考虑换船作业的长江干线集装箱船舶调度

考虑换船作业情况,建立以总运输成本最小为目标的非线性规划模型,提出包括船舶选择、挂靠港选择和运输任务指派三方面内容的不定期集装箱船舶调度优化方法;针对模型特点,考虑基因融合及基因修复,设计改进遗传算法对问题进行求解,应用案例获得集装箱船舶调度优化方案;采用多算例方法将考虑换船作业与不考虑换船作业的调度方案进行对比分析. 结果表明,考虑换船作业可以降低运输总成本,减少船公司的投入运力,有效提高投入运力的综合利用率,增强船公司的竞争力,为船公司制定船舶调度方案提供决策参考.     

考虑人口效益的城市路网OD 矩阵推算模型

交通分布数据获取难度大、成本高，是制约交通工程师开展交通预测的主要因素. 为提高效率、降低工程实践中的预测成本，对城市路网OD矩阵可预测性展开研究. 描述3 种交通分布推算模型并以广州为例，给出交通流概率分布及发生量概率分布. 通过回归分析及残差分析探究发生量与人口、经济的关系，提出考虑人口效益的靶向双联模型(称为TDM模型). 根据误差分析验证4 种模型准确度，并将模型应用于深圳市. 结果表明：交通流及发生量概率分布具有高度异质性，遵循Zipf 定律；发生量与人口、经济相关性强，拟合优度为0.87； TDM模型精度略低于重力模型，但高于其他两种模型，且在深圳市推算效果良好. 综合预测精度、成本和效率，TDM模型更适合预测城市道路交通分布.     

基于广义出行费用的城市综合交通方式优势出行距离研究

为研究城市综合交通网络结构,帮助决策者合理配置城市交通资源,本文研究了城市综合交通网络中基于广义出行费用的各交通方式优势出行距离概率密度曲线.分析居民出行的广义出行费用(即交通方式的服务水平,包括出行时间和票价等)可以确定城市中常见交通方式出行所需的平均花费水平,从而构建出同一出行网络中不同交通方式优势出行距离的概率密度曲线,对概率密度曲线进行分析和拟合可以得到固定形式的基于广义出行费用的城市综合交通方式优势出行距离概率密度模型.最后,以南京市为例进行实证分析.     

求解具有恶化工件单机调度问题的改进遗传算法

为克服现有算法求解工件数较多的单机调度问题计算量大的缺点,分析了加工时间为阶梯函数的工件排序规则,以极小化最大完工时间为目标,提出了基于局部搜索的改进遗传算法,对基于工序编码方式的染色体设计了线性顺序交叉算子和融合工件排序性质的局部变异算子,并引入局部搜索策略,提高了算法局部搜索能力和收敛速度.算例测试结果表明:工件数为40件时,与模拟退火算法相比,本文算法求得的最大完工时间平均减少了56.6%,显著缩短了制造周期,并有效地避免了局部最优解,收敛速度显著提高.     

Reliability analysis of multi-state repairable system with dynamic transition probabilities

Inadequate maintenance decisions lead to incremental overall costs. In order to minimize costs in maintenance of the multi-state repairable system, we model a preventive maintenance (PM) scheme of the multistate repairable system using non-Markov process. The periodically decreasing reliability model of the non-Markov dynamic system with dynamic transition probabilities is established to satisfy the probability change. The diesel engine system is taken as an example to illustrate the model. The reliability of the diesel engine is analyzed and its PM scheme is worked out. RENO software is used to simulate the diesel engine system. The maintenance cost of components and the optimal PM interval data of the system are obtained by using the minimal average cost as the objective function. The adaptability of PM is judged, and the optimal PM scheme is presented.     

随机GHP模型中有效容量的判定方法

为了提高求解地面等待策略(ground holding policy,GHP)随机模型的效率,利用归纳法建立了延误损失公式;考虑空地费用比与典型容量样本概率的不同组合关系,采用枚举法对4类典型情况进行分析,得到了有效容量判别方法;将多个随机容量转化成单个有效容量,并利用有效容量求解随机GHP模型,结果表明:与传统方法相比,运用本文方法求解随机GHP模型得到的总延误损失相同,在2 h内起飞航班为50架次的条件下,计算时间由109 s减少到42 s,减少了61.5%,提高了计算效率.     

Optimization of PERT Network and Compression of Time

In the traditional methods of program evaluation and review technique （PERT） network optimization and compression of time limit for project, the uncertainty of free time difference and total time difference were not considered as well as its time risk. The authors of this paper use the theory of dependent-chance programming to establish a new model about compression of time for project and multi-objective network optimization, which can overcome the shortages of traditional methods and realize the optimization of PERT network directly. By calculating an example with genetic algorithms, the following conclusions are drawn： （ 1 ） compression of time is restricted by cost ratio and completion probability of project; （2） activities with maximal standard difference of duration and minimal cost will be compressed in order of precedence; （3） there is no optimal solutions but noninferior solutions between chance and cost, and the most optimal node time depends on decision-maker＇s preference.     

无人驾驶汽车对出行方式选择行为的影响

无人驾驶汽车对出行者出行选择行为具有重要影响,进而可以影响到城市交通需求、城市空间布局和城市规划. 基于扩展技术接受模型和考虑不同出行者偏好的异质性,建立带潜变量的随机系数Logit模型,研究出行者的出行特征、心理潜变量和个体的社会经济属性对无人驾驶汽车选择行为的影响. 结果表明:与传统的多项Logit模型相比,带潜变量的随机系数Logit模型拟合度更高;不同的出行者对出行费用的偏好具有异质性,在效用函数中,出行费用服从正态分布;无人驾驶汽车选择行为不仅受到出行特征和社会经济属性的影响,而且还受到感知信任、社会规范和行为意向等心理潜变量的影响;降低无人驾驶汽车的出行费用可以提升出行者选择无人驾驶汽车出行的概率.      

城市物流无人机起降点布局规划研究

针对城市物流无人机起降点布局规划问题，考虑不同级别的物流无人机起降点，构建以总经济成本最小和客户满意度最高为目标，以禁飞区、无人机性能、容需匹配等为约束的整数规划模型。设计人类学习优化算法(HLO)，引入随机学习算子、个体学习算子和社会学习算子。在此基础上，基于真实地理信息数据和物流数据设计仿真实验，验证模型与算法有效性。实验结果表明，所建模型可以实现起降点的合理布局规划，适用于大规模资源配置，具备有效性；人类学习优化算法较遗传算法求解精度与收敛速度更优，表现出较佳性能。参数分析表明，基于该仿真环境的最优经济成本权重和客户满意度权重设置为0.4和0.6，最佳算法学习概率参数组合为5/n和 (0.8+2/n)。据此可对城市物流无人机起降点布局规划提供决策依据。     

Modeling on spare parts inventory control under condition based maintenance strategy

In order to optimize the spare parts inventory, we present a decision-making model under condition based maintenance policy for a single equipment system subjected to continuous and random deterioration. Firstly, a probability model of the spare parts support is established, according to the requirement of a predetermined probability of stockout. It can determine the optimal spare parts stock level. Secondly, the spare parts ordering decision is made according to the equipment deterioration level, and it can optimize the spare parts ordering. The objectives of this model are to minimize the spare parts inventory, and the expected total operating cost. Thirdly, a numerical example is given to illustrate this model. The results prove that the optimal preventive maintenance threshold obtained from the proposed model can satisfy the spare parts support requirements.     

基于连续近似模型的轨道交通与常规公交耦合优化设计

为研究城市轨道交通与常规公交线网耦合优化设计问题，本文基于近似方格型路网并考虑乘客的多种路径选择，构建双层混合整数优化模型，以同时求解地铁与常规公交发车时距、常规公交的线间距及站间距。上层模型是以系统总成本(乘客成本与运营商成本之和)最小为目标的连续近似模型，以寻求乘客与运营商两者之间的平衡关系，并对各项成本进行详细推导。采用序列二次规划算法，并用凸算法对该非凸问题进行包络。下层为考虑依概率分配的路径分配问题，使用MSA算法对各路径流量加权分配，考虑到问题的解析形式具有非凸性，故采用启发式方法进行求解。最后，以南京市建邺区实际公交线网为例进行案例分析，以此验证该优化模型的有效性。经过优化，以非拥堵时段为例，该研究区域内乘客平均出行时间由 41.6 min减少至 33.0 min，降低约20.6%。本文所提出的优化模型可以为方格路网城市的公共交通线网规划提供参考依据。     

基于G/G/c/FCFS 排队模型的城市停车流量分配模型

为探索城市路网中交通均衡与停车选择之间的相互关系,本文根据出行者实际停车搜索过程,运用G/G/c/FCFS 停车排队模型,研究了路径流量、行程时间、停车场可用概率三者的关系,进而计算停车场在车辆到达时的可用概率,并将此概率纳入停车搜索路径的广义费用函数,最后根据交通网络中出行者路径选择和停车选择理论,提出基于停车排队理论下的随机用户均衡模型,并设计了模型求解算法. 算例结果表明,本文模型能准确合理地分配城市路网中的停车流量. 研究结论有助于从城市整体角度为停车需求规划提供依据.     

基于G/G/c/FCFS排队模型的城市停车流量分配模型

为探索城市路网中交通均衡与停车选择之间的相互关系,本文根据出行者实际停车搜索过程,运用G/G/c/FCFS 停车排队模型,研究了路径流量、行程时间、停车场可用概率三者的关系,进而计算停车场在车辆到达时的可用概率,并将此概率纳入停车搜索路径的广义费用函数,最后根据交通网络中出行者路径选择和停车选择理论,提出基于停车排队理论下的随机用户均衡模型,并设计了模型求解算法. 算例结果表明,本文模型能准确合理地分配城市路网中的停车流量. 研究结论有助于从城市整体角度为停车需求规划提供依据.     

基于演化博弈的违章停车动态罚金策略效用仿真评价

为研究改进后的动态罚金策略对违章停车现象的抑制作用及策略最优解，本文以驾驶员和执法者两类群体作为博弈主体，在改进的复制动态方程基础上，以社会总成本最小为目标建立动态罚金最优控制模型。讨论了该模型的均衡点及其稳定性，并通过庞特里亚金极小值原理求解该模型的最优解。并对改进前、后动态罚金策略的违章抑制作用和策略成本进行数据仿真检验，仿真结果显示：改进后的动态罚金模型能够找到违章停车问题的合理演化方向，在不断降低违章概率的同时还能减少执法力度；在临界状态下，即动态罚金系数趋于稳定值、执法者保持短时间的持续执法状态，改进的动态罚金策略通过改变常用的罚款方式，即降低罚款金额实现对违章停车问题的治理(在治理违章停车的效率上，临界状态与敏感度最高状态相比，即连续执法与动态执法相比治理速度提高了1倍)；改进后的动态罚金策略较改进前的违章抑制性更强、策略成本更低、执法效力更持久、所需执法力度更低，且短时间内不会出现违章停车周期复现的情景。     

考虑边境站延误风险的中欧班列运输路径决策

为选择高效安全的中欧班列运输路径、管理运输风险,针对不同类型边境口岸节点延误时间特征,以威布尔分布刻画其延误时间的概率分布,并基于期望损失理论提出一种新的风险价值测算方法.将延误风险价值作为一种运输成本,构建"风险-时间-费用"综合运输成本最小的中欧班列路径效用模型.通过深度优先遍历算法求解从成都到柏林的中欧班列运输不...     

非确定因素影响下离散时段公路施工区用户费用模型

分析了离散时段下高速公路施工区的交通状况, 通过离散施工时段, 比较了各时间段内施工区容量和交通需求的关系, 建立了各个时间段相应的用户费用计算模型。分析了高速公路施工区用户费用的非确定因素, 根据非确定因素的概率分布值, 通过蒙特卡罗模拟对用户费用的波动区间进行预测, 并以清连高速公路为例进行实例验证。计算结果表明: 应用提出的模型, 白天施工时段的用户费用均值为193 148 021元, 最大值与最小值分别为466 820 060、117 342 849元, 夜晚施工时段的用户费用均值为1 795 047元, 最大值与最小值分别为3 443 468、1 417 274元。提出的模型能更好地体现非确定因素的影响。     

拥挤公交网络的出行费用可靠性

考虑随机事件对公交系统能力的影响,作者定义了公交网络中乘客的出行费用可靠性指标,以衡量不确定环境下的公交服务水平。该指标定义为在公交系统能力随机变化情况下,在给定的OD对之间,乘客能够按照预定费用顺利完成出行的概率。采用基于用户平衡准则的公交配流模型描述公交乘客的路径选择行为,给出了基于蒙特卡洛仿真的公交出行费用可靠性的计算方法。用一个算例对公交网络出行费用可靠性指标及其计算方法进行了验证。     

双重不确定下应急物资多式联运可靠路径优化

为按时、可靠地将应急物资运达目的地，综合考虑需求和运输环境的双重不确定性、节点疫情感染风险、成本约束、班期限制和转运能力限制等，构建以可靠度最大为目标的应急物资多式联运可靠路径优化模型。同时针对所求问题的NP-难特点，设计蒙特卡洛自适应遗传算法和模拟退火遗传算法进行求解，并引入优劣解距离法对算例的运行结果进行分析。研究结果表明：蒙特卡洛自适应遗传算法较模拟退火遗传算法在求解质量和求解时间方面更优，在交叉概率为0.80，变异概率为0.08，种群大小为50的最佳参数组合下，得到的优化路径最大可靠度为85%，且求解出来的最优路线均未经过存在疫情感染风险的节点，求解结果较好。参数分析表明：在交叉概率相同的条件下，两种算法的平均运行时间均随着变异概率的降低而减少，随着变异概率的增加而增加；多式联运路径优化的决策会受水铁班期的影响。     

引入驾驶风格的熵权法多属性换道决策模型

为改善AHP换道模型需要主观赋权的问题,在分析换道决策机理及换道决策属性的基础上,提出引入驾驶风格的熵权法多属性换道决策模型.在不同空间占有率D 下对模型进行仿真,获得不同驾驶风格、多种车道分隔方式下的平均换道动机概率和平均换道成功概率. 分析发现,驾驶风格对平均换道动机概率和平均换道成功概率产生显著影响的空间占有率分别为(0.10, 0.85)和(0.30, 0.85),其中,激进驾驶风格的概率最大,保守的概率最小. 说明该模型能响应驾驶风格偏好的影响,熵权法在多车道元胞自动机换道决策模型中的适用性较强.     

多品种燃油海运库存路径问题鲁棒优化模型与算法

针对需求不确定下的多品种燃油海运库存路径问题(Maritime Inventory Routing Problem, MIRP),提出非专用舱室和非固定停靠供应港的船舶配送策略,通过设置供货商保守系数给定条件下的累积航次多品种燃油不确定需求预算阈值,构建以供货商燃油库存与配送总成本最小化为目标的MIRP非线性鲁棒优化模型,并设计了改进混合自适应遗传算法求解模型。算例结果表明,非专用舱室和船舶非固定停靠配送能有效降低供货商燃油库存与配送总成本;供货商在各需求港关于各品种燃油的保守系数均存在某个不同的恰当值,当保守系数超过恰当值时,客户服务水平变化趋于平缓。研究结论可为供货商多品种燃油MIRP提供决策参考。