基于蚁群算法和群决策理论的动态路径优化研究

文章针对城市交通信号控制中的动态路径优化问题,综合考虑相邻交叉口间距和路段交通饱和度两个参数的影响,提出了一种基于蚁群算法和群决策理论的动态路径优化算法模型,并通过仿真实验,对比分析了该算法模型的有效性。     

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.     

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%。     

电压型三相H桥逆变器直流支撑电容容值优化

直流支撑电容是电压型逆变器的重要组成部分,其选型直接影响到逆变器的电气性能以及整机功率密度.针对三相H桥逆变器,提出了一种通过相间载波移相减小支撑电容谐波电流的方法.采用开关函数法和双重傅里叶级数分析了逆变器支撑电容电流的主要谐波成分,给出了优化电容容值的计算方法.通过仿真对比相间载波移相前后,保持直流母线波动幅值一致...     

车辆协同巡航控制系统设计改进与试验评价

为提高交通流运行的机动性、稳定性,对车辆协同巡航控制(CACC)系统进行了改进设计. 基于经典Newell 模型提出了考虑CACC的改进跟驰模型,分析了所提出的CACC改进跟驰模型的动力学特性,给出了CACC改进跟驰模型的线性稳定性条件,并对由CACC车辆和非CACC车辆组成的非均匀车队的不同无线通讯拓扑结构进行了比较研究. 通过数值试验进一步研究了在起步、刹车和意外事件的情况下,CACC车辆的存在对交通流动力学的影响. 研究结果表明,通过合理设计CACC跟驰系统的模型参数取值后,CACC车辆的存在一方面可以提高交通流运行的机动性与稳定性,另一方面可以使交通出行更加的安全和舒适. 此外,由于不同车队中CACC车辆的无线通讯拓扑结构会影响交通流的机动性与稳定性,对于 CACC车辆的无线通讯拓扑结构应慎重的设计与优化.     

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%）。     

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。     

载重38 800 t散货船推进轴系轴承布置设计

通过有限元分析,选取Workbench作为平台,采用MOGA优化算法分别对尾管轴承和中间轴承的长度和布置位置进行敏感度分析,得到轴系设计过程中各参数的不同敏感度,同时计算轴承布置位置和长度与轴系最大应力关系,得到船舶轴系的最佳优化设计方案。