Second best toll and capacity optimisation in networks: solution algorithm and policy implications

This paper looks at the first and second best jointly optimal toll and road capacity investment problems from both policy and technical oriented perspectives. On the technical side, the paper investigates the applicability of the constraint cutting algorithm for solving the second best problem under elastic demand which is formulated as a bilevel programming problem. The approach is shown to perform well despite several problems encountered by our previous work in Shepherd and Sumalee (Netw. Spat. Econ., 4(2): 161–179, 2004). The paper then applies the algorithm to a small sized network to investigate the policy implications of the first and second best cases. This policy analysis demonstrates that the joint first best structure is to invest in the most direct routes while reducing capacities elsewhere. Whilst unrealistic this acts as a useful benchmark. The results also show that certain second best policies can achieve a high proportion of the first best benefits while in general generating a revenue surplus. We also show that unless costs of capacity are known to be low then second best tolls will be affected and so should be analysed in conjunction with investments in the network.

Multi‐objective highway alignment optimization using a genetic algorithm

The available highway alignment optimization algorithms use the total cost as the objective function. This is a single objective optimization process. In this process, travel‐time, vehicle operation accident earthwork land acquisition and pavement construction costs are the basic components of the total cost. This single objective highway alignment optimization process has limited capability in handling the cost components separately. Moreover, this process cannot yield a set of alternative solutions from a single run. This paper presents a multi‐objective approach to overcome these shortcomings. Some of the cost components of highway alignments are conflicting in nature. Minimizing some of them will yield a straighter alignment; whereas, minimizing others would make the alignment circuitous. Therefore, the goal of the multiobjective optimization approach is to handle the trade‐off amongst the highway alignment design objectives and present a set of near optimal solutions. The highway alignment objectives, i.e., cost functions, are not continuous in nature. Hence, a special genetic algorithm based multi‐objective optimization algorithm is suggested The proposed methodology is demonstrated via a case study at the end.     

高速公路合理收费标准确定方法研究

随着投入运营的时间增加,高速公路运营管理中的矛盾日益突出,如何确定科学合理的道路收费率,成为道路经营者普遍关注的问题。在收费标准基本模型的基础上提出了收费标准方案评估模型,利用判断矩阵选择最佳方案,并制定了相应的收费标准的动态调整方法。     

防止电力机车进入无电单元(区)的安全预警方法

针对目前计划内接触网停电时电力机车进入无电单元(区)的问题,提出了基于动态停电作业区域数据对比库语音、屏幕鼠标点击坐标和高清成像分析进行"三元素二阶段"处理对比方法,以减少人员操作失误和损失.机车/车次信息及对应机车属性先由操作人员办理接发列预告(办理闭塞)的语音识别获取,再通过TDCS/CTC终端机非上位机获取并核对...     

正交异性组合桥面构造优化

正交异性组合桥面由于其较好的抗疲劳性能和静力承载能力、相对较轻的自重近年来在实际工程中得到较多应用。正交异性组合桥面通常由正交异性钢板和混凝土层组成,在加入混凝土层后结构刚度发生较大变化,若正交异性板仍采用传统正交异性钢桥面的构造形式将会造成不必要的钢材用量和焊接量增加。采用遗传算法,以单位面积造价最小为目标,结合现有规范考虑了构造约束和承载能力约束两类约束条件,采用两种应力控制方案,对不同桥面板跨度和混凝土厚度的正交异性组合桥面的构造进行优化。同时解决了构造改变导致荷载分配改变对承载能力分析造成的影响。优化结果表明,桥面跨度4.5m时,与未优化组合桥面相比,优化方案用钢量可降低1.7%~10.1%,焊接量可降低16.5%~31.8%。     

车身壁板自由阻尼层稳健性优化设计

在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后,以阻尼层厚度为随机设计变量,损耗因子和弹性模量为随机变量,质量最小为优化目标,并结合径向基函数(RBF)近似模型、蒙特卡洛模拟(MCS)和序列二次规划算法(SQP)对阻尼层进行6σ稳健性优化设计。结果表明,优化后车身自由阻尼层的总质量减少了50.45%,并且车身结构噪声性能达到了6σ质量水平,实现了保证车身轻量化要求下的阻尼层稳健性优化的目标。     

出口道左转交叉口信号控制鲁棒优化方法

为了提高出口道左转交叉口在现实交通需求和供给波动环境中的适应性,权衡运行效率与稳定性,对其鲁棒优化方法进行研究。在对出口道左转交叉口运行特点和饱和流率进行分析的基础上,提出从交通需求分布、基本饱和流率分布和实际运行车速分布3个方面考虑交通的波动性,以适应出口道左转交叉口交通供给波动与控制方案相关联的特征。在此基础上,分别以平均值-标准差最小、条件风险值最小和最大值最小化为目标,建立3种信号控制鲁棒优化方法,并基于遗传算法建立求解算法。通过算例分析,对鲁棒优化算法的准确性、平均值-标准差模型的参数取值和3种鲁棒优化方法优化效益进行分析。研究结果表明：所建立的鲁棒优化方法可实现交通需求和供给波动下出口道左转交叉口信号控制与设计车速的优化设计,相较于传统控制方案其在保证效率的前提下提高了控制方案运行的稳定性;平均值-标准差模型和条件风险值模型对于各项指标均表现较好,可在保障平均延误维持较优值的基础上（案例中车均延误增加小于3%）显著改善运行效果的稳定性（案例中延误标准差减少约40%）;最小-最大模型对延误最大值的优化效果最佳,但其对于控制方案的整体效率会造成较大的负面影响（案例中车均延误增加了8.19%）。     

基于ADAMS的舰载补给起重机摇摆仿真及减摇措施分析

舰载补给起重机吊运柱状箱体时,箱体会由于各种外界影响发生摇摆。针对舰载补给起重机起吊的柱状箱体在舰船摇荡、起重机启停、风载的影响下发生的摇摆进行了ADAMS动力学仿真,得到了这3种因素对柱状箱体摇摆的影响情况,以及柱状箱体在预设工况下的运动规律。改变钢丝绳数量和布置形式进行仿真,得到了不同钢丝绳数量和布置下柱状箱体的运动情况以及相对单根钢丝绳的减摇效果,为进行动基座起重机减摇、防摇研究提供了依据。     

南昌市一环路交通指路标志系统优化方案研究

南昌市一环路于2019年成环通车,是南昌市的第一条快速路环线。在分段建设过程中,各建设单位只限于对施工范围内的道路指路信息进行设计和建设,造成一环路成环后指路标志缺乏系统性、连续性,还存在部分路段采用的指路标志等级与道路等级不符等问题。通过分析现状南昌市一环路交通指路标志设置杂乱症结,探索既满足国标又符合南昌市交通发展需要的一环路交通指路标志系统优化方案,为南昌市新建或改建的城市快速路交通指路标志设计提供有益参考。     

基于关键链技术在装备维修项目进度管理中的应用研究

根据装备维修工程进度管理的现状,分析传统的关键路径技术(CPM)方法的主要问题,总结计划进度管理方法的优缺点,提出将考虑资源约束的进度管理方法-关键链技术应用于装备维修工程进度管控,运用约束理论和缓冲优化方法对具体工程项目进行进度计划调整与修理工期优化,并通过和CPM方法结果的比较分析,得出关键链技术可以更科学合理制定装备维修项目进度计划并达到优化修期的目的,为装备维修进度管理提供理论与实践参考。