Designing a home-to-work bus service in a metropolitan area

This paper presents a model and an algorithm for the design of a home-to-work bus service in a metropolitan area. This type of service must display an equilibrium between conflicting criteria such as efficiency, effectiveness, and equity. To this end, we introduce a multi-objective model in which, among other aspects, equity is considered by time windows on the arrival time of a bus at a stop. Time windows can have other uses such as, for example, guaranteeing synchronization of the service with other transportation modes. This is one of the guiding principles of the proposed model which is based on concepts that simultaneously tackle several issues at once. Along this line, we propose a cluster routing approach to model both bus stop location and routing in urban road networks where turn restrictions exist. The resulting multi-objective location-routing model is solved by a tabu search algorithm. As an application, we analyze a home-to-work bus service for a large research center located in Rome, Italy. This case study provides a benchmark for the algorithmic results, and shows the practical relevance of the proposed methodology.     

基于ZigBee的高速公路隧道灯控系统设计

针对高速公路隧道灯控系统布线简单、灵活、维护方便的要求,提出了利用ZigBee技术的无线灯控系统的解决方案,对基于ZigBee的高速公路隧道灯控系统进行了硬件总体设计,采用ZigBee无线传输模块CC2430,并对其外围电路和接121电路进行设计,系统采用Modbus通信协议,并对灯控设备传输报文进行了设计,对系统进行了软件总体设计。根据高速公路隧道的特点,选择基于Cluster·Tree算法的路由作为路由器的路由方式。     

基于车载通信实时交通信息的城市道路路径选择方法

为车辆出行规划最优路径是智能交通系统（ITS）的一个重要研究目标.本文根据有效的实时交通信息提出一种车辆路径选择机制,这种机制包括两个阶段.第一阶段,由有线或无线传输设备和车载通信设备组成的交通信息系统（TIS）,收集用于车辆出行导航的实时交通信息数据,并将其存储至交通信息中心.第二阶段,利用有效的实时交通信息,提出两种基于Dijkstra 的路径选择算法,即一步路径选择和逐步路径选择.前者在整个车辆出行过程中,仅在其出行开始阶段单次计算通往目的地的最优路径.逐步路径选择在每个交叉口都实时更新并计算通往目的地的最优路径,并提出使用两种新优化方法以避免算法形成环路.利用NCTUns 6.0 进行路网仿真,结果表明两种算法都借助于实时交通信息,且逐步路径选择优于一步路径选择.     

广州地铁2号线大小交路方案研究

从开行列车数、客流组织、行车组织的安全和灵活性等方面,对广州地铁2号线大小交路的运行方式进行研究,制定了开行大小交路的方案。方案包括设备条件、行车参数和客运组织措施等,采用该方案降低了运输成本,提高了整体服务水平。     

交互式水域环卫机器人的避障路径规划算法

为使交互式水域环卫机器人（Interactive Water Sanitation Vehicle，IWSV）在进行垃圾收集时成功捕获水中浮动垃圾并顺利规避水域障碍物，提出一种将基于采样的快速搜索随机树（Rapidly-exploring Random Tree，RRT）算法与速度障碍模型相结合的路径规划算法。利用双目摄像头基于视差定位法获取水域动态障碍物的位置坐标，利用IWSV搭载的感应元件获取其自身与障碍物的相对方位角，基于速度障碍法计算可成功避开障碍物的移动角度调整范围，对更优的RRT*算法中的随机采样过程进行进一步优化，得到改进的避障路径规划算法。考虑实际应用场景，引入抗积分饱和比例积分微分控制（Proportional Integral Differential Control，PID Control）法使航向控制器的控制效果更为精准有效。在实景测试时避障路径规划算法存在稳健性，基于到达时间（Time of Arrival，TOA）定位法进行仿真分析。仿真试验结果表明，该路径规划算法比RRT算法和改进前的RRT*算法路径规划效果更优，可靠性更好，可在较短时间内避障并得到较优移动路径。在实景测试时基于TOA的Chan算法更加符合定位估计需求，且IWSV本体感应装置的噪声测算宜在10 m以内。     

Obstacle avoidance of unmanned ship swarm based on virtual navigator and improved Hooke's law北大核心CSCD

[目的]针对无人船集群规避障碍物的问题,提出一种基于虚拟领航者和改进胡克定律的弹性集群编队控制方法。[方法]首先,根据障碍物的长和宽得到其外接椭圆,按照长宽比向外扩展出虚拟碰障区、避障反应区、自由航行区,实现水面避障物模型的简化;其次,基于虚拟领航者和改进胡克定律,对编队各成员之间、各成员虚拟领航者之间的相对距离和速度予以约束,采用坐标形式设置编队队形,构建弹性编队模型,并基于障碍物的环形斥力场来实现单无人船的避障,以及在弹性集群编队的组织下实现无人船集群的避障;然后,通过优化处理无人船的航行过程,消除编队及避障过程中的“徘徊”和“振荡”等现象,使各无人船的运动更加平滑;最后,运用Matlab软件对由4艘无人船组成的集群编队进行仿真实验。[结果]实验结果表明,编队可成功绕过设置的所有障碍物,验证了所提方法的有效性和可行性。[结论]该方法可实现无人船集群对水面障碍物的规避,具备在一定复杂环境下的通过能力,可为无人船集群避障的应用及研究提供参考。     

考虑环境负效应的智能垃圾桶动态收运路径优化问题

随着智慧城市建设进程的推进，作为智慧城市建设基础配套设施的智能垃圾桶日益普及，其内置的监测传导装置可实时传输待清运垃圾量的相关数据，有助于解决城市生活垃圾产生量随机性导致的环境负效应以及收运系统效率低下的问题。本文基于智能垃圾桶提出一种城市生活垃圾动态收运路径优化策略。首先，考虑收运车辆延迟到达导致垃圾溢出的环境负效应，建立以最小化收运总成本为目标的垃圾收运车辆路径预优化模型和动态优化模型。其次，采用粒子群算法预优化收运路径，得到初始车辆清运方案；而后基于待清运垃圾量实时数据，设计周期性与连续性结合的策略，并构建触发连续性优化的启发式规则以实时优化车辆路径。不同规模的标准算例实验和仿真算例实验结果表明，周期性与连续性结合的优化策略在总成本、惩罚成本和距离指标上均优于周期性优化策略，且在惩罚成本指标上的改进最为显著。研究结果有助于降低由于清运不及时造成的环境负效应，为垃圾收运企业制定合理高效的清运方案提供了理论依据。