城市低空物流无人机航迹规划模型研究

为提高物流无人机在城市低空环境下配送的安全性和公众接受程度，保证运输经济性，提出一种考虑运行风险、噪声水平和运输成本的城市低空物流无人机航迹规划方法。采用栅格法进行空域环境表征，建立基于风险的城市空域环境模型。结合物流配送要求，建立多目标、多约束的物流无人机航迹规划模型。采用改进A*算法进行求解：为降低航迹代价，设计估价函数预估成本；为保证飞行安全，引入安全保护区确保间隔；为提升搜索效率，采用动态步长加快搜索进程。仿真结果表明：本文模型和算法所得航迹的运行风险小、噪声水平低、运输成本低，能够实现多目标优化。分析模型参数可知，当各子目标代价权重分别为0.6、0.1和0.3时，规划航迹最优。 保证其余参数不变，增大安全间隔，则风险代价、运输成本代价总体呈增加趋势，噪声代价减少。 在本文规划环境下，参考大疆经纬200无人机参数，在安全间隔取15 m时，综合代价最小。     

“配送车+无人机”智能物流配送模式研究

针对当前的物流需求和无人机产品技术的发展,对“配送车+无人机”物流配送的现状、配送车和无人机的应用场景及其特点、联合物流配送模式和效益、涉及的软硬件及算法等核心技术进行系统总结,并提出从无人机、载具载荷、智能路径规划、门户网站、安全等方面着手进行系统设计的建议。同时,结合城乡运输场景差异、运输物品类型差异等提出针对性的差异化运营管理模式。对于当前行业面临的法律法规不配套、行业发展不成熟以及运行安全、数据隐私等风险问题进行分析,从法律规范、技术平台、绿色低碳、多场景协同和评估等角度提出了针对性建议。     

基于CNS性能的平行航路纵向碰撞风险评估

为了研究通信导航监视(communicatio,navigation and surveillance,CNS)下的定位误差和纵向碰撞风险及其影响因素,在Reich模型的基础上,分析通信、导航和监视误差,推导出平行航路纵向重叠概率的计算公式.据此建立了基于CNS性能的平行航路纵向碰撞风险评估模型.算例表明,所给定的平行航路在RCP400、RNP10和RSP20条件下,碰撞风险为3.0×10~(-10),达到国际民航组织安全目标水平的要求.评估模型是可行的.     

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同价值特性货物的路径选择方案。结果表明：高价值货物对延误风险更敏感，货物贬值速率对延误成本影响更小；最优路径的平均风险延误率为0.46，边境节点延误风险较高；单位货物价值为300万元时，最优路径的边境延误成本是运输运费的1.2倍。对沿线边境站点的延误风险监测与应急处理需要引起运输企业和铁路管理部门的重视。     

危险货物道路运输风险复杂系统及风险测度模型与应用——以液氯运输为例

基于系统整体最优的危险货物道路运输风险系统分析及风险测度研究,是实现规避高风险路段的基础关键技术.本文以危险货物道路运输风险为研究对象,结合典型区域特征,进行了危险货物道路运输风险的系统分析,提出了危险货物道路运输风险复杂系统的概念.在此基础上,提出危险货物道路运输风险测度模型,并以典型危险货物液氯道路运输为例进行应用研究.在危险货物道路运输风险测度模型研究中,以泄漏事故导致的暴露人口风险损失和环境敏感区域损失两项指标作为评价对象,结合ALOHA模拟泄漏事故情景并将扩散情况载入ArcMap,分析泄漏事故所带来的价值损失.考虑运输成本,建立以系统整体最优--风险最小和运输成本最低的危险货物道路运输双目标规划模型.最后,基于实例结合蚁群算法对模型和方法的实用性和有效性进行验证.     

车辆荷载特性影响下的碰撞时间分布规律

受车辆荷载特性影响的碰撞时间(Time-To-Collision, TTC)，被认为是车辆避撞系统中跟驰过程风险评估的有效指标.本文以车辆类型、超重和超速指标量化表征车辆荷载特性，分解前后车辆不同荷载特性组合的12类跟驰场景.基于动态称重技术获取融合荷载特性的交通流数据，分析车辆荷载特性对自由流交通状态下12类跟驰场景TTC分布的影响，利用KS 检验对比TTC分布的显著性.结果表明：TTC累计频率分布服从指数模型，在5%置信度水平上，跟驰前后车的车辆类型对TTC分布无显著影响；前后车均为超重轻车显著增加了潜在冲突风险，超重增加了轻车跟驰重车，轻车跟驰轻车场景的潜在冲突风险；前后车不超速跟驰场景下，轻车跟驰重车的风险比例高于轻车跟驰轻车.     

集装箱运输货物的安全装载研究

货物在流通过程中发生破损的原因不只是包装和管理不善造成的，很多破损是由运输或装载不当而引起的．在分析包装件运输环境的基础上，对装载集装箱的货物重量分布进行了力学分析，得出局部负荷产生的弯矩如在最大容许弯矩范围以内时，装载货物重量与最大载货重量之比W／W0，同装载货物的长度分布率α=l／L的关系式；绘出了20ft和40ft集装箱在装货量一定时，随着货物底分布长度的变化，底梁和下侧梁之合计挠度达到极限值的曲线图；绘出了装载货物的偏心率与容许装货重量的关系图；对现场安全装载作业有一定的指导作用和参考价值．     

城市快速路危险货物运输风险动态评估

为研究危险货物在城市快速道路运输过程的动态运输风险,基于现有的危化品运输监管技术动态参数,分析了运输动态因素、城市快速交通流特征和运输风险这3者的相关性,建立了城市快速道路危险货物运输动态风险评价模型,重点研究了交通流参数对危险货物事故概率和人口暴露量的影响。实例结果表明:不同车速对运输风险影响显著,该模型可实时评估城市快速道路危险货物运输动态风险,对加强危险货物运输风险监管力度,降低运输风险有现实意义。     

面向eVTOL航空器的城市空中运输交通管理综述

回顾了城市空中运输(UAM)的起源与发展演变, 定义了UAM交通管理基本概念, 分析了催生UAM的社会和技术因素, 提出了面向近未来时期国家层面UAM交通管理的基础架构, 将基于电推进垂直起降航空器的UAM交通管理问题划分为3个方面进行讨论(空域规划、地面基础设施、交通规则与运行控制), 并对近年来UAM交通管理相关文献所提出的代表性观点进行了梳理, 总结了UAM近未来时期所需解决的关键问题, 展望了UAM交通管理未来的发展趋势。研究结果表明: 空域规划方面, UAM需要对现有低空非管制空域进行更精细化的规划管理, 结构化的空域划设方式应该在UAM交通管理初期被应用, 高度层空域结构能较好地平衡运行安全和空域容量之间的矛盾; 地面基础设施方面, 需通过城市OD数据预测UAM的交通需求来进行地面垂直起降站点选址, 选址管理工作将直接影响空中航线网络结构和所需的地面通信导航监视台站的布设; 交通规则与运行控制方面, UAM将直接面对更为复杂的有人机、无人机融合运行场景, UAM交通规则需要革新并对现有的运输航空交通规则保持兼容, 高带宽的通信技术会促使UAM运行控制向空地协同决策和自动驾驶方向发生转变, 未来交通管理中如何处理人与系统的关系至关重要。总的来说, UAM交通管理将可能会和现有无人机交通管理体系产生交集并逐渐融合, 面对这一新型运输方式, 国家将更可能采用集中管理、试点运行、有序放开的交通管理发展路线。      

客货混运下的城轨时刻表与流量控制协同优化研究

利用城市轨道交通平峰期冗余运力进行客货混合运输是缓解地面交通拥堵和节能环保的重要手段。本文在客货混合运输模式下，研究城市轨道交通列车时刻表和流量控制问题。首先，以列车发车时间、列车车厢布置和客货需求分配给列车车厢的数量为主要决策变量，以最小化乘客和货物的等待时间以及列车车厢能耗为目标，考虑流平衡、列车容量限制及时刻表等约束，构建城市轨道交通客货混合优化模型。其次，为验证模型的有效性，以上海地铁17号线为例进行实证研究，借助优化求解器Gurobi求解模型。结果表明：本文所提协同优化方法具有良好的优化效果和计算效率，与逐一求解法对比，乘客和货物延误数量可显著降低；协同优化可减少乘客延误人数21.92%，货物延误数量9.73%，乘客和货物的平均等待时间减少35.88%和25.56%，碳排放量减少1.7%。该方法可以提高地铁满载率，减少地铁平峰时期的运力浪费，同时提高轨道交通运营安全性和运输效率。     

三峡枢纽碍航经济损失评估方法研究

充分利用机会成本原理,以货物时间价值损失、货物经时损失以及船舶额外营运成本为评价指标,构建船货匹配的经济损失评估模型,为高效航道运输系统建设和区域社会发展评估提供参考。其中,货物时间价值损失测算模型运用科布道格拉斯生产函数思想,考虑长江水文特征、船舶待闸时长及船闸通行能力等因素,构建包含待闸时间敏感系数和船闸饱和度的货物时间价值损失测算公式;货物经时损失测算模型考虑货物品质和货物占用资金的使用效率,利用微分方程,构建分段损失率的货物经时损失测算公式。估算结果显示,当前三峡枢纽碍航造成的经济损失达76亿元,其中集装箱及船舶受损最严重。因此,三峡枢纽管理部门可结合经济损失优化船舶调度计划。     

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自然灾害经常造成运输过程中断,其损失的评估是一项十分重要而复杂的工作。本文从灾害造成的运输中断时间出发,对时间价值的内涵进行了分析;将灾害引起的运输中断及其导致的生产价值损失时间分为两个波及区,即生产人员损失价值和库存中断造成的损失价值。通过引入资源时间价值概念,分析了灾害中断运输所造成的直接与间接经济损失内涵,建立了基于资源时间价值的运输线路中断后社会生产价值损失估算模型,并结合算例给出了损失计算方法。本文研究可以为运输企业计算灾害带来的自身直接经济损失以及运输中断后引起的社会间接经济损失提供一种定量分析与估算方法。     

基于可达性指标的航空货运网络布局优化研究

以网络可达性和利用率最大为目标,建立货机班次分配与货物运输路径选择的多目标双层优化模型,针对我国基于审批方式为各航线分配航班的实际情况,通过调整货机班次优化航空货运网络布局.以20个机场组成的航空货运网络为例,设计NSGAII算法求解模型.结果表明:北京、上海、广州、深圳之间的航段将获得1/4的货机班次,他们是航空货运的枢纽机场;当决策者偏好网络可达性时,更多货机班次将被分配到大型机场间的航段上,当决策者偏好网络利用率时,货机班次在航段上的分配较均匀;随着货机班次在航段上由集中趋向分散,网络可达性降低而利用率提高;减少货机班次会降低网络可达性,增加货机班次会降低网络的利用率.     

沿海水路运输外贸动态冲击因素研究——基于状态空间模型的分析

我国海洋外贸运输在全球外贸运输中发挥重大作用,而港口是国际物流运输的重要环节.基于状态空间模型,考察了金融危机之前及之后,国际、国内主要宏观因素对我国沿海港口外贸货物吞吐量的影响轨迹.结果发现:自金融危机以来,世界经济状况对我国沿海港口外贸货物吞吐量的边际正面影响在逐渐提高,外商直接投资的边际正面影响明显减弱,人民币实际有效汇率指数波动的边际负面影响在减弱,国内经济状况的边际正面影响逐渐减弱,沿海交通建设固定资产投资的边际正面影响在增强.基于实证结果,得出我国经济由外需拉动向内需推动转型的间接证据并提出政策建议.     

航空联运时代物流中枢机场选择研究

经济全球化、电子商务、第三方物流等多种因素促使中国航空联运业务快速增长,正在重塑中国航空货运网络。首先从中国参与全球经贸一体化程度加深、城市群产业转型升级与布局优化、航空物流快速发展等方面对中国现阶段发展航空联运的必要性及趋势进行分析。然后建立模型对国际与国内物流中枢机场选择进行分析,显示郑州新郑、武汉天河两机场具备中枢机场建设条件。进而对两机场的现状基础及潜力进行深度考察,认为二者在建设国际与国内物流中枢机场方面各具优势,应当考虑错位发展。     

基于收费数据的高速公路运输量指标特征

基于2017年中国高速公路联网收费系统数据库, 辅以典型收费站抽样调查, 分析了中国高速公路网运输量指标的结构性特征。分析结果表明: 2010~2017年高速公路车辆总行驶量持续增加, 其中2017年总行驶量为6.80×1011 veh·km, 客、货车行驶量分别为4.70×1011、2.10×1011 veh·km; 2017年高速公路客运量为229.65亿人次, 周转量为16 886.05亿人·km, 平均行程为72.96km, 运输密度为1 257.47万人·km·km-1, 分别较2016年增长了11.72%、9.13%、3.07%、4.21%;营业性客车完成的旅客周转量为5 055.71亿人·km, 同比增长了1.76%;Ⅰ型客车流量在客车总流量中的比重为95.70%, 其客运量和旅客周转量都保持快速增长态势, 客运量为165.28亿人次, 旅客周转量为10 862.80亿人·km, 较2016年分别增长了15.25%和11.60%;2017年高速公路货运量为170.45×108 t, 周转量为287.05×1010 t·km, 平均运距为167.89km, 运输密度为2 138.32×104 t·km·km-1, 分别较2016年增长了15.33%、16.17%、0.42%、11.37%;2轴货车流量最大, 占高速公路总货车流量的41.14%;货车的空车走行率为26.81%, 省内与跨省运输货车空车走行率分别为43.80%、15.67%。高速公路运输总体指标在2017年稳中有升, 货物运输量、货物种类、货物价值是货物运输经济结构调整的效果集中体现。      

“无人机-车辆”配送路径优化模型与算法

基于城市配送的发展趋势,提出一种“无人机-车辆”联合配送模型,以无人机为主导,分3 步进行路径分配,无人机每次配送可以服务多个顾客点,车辆不用在固定点等待无人机。进行单 次路径规划时,让顾客需求点尽可能多的得到服务,最后,以总配送距离最小为目标,对整体路径 进行优化。此外,设计了3种不同的配送场景,构建的模型能同时适用于这3种场景。采用带末 端优化的模拟退火算法求解问题,结果验证了模型的可行性。考虑到未来无人机技术的进一步 提高,对无人机的最大载重量和飞行距离进行灵敏度分析。结果表明,无人机的配送能力受载重 量和飞行距离影响,增大配送能力可以使无人机服务更多的顾客需求点,均衡提升载重量和飞行 距离可以充分发挥无人机的配送能力,更好地完成农村地区的物流配送。     

关于木材运输船安全运输的几点分析

木材船海上运输具有一定的风险,一旦积载和绑扎不当或管理不妥,造成货物滚动、移位、货垛倒塌,就会引发安全事故甚至导致船舶倾覆。因此,加强木材船的安全管理,落实各项安全保障措施,是确保木材船安全运输生产的重要举措。