新建交通小区配套道路网络设计模型与算法

研究城市发展过程中新建交通小区的配套道路网络设计问题,提出将新建交通小区与现有路网科学合理连接起来的方法。首先用双层规划法建立该问题优化模型,该模型在考虑交通用户出行行为的情况下,可以确定最优的新建路段选址方案及通行能力设计方案;然后基于粒子群优化技术,设计一个启发式求解算法。最后用一个简单的网络例子验证并分析模型与算法的有效性。     

受电弓滑板状态监测的图像目标提取

将数字图像处理技术应用于受电弓滑板状态监测,给出了受电弓无线图像监测系统的工作原理和组成结构,设计了图像目标的提取算法,将受电弓滑板图像的提取划分为粗提取和精提取2个步骤.该图像目标提取算法结合边缘提取、形态学图像处理、投影变换、聚类分析和Hough变换等方法,完成复杂目标图像的提取,并实现较高精度的定位.实验结果表明,所提出的算法对复杂背景、不均匀光照和噪声等影响因素不敏感,正确识别率能达到85%.     

基于视频目标检测的桥梁防船撞主动预警技术研究*

为减少船撞桥事故的发生,提高桥区水域的通航安全等级,以目标检测算法为基础通过AForge.NET工具包设计实现对桥区水域的运动船舶实时检测与跟踪。根据运动船舶的航行轨迹预测船舶航向,判断船舶是否具有撞桥危险并做出相应预警措施。并在安徽淮河干流蚌埠段等进行验证试验,试验结果表明检测效果良好,能够对高等级航道桥群河段的桥梁防撞主动预警提供有效可行的实施方案。     

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对于不成对机车周转图,多基于固定的机车运转区段且为单机牵引进行研究,传统机车周转图的勾划方法难以适应非固定区段机车周转图编制的需求.机车的非固定区段运用有利于缩短机车周转时间,优化机车周转方案,对提高机车运用效率意义重大.本文在充分考虑部分双机牵引不成对机车周转图中可能出现的情况:到达单机牵引列车数与出发单机牵引列车数不同,到达双机牵引列车数与出发双机牵引列车数不同.综合分析铁路运输运营效益、列车运行图均衡性等具体要求,以机车在站停留时间、机车周转图均衡性、机车周转距离、机车运用数量等4个目标函数为求解目标的基础上,建立了机车周转图的01多目标规划模型,并给出求解的方法.最后以西宁西—西宁货区段进行实例验证,得出了对应的最少机车总消耗时间,最优附挂方案和机车周转图.     

考虑支路路段双向车流相互影响的单向交通组织优化

考虑支路路段双向车流相互影响的因素,从道路负荷与公平性的角度出发,优化单向交通组织方案。建立一主多从的双层规划模型,上层规划是多目标规划,以单行交通组织方案为决策,以路段饱和度超限量最小化降低道路负荷、以车辆绕行系数最小化提高公平性。下层规划是考虑支路路段双向车流相互影响的均衡交通分配( 每个点对之间的最短路各自由1 个下层规划确定,但所有下层规划确定的最短路可一次性求解) 。双层规划可用模拟退火算法求解,求解效果明显优于支路路段通行能力等量划分为双向分道行驶的传统优化方法。     

在共享单车影响下的公共自行车发展研究

公共自行车作为政府补贴的免费骑行项目,与共享单车相比在供给模式上存在显 著差异,两者具有一定的互补关系.其中明确政府补贴机理,是差异化2 种交通方式、强化两者 互补关系的关键.本文运用多目标规划方法,从政府的效用最大化、企业收益最大化、用户满意 度最大化3 个方面构建三者博弈关系,并以西安市公共自行车系统运营状况为例,分析政府补 贴对用户满意度、企业收益及政府效用等方面的影响.计算结果表明,政府的财政补贴有利于 提高公共自行车企业服务水平、用户满意度;但随着公共自行车使用率的增加,政府的财政压 力加大,用户满意度、企业收益与政府效用呈下降趋势,而共享单车可分担部分用户,减轻政 府及公共自行车运营企业压力.     

铁路网络列车运行调整的优化模型 及其分支定价算法

研究了铁路网络中列车可变更运行线路下的列车运行调整问题,目标是使得所有 列车偏离终到时间之和最小化.首先引入流平衡约束建立基于列车到发时刻的网络流模型,采 用商业软件GUROBI求解.同时构建了基于列车时空路径的整数规划模型,并给出了分支定 价算法,采用伪费用分支和最佳优先搜索策略加快算法的收敛.最后设计算例进行验证,通过 与GUROBI对比说明本文算法是有效的.当列车数为20 列时,求解时间减少91.6%,得到的最 终可行解距离最优解的间隔为9.72%.验证了本文分支策略较最为分数分支策略更优,列车运 行调整可变更线路相比于只能按原始线路行驶平均可降低目标函数值37.4%.     

维修天窗与列车运行图一体化编制模型

针对维修天窗的开设方式、维修开始时间和维修时长灵活性较高,不同的维修天窗计划对铁路的通过能力、行车组织方式具有不同程度的影响。目前,大多采用分步规划的方法对列车运行图和维修天窗进行编制,并且未涉及维修作业引起的列车运行限速对列车运行图编制的影响问题,导致维修天窗编制质量较低。考虑将维修天窗与列车运行图一体化编制,以求得一个更加合理的维修天窗计划和列车运行图。基于混合整数规划法建立一体化编制模型,考虑双线铁路中维修作业引起的列车运行限速,并以某路网为背景,利用CPLEX求解软件对模型进行验证。     

考虑周转箱的托盘配载优化研究

托盘是为配合高效物流而诞生的一种单元化物流器具,是贯穿现代供应链中各个环节的连接点。但由于实际应用中使用方式落后以及配载方案不当,导致不能完全发挥托盘的优势。针对托盘配载问题提出使用周转箱的配载模式,以提高周转箱和托盘利用率为目标,建立2阶段混合整数线性规划模型,第1阶段为周转箱装箱,第2阶段为托盘配载。通过算例验证了模型的有效性和准确性。研究结果表明：当产品箱的数量为24时,在使用周转箱的托盘配载模式中,托盘利用率为100%,周转箱利用率为81.64%;而不使用周转箱时的托盘利用率则为40.82%。与传统模式相比,使用周转箱的托盘配载模式可显著提高托盘利用率,降低物流成本。     

智能网联环境下的城市路网容量可靠性分析

网联自动驾驶车辆（CAVs）与人工驾驶车辆（HDVs）混行的交通发展模式会促进城市路网容量发生变化,为解析混合交通流对城市路网容量可靠性的影响,构建了智能网联环境下城市路网容量可靠性双层规划模型。为表征CAVs信息获取与自动驾驶的能力,假定CAVs遵循系统最优原则选择路径,而HDVs则根据自身经验选择路径,基于二者路径选择的差异建立描述混合交通分配的下层模型,刻画智能网联环境下的混合交通流分配特性。并且,为了快速求解大型路网交通分配,将下层混合交通分配模型转换为非线性互补下问题进行求解。考虑到实际路网的随机性,以及路网道路通行能力并非固定值,运用具有多种相关性的均匀随机分布理论,建立了的描述城市路网容量可靠性的上层模型。通过蒙特卡洛仿真分析不同CAVs渗透率下的路网容量可靠性,并进一步解析各路段对路网容量可靠性的敏感度。结果表明：当需求水平d > 0.5时,路网容量可靠性开始降低;当d > 0.7且CAVs渗透率λ＝0时,可靠性小于0.4;当d > 0.7而λ＝1时,可靠性接近1,说明CAVs可增强路网容量可靠性。研究还发现,当需求水平处于0.7~1区间时,渗透率的变化对路网容量可靠性有显著的影响,但随着需求的增大,路网处于超负荷状态,渗透率对路网容量可靠性影响较小。此外,CAVs渗透率从0增加至1的过程中,路网中存在“道路容量悖论”现象的道路从19条下降至3条,且当λ＝1时路网中仅有1条道路出现了显著的“道路容量悖论”现象,拥堵严重。表明CAVs渗透率的增大可以显著改善路网中的“道路容量悖论”现象,减少路网容量可靠性的波动,提高路网运行稳定性。