自激气动力有理函数系数的直接识别算法

有理函数系数识别是基于气动力有理函数逼近的桥梁颤振计算的前提条件.有理函数滞后项的数量对其系数的识别结果影响较大,现有方法中一般仅考虑单滞后项的有理函数系数识别,易造成气动力描述上的失真,进而导致桥梁颤振计算结果不准确.基于正弦信号的自激气动力在时域上与有理函数对等的原则,采用最小二乘拟合方法,提出了一种可计入多个滞后项的有理函数系数的直接识别算法.以薄平板模型为对象,利用强迫振动风洞试验获得了自激气动力,采用该算法直接识别了计入不同滞后项的有理函数系数,并分析了滞后项数量对气动力重构精度影响以及对颤振临界风速计算精度的影响.通过自由振动颤振试验获得了实际的颤振风速,进而与采用识别出的有理函数计算的颤振风速进行对比,结果表明:颤振临界风速的试验值与计算值吻合较好,从而验证了本文所提识别算法的准确性;与现有的有理函数系数识别方法相比,本文提出的识别方法兼顾了效率和精度,可广泛用于实际桥梁断面自激气动力有理函数系数的识别中.     

基于二阶聚类算法的常规公交乘客出行特征分析——以厦门为例

常规公交是城市公共交通的主体,基于出行特征对公交乘客进行群体划分是实现常规公交精细化管理的基础。本文基于厦门常规公交IC卡刷卡数据,采用改进BIRCH层次聚类算法的二阶聚类算法,将公交乘客按照出行频率和稳定性划分为不同的常规公交出行模式,并对不同出行模式进行分析。研究方法可为常规公交乘客出行特征聚类分析提供新的算法思路,有助于针对不同出行群体制定有针对性的政策措施。     

基于OD的高速公路断面交通流量推算方法

目前,对高速公路断面交通流量的采集主要依靠人工方式或交通流量检测设备,没有充分利用已有的OD数据资源.针对非拥挤的交通状态,根据现有的高速公路OD数据,综合考虑高速公路不同路段对于不同车型车辆的限速要求及车辆在白天或夜间的运行状况等因素,在空间和时间上同时对OD数据进行分析处理,提出了1种高速公路断面交通流量推算方法,得到高速公路指定时间段内的断面交通流量及车型,采用趋势图描述断面交通流量的分布规律,对比分析基于OD数据得到的断面交通流量与车检器检测得到断面交通流量,并通过实例验证该算法的可靠性与实用性.     

基于粒子群算法的城轨列车节能驾驶优化模型

为了降低城市轨道交通中列车在站间运行的能耗, 研究了列车的站间节能驾驶策略, 在考虑线路限速和坡度的情况下, 建立了时间约束下的列车节能优化模型, 采用粒子群算法优化目标速度序列得出了列车节能驾驶策略。节能驾驶优化方法通过2个阶段来实现, 第1阶段在站间运行时间不变的情况下, 采用粒子群算法优化了列车在站间的节能驾驶策略, 得到了运行时间和能耗的关系, 第2阶段在多站间总运行时间不变的前提下, 将运行时间进行重新分配, 得到了列车在全线运行的节能驾驶策略。以北京地铁亦庄线实际线路数据和车辆参数为基础, 对优化方法进行仿真验证。仿真结果表明: 经过第1阶段的优化, 列车在万源街-荣京东街的单站间运行能耗降低了6.15%, 经过第2阶段的优化, 列车在多站间总运行能耗降低了14.77%。可见, 优化模型可以有效降低列车的运行能耗, 为列车时刻表的编制提供依据。     

面向智慧原油管道建设的运行方案快速智能决策

为解决智慧原油管道建设实时优化的难题,从节能降耗和运行安全2个角度出发构建了以能耗和不安全系数最小为优化目标的运行方案智能决策模型;基于差分进化算法,从变异决策变量越界处理方法和离散决策变量变异算子2个算法角度提出了提高优化算法可靠性和优化效率的改进设想;结合算法计算流程和并行计算框架,提出了4种并行计算策略;以近900 km长的仪征-长岭原油管线(仪长线)作为测试管道来验证和进一步分析算法改进设想与并行计算策略。研究结果表明：结合智能决策模型和优化算法的运行方案智能决策方法可在保证管道安全运行的前提下使仪长线的能耗费用下降7.22%,节能效果明显;改进的变异决策变量越界处理方法和用于离散决策变量变异的浮点数圆整变异算子均能提高原油管道运行方案优化结果的可靠性,前者可使优化计算耗时至少缩短一半,后者可使优化计算耗时至少缩短2/3;在不同的计算机配置下,不同并行计算策略的优劣存在一定的差异,而在最优并行计算策略下,在服务器上优化计算耗时从220 s下降为10 s,加速比可达到22倍。可见,综合算法改进设想和并行计算策略的运行方案快速智能决策方法可使优化计算的加速比超过130倍,显著缩短了优化计算耗时,说明了该智能决策方法对于原油管道快速运行优化的有效性。     

面向智能网联车辆碰撞风险规避的互动速度障碍算法

针对多智能车辆协同驾驶中的动态避碰问题,构建了一种面向智能网联车辆碰撞风险检测与协同避碰路径规划的互动速度障碍算法;基于人工势场理论构建了车辆碰撞风险势场,量化了车辆碰撞风险强度与碰撞风险区域;基于车辆驾驶行为交互作用构建了互动速度障碍算法,确定了冲突车辆碰撞风险的协同规避条件与规则;基于车辆动力学约束构建了动态窗口法,确定了碰撞风险规避可行速度解集;基于模型预测控制原理,应用最优化理论构建了车辆碰撞风险规避路径规划模型;通过构建智能网联环境下单冲突车辆、多冲突车辆、瓶颈区冲突车流避碰仿真场景,测试了提出的碰撞风险规避算法的有效性,并与其他避碰算法进行了控制效果对比。研究结果表明：相较于其他对比算法,互动速度障碍算法控制下的安全性能提升了8.6%以上,效率性能提升了9.6%以上,说明提出的互动速度障碍算法通过协同冲突车辆的避碰行为可有效降低冲突车辆避碰速度与轨迹波动,可有效规避非线性速度与轨迹冲突车辆间的碰撞冲突,并可避免瓶颈区多车辆碰撞事故与明显车流波动;在瓶颈区大范围车辆冲突中,相较于其他避碰算法,提出的避碰算法可使车辆的通行效率提升10.42%,使车辆的碰撞风险降低47.32%。由此可见,该算法在协同大规模冲突车辆的避碰行为、降低车辆碰撞风险与运行延误上具有良好性能。     

遗传-模拟退火算法在数据库查询优化中的应用

将遗传算法与模拟退火算法相结合,导出了一种基于遗传-模拟退火算法的多连接查询优化算法.该算法将查询计划的一棵语法树看作是一个染色体,对于语法树上的连接操作后序遍历生成一个编码.在所有编码构成的种群进行完选择、交叉、变异操作之后,在其中引入模拟退火机制,从而进一步调整优化了种群,保持了群体的多样性,减少了用户查询的响应时间.     

船舶核动力装置蒸汽旁排工况的动态特性及影响因素分析

  目的  旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。  方法  根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化（PSO）算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。  结果  仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%～50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。  结论  研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。