优化多式联运问题的一种广义最短路方法研究

多式联运问题是目前引起普遍关注的一个研究课题,但针对多式联运网络的性质及其相关算法的研究,尤其是寻求最佳运输路线方法的研究,各类相关文献仍涉及很少。本文首先回顾多式联运问题的理论研究现状,并分析了Reddy(1995)构建的总运输成本最小化条件下的多式联运模型。在此基础上,提出一种求解最佳运输路线的广义最短路法,即通过构建多式联运网络多重图,将运输过程中的数据、信息和图中的节点、边关联起来,然后对运输费用和中转费用进行分析估计,并通过在联运网络图中加入虚拟的发、到站,使得该问题可用Dijkstra算法进行求解,从而获得广义费用最少的联运方案。最后,将该方法和后动态规划法同时应用于由5个城市及3种运输方式构成的多式联运算例求解,通过实际对比分析,证实该优化方法的计算复杂度不高于后动态规划法,从而验证了该优化方法的有效性。     

模糊需求下快捷货物低碳运输方式及路径选择

针对模糊需求下的低碳快捷货运运输方式选择及路径规划问题,运用模糊优化理论,以2-型三角模糊变量表示不确定需求,以运输成本和碳排放量为目标,建立多目标模糊机会约束规划模型。采用逼近理想解排序法对多目标进行处理,得出不同置信水平下的快捷货物运输方案;进而探讨置信参数变化时对运输成本及碳排放量的影响,分析运输成本及碳排放量随运输时间的变化情况。研究结果表明:碳排放量对快捷货物运输方式及路径选择具有一定影响;需求不确定时,在满足运到时限的前提下,合理选择运输方式和路径对于降低运输成本和减少碳排放具有重要意义。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道智能化铺设关键技术研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道采用目前施工技术,存在底座线形控制不理想、轨道板翘曲、自密实混凝土层离缝、钢轨精调次数多、施工完成后扣件更换率居高不下等问题,结合我国智慧铁路发展需要,对底座自动寻迹施工技术、轨道板智能化精调技术、自密实混凝土灌注质量监测技术、钢轨精调和精调信息化施工技术等进行了研究,形成了我国自主知识产权的CRTSⅢ型板式无砟轨道智能铺装技术及配套关键设备,为进一步提高我国板式无砟轨道关键工序的施工效率和施工质量提供了技术支撑。     

新形势下中欧班列的市场空间及其改善策略

基于中欧班列运输组织过程，本文提出班列运行效率与经济性评估方法。通过与海陆联运、航空运输等竞争方式比较，建立中欧班列的竞争力分析测算模型。考虑俄乌冲突引发的世界经贸格局重组，分析中欧班列径路及其市场空间变化。研究认为：地缘政治风险加剧了欧洲端市场贸易的不稳定性，使中欧班列及中欧间其他海陆通道的运到时限均有所增加。总体上中欧班列在原通道上的市场竞争力受到一定挑战，市场空间有所收窄。欧洲局势的变化需要打造和拓展新的运输径路，其中地中海径路具有一定发展潜力。在中欧班列运输新径路的打造中，应重点兼顾区域稳定性和沿线货运市场因素，以便为中欧班列运行提供更大的市场空间。新运行径路下稳定的区域环境为提升中欧班列竞争力提供了利好条件，从而推动中欧班列的可持续发展。     

某发动机冷却风扇噪声传递路径贡献量测试分析

某发动机冷却风扇存在明显的阶次噪声,冷却风扇噪声传递到车内主要有空气传递和结构传递两条路径。分析结果表明冷却风扇噪声随着转速的增加而增大,且在不同转速区间内,结构传递和空气传递贡献量不同。文章的研究对冷却风扇的阶次噪声控制具有重要意义。     

人机协作系统中车辆轨迹规划与轨迹跟踪控制研究

自动驾驶系统需具备响应驾驶人意图且有效执行驾驶人意图的能力，以解决人机协作系统中存在的人机冲突、人机优势融合等问题。提出决策层“以人为主”、执行层“以机为首”的人机协作关系，构建包含驾驶人意图识别模块、基于意图识别的轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块的人机协作一体化控制系统框架，并重点对轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块开展研究。首先，结合双向长短期记忆神经网络（Bi-directional Long Short Term Memory，Bi-LSTM）与注意力机制模型建立换道轨迹规划模型；在改进人工势场算法中引入模型预测控制并建立避险轨迹规划模型。其次，通过开展驾驶模拟器试验建立换道与避险驾驶行为数据集，为拟人化模型训练和模型参数确定提供支撑。然后，综合考虑车辆状态变量、控制输入与输出以及道路结构参数等约束条件，构建基于最优转向前轮输入的线性时变模型预测轨迹跟踪控制器，实现对规划轨迹的精准跟踪。最后，基于驾驶模拟器搭建人机协作系统硬件在环测试平台，对轨迹规划模块与轨迹跟踪控制模块开展硬件在环测试与验证。结果表明：换道与避险规划轨迹光滑且平稳，轨迹跟踪控制过程中，车辆航向角与前轮转角变化平稳；所构建的轨迹规划与轨迹跟踪控制模块在确保安全性前提下可实现不同场景中的车辆运动控制需求。     

Bi-objective routing problem with asymmetrical travel time distributions

Recent studies have confirmed that travelers consider travel time reliability in addition to average travel time when making route choice decisions. In this study, we develop a bi-objective routing model that seeks to simultaneously optimize the average travel time and travel time reliability. The semi-standard deviation (SSD) is chosen as the reliability measure because it reflects travelers' concerns over longer travel time better than the commonly used standard deviation. The Pareto-optimal solutions to the bi-objective model are found by using an improved strength Pareto evolutionary algorithm. Tests on a real-world urban network with field measured travel time data have demonstrated good performance of the algorithm in the aspects, such as computational efficiency, quick convergence, and closeness to the global Pareto-optimal. Overall, the bi-objective routing model generates reasonable path recommendations. The SSD-based model is sensitive to the asymmetry of travel time distribution and tends to avoid paths with excessively long delays. This would be particularly helpful to those users placing high values on travel time reliability.     

喷射机械手智能控制系统与喷射路径规划设计研究

为提高隧道施工中混凝土喷射的效率与质量,减轻劳动强度并使作业人员远离喷射区域,在机械化操作的基础上,研发喷射机械手智能化控制系统,对智能化控制系统的构成、各子系统的原理与作用进行介绍。喷射机械手智能化控制系统采用全站仪作为测量仪器,采用定位算法计算隧道大地坐标系与湿喷机基坐标系之间的转换关系; 采用三维激光扫描仪获取待喷面的点云空间坐标,计算待喷面的超欠挖信息; 利用机器人学建立喷射机械手运动学模型,设计正解算法与逆解算法计算喷射机械手的空间位姿,并根据目标空间位姿反算喷射机械手各关节运动值的路径规划系统。工程实践结果表明： 智能化喷射控制系统可以对周边环境进行识别,根据识别结果规划喷射路径,并根据不同区域的超欠挖情况动态控制喷射参量。     

Modelling and model predictive control for a bicycle-rider system

This study proposes a bicycle-rider control model based on model predictive control (MPC). First, a bicycle-rider model with leaning motion of the rider’s upper body is developed. The initial simulation data of the bicycle rider are then used to identify the linear model of the system in state-space form for MPC design. Control characteristics of the proposed controller are assessed by simulating the roll-angle tracking control. In this riding task, the MPC uses steering and leaning torques as the control inputs to control the bicycle along a reference roll angle. The simulation results in different cases have demonstrated the applicability and performance of the MPC for bicycle-rider modelling.     

欠驱动船舶路径跟踪的神经滑模控制

为实现欠驱动船舶在存在风浪流外界干扰和参数摄动条件下的路径跟踪控制,提出一种基于可视距离的神经滑模路径跟踪鲁棒控制器。利用可视距离思想,根据期望路径与当前位置信息,分别设计船舶纵向速度和艏摇角的参考值,并视为镇定位置误差的虚拟控制律,将路径跟踪问题转化为纵向速度和艏摇角的镇定问题;结合神经网络和滑模方法,设计一种新的神经滑模鲁棒控制器,实现了对虚拟控制律的跟踪控制,无需确定参数摄动和外界干扰的上界,避免了控制器容易出现的饱和问题和抖振现象。仿真试验表明,设计的控制器对欠驱动船舶的模型摄动和外界干扰变化不敏感,可以实现路径的理想跟踪。