法可保证车辆动态调度决策效果,提升系统运营效率。在计算时间限制下,滚动时域方法应优先采用长时间窗中等规模样本。在最大化系统净收益的同时进一步最小化乘客等待时间,可有效提升车辆动态调度决策效果。     

考虑用户偏好的共享汽车混合运营模式优化

针对共享汽车运营商的油车和电车混合车队调度问题,本文将自由流动式和站点借还式两种运营模式相结合,提出考虑用户用车类型偏好的共享汽车系统优化模型。模型为油车和电车车队分别设置了自由流动式和站点借还式的运营模式,并进行运营范围决策、站点选址和车辆调度优化;运营商优先满足用户的用车类型偏好选择,对无法满足偏好的用户进行补贴。根据优化模型基本特征,设计基于梯度的启发式求解方法,对大规模非线性混合整数规划模型进行求解;针对案例区域,比较有无补贴的混合车队模式和单一车队模式的优化结果。结果表明：相比无补贴模式,有补贴模式能够鼓励偏好燃油汽车的用户更多地使用电动汽车,需求满足率从73.4%提高到78.2%,运营商利润提高了46.4%;相比单一类型车队,混合车队能够吸引更多用户使用共享汽车,用户需求数提高了40.6%。     

基于端到端失真优化的无线视频联合编码方案

在无线视频传输环境端到端失真分析的基础上,针对H.264视频流建立了一种新的端到端失真模型.在使用LDPC信道编码方式与该失真分析模型的基础上,提出了一种基于端到端失真优化的联合信源信道编码方案.该方案根据当前无线信道的信噪比与信道带宽等状态信息,自适应地调节信源编码量化参数和信道编码码率,使端到端失真最小.实验结果表明,与固定码率编码相比,本文提出的联合信源信道编码方案可在不增加带宽的情况下显著提高视频传输质量.     

基于联合仿真技术的差速器齿轮机构动力学分析

以某轿车差速器为研究对象,利用UG NX/Motion建立齿轮机构刚体虚拟样机模型,并导入到动力学分析软件MSC-Adams中。结合该轿车差速器的具体工作情况,选取符合差速器传动的碰撞接触参数、约束和负载进行仿真分析,得到齿轮机构在具体工况下转速与受力的变化曲线,根据变化曲线能更深层次地分析差速器的工作原理,从而缩短产品的研发周期,降低研发成本。     

Adaptive Multi-Objective Optimization of Bionic Shoulder Joint Based on Particle Swarm Optimization

To get the movement mode and driving mechanism similar to human shoulder joint, a six degrees of freedom (DOF) serial-parallel bionic shoulder joint mechanism driven by pneumatic muscle actuators (PMAs) was designed. However, the structural parameters of the shoulder joint will affect various performances of the mechanism. To obtain the optimal structure parameters, the particle swarm optimization (PSO) was used. Besides, the mathematical expressions of indexes of rotation ranges, maximum bearing torque, discrete dexterity and muscle shrinkage of the bionic shoulder joint were established respectively to represent its many-sided characteristics. And the multi-objective optimization problem was transformed into a single-objective optimization problem by using the weighted-sum method. The normalization method and adaptive-weight method were used to determine each optimization index’s weight coefficient; then the particle swarm optimization was used to optimize the integrated objective function of the bionic shoulder joint and the optimal solution was obtained. Compared with the average optimization generations and the optimal target values of many experiments, using adaptive-weight method to adjust weights of integrated objective function is better than using normalization method, which validates superiority of the adaptive-weight method.     

基于有限元仿真的转向架构架集成优化设计

采用I-DEAS软件,建立铁路客车转向架构架参数化模型,进行有限元静强度分析,多学科综合设计优化平台iSIGHT集成有限元分析过程,以钢板厚度为设计变量,应力为约束,组合优化策略实现构架6.29%的减重优化.结果表明利用iSIGHT集成有限元仿真过程,可实现复杂机械产品的快速设计与优化.     

基于资源优化的枢纽机场中转仿真

机场资源的有限性是限制枢纽机场发展的最重要因素之一,如何能够提高中转资源的利用率已经成为改善枢纽机场中转运行效率的关键性问题.采用离散事件仿真技术根据中转航班旅客到达人数的变化实时分配中转资源,并使用SIMIO仿真软件实现了上海浦东国际机场的中转运行情况,以基于资源优化的思想,为每个航班动态指派中转资源.优化结果表明,实时分配的机场资源提高了中转资源的利用率.     

面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法

针对共享电动汽车运营中出现的站点车辆供需不平衡及人工调度成本过高等问题,提出面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法.利用共享电动汽车站点选择行为数据,构建用户取车站点选择MNL(Multinominal Logit)模型,分析用户的站点选择行为;构建面向各站点车辆供需自组织平衡的站点间车辆调度优化方法,即通过车辆动态折扣策略引导用户改变默认的最近取还车站点,在运营结束后以运营企业的调度总成本最小为目标,建立人工调度优化模型并应用禁忌搜索算法求解;最后,选取北京市海淀区部分共享电动汽车站点进行算例分析.结果表明：本文提出的优化方法与无动态折扣策略相比,调度总成本降低了 4.5%,人工调度成本降低了21.1%,人工调度任务数减少了8.3%.     

基于联合仿真的某四轴全轮转向汽车研究

为了分析线性控制算法在非线性模型中的控制效果,建立四轴全轮转向车辆的线性二自由度模型,采用零质心侧偏角比例前馈及前馈+横摆角速度反馈的多桥转向控制算法,在Matlab/Simulink及Truck Sim中建立联合仿真模型,对所设计的控制算法进行对比仿真验证。结果表明:多桥转向比例前馈控制及前馈+横摆角速度反馈控制均能够在低速下保持车辆质心侧偏角基本为零,但是比例前馈在高速时控制效果并不理想。低速时比例前馈控制能够最大限度减小汽车转弯半径,高速时前馈+横摆角速度反馈控制能够减小车身横摆角速度,提高多轴车辆抗干扰能力。     

面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法

针对共享电动汽车运营中出现的站点车辆供需不平衡及人工调度成本过高等问题,提出面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法.利用共享电动汽车站点选择行为数据,构建用户取车站点选择MNL(Multinominal Logit)模型,分析用户的站点选择行为;构建面向各站点车辆供需自组织平衡的站点间车辆调度优化方法,即通过车辆动态折扣策略引导用户改变默认的最近取还车站点,在运营结束后以运营企业的调度总成本最小为目标,建立人工调度优化模型并应用禁忌搜索算法求解;最后,选取北京市海淀区部分共享电动汽车站点进行算例分析.结果表明：本文提出的优化方法与无动态折扣策略相比,调度总成本降低了 4.5%,人工调度成本降低了21.1%,人工调度任务数减少了8.3%.