基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题,阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果,通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型,将轨道结构设计流程进行数字化表达,依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件,研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统,系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模,软件使用流程契合轨道设计工作流程,轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体,大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

兵团交通强国战略的实施路径与行动方案

当前是新疆生产建设兵团推进交通强国建设的关键时期。本文立足兵团特征,坚持“近远结合”原则,提出兵团推进交通强国建设的长远思路与定位,并以“十四五”时期为重点,提出近期行动方案与对策建议,为行业主管部门提供决策参考。     

一种基于轨迹预判的垂直泊车路径规划算法研究

为解决目前量产自动泊车系统泊车成功率低、泊车完成后车辆姿态偏斜等问题,研究搭建基于阿克曼转向几何学和车辆运动学的车辆运动模型,构建基于可行驶区域的栅格电子地图,在几何路径规划方法中融入基于轨迹预判的碰撞约束方法和路径居中算法,采用车辆膨胀轮廓模型,最大程度利用电子地图可行驶区域和保证路径安全性,设计出一种基于轨迹预判的垂直泊车路径规划算法,并通过仿真测试和实车测试验证算法的可行性。该算法可大大提高泊车成功率,能帮助解决泊车完成后车辆偏斜不居中的问题。     

基于回旋曲线的垂直泊车路径规划

为解决垂直车位自动泊车路径规划问题,提出了一种算力要求低、泊车空间小的路径规划方法。首先,考虑泊车过程中碰撞约束、汽车运动学约束要求,基于直线-圆弧组合的方式,进行垂直泊车的一步和多步基础路径规划。然后,结合回旋曲线进行曲率优化,实现泊车路径的曲率平滑。最后利用仿真验证方法的可行性,结果表明：对于不同的横向泊车空间以及不同的初始姿态角,该方法均能够规划出安全、平滑的泊车路径。     

基于改进A~*算法的水面无人艇路径规划

本文基于传统的A~*算法理论,对算法进一步改进,提出一种改进的平滑A~*算法,并应用于水面无人艇的安全路径规划。该算法以传统的栅格建模为基础,对运动到障碍物顶角附近时进行判断并且做出圆弧转向处理,使航行体能够安全避开障碍物,使路径更加平滑安全。优化栅格建模方法,以实心表示障碍点,对同一地图不同起始点进行研究,改进折线转弯为圆弧,使路径和障碍物之间有足够的安全距离。在Matlab仿真环境进行仿真实验,结果表明,该优化算法可以明显改善无人驾驶船舶的安全性和可靠性。     

未来城市自动驾驶共享汽车规模研究:以上海为例

随着自动驾驶技术的发展,未来以自动驾驶共享汽车(Shared Autonomous Vehicle, SAV)替代有人驾驶汽车成为可能. 使用SAV满足城市居民机动化出行需求的情况下,研究 SAV的车辆规模. 从上海市300 万手机用户信令数据中提取机动化出行需求,考虑上海市实际路况的影响,建立基于车辆可共享网络的图论模型,将最小车队规模问题转化为有向无环图的最小路径覆盖问题,利用Hopcroft-Karp 算法求解. 求解得到,12.8 万辆SAV可以满足300 万手机用户的机动化出行需求. 研究最大调度时间限制、服务范围限制、交通拥堵对SAV车辆规模的影响,为自动驾驶技术普及后,从城市层面确定SAV的车队规模及相应基础设施规划提供参考.     

基于人工智能算法的港口物流船舶运输路径优化研究

传统的港口物流船舶运输路径优化后,船舶运输成本很高,运输时间过长。针对上述问题,引用人工智能算法研究了一种新的港口船舶运输路径优化方法,通过船舶配送和客户管理两阶段解决优化问题,通过线性优化区分港口路径组成的种群,形成若干个子种群,分析种群之间的密度,根据密度分析结果得到协同进化方案,同时使用提升操作和协同操作解决路径优化问题,利用径—环切割理论对客户进行分组优化,通过时间窗解决运行时间问题。设定对比实验验证方法效果,结果表明,基于人工智能算法的港口物流船舶运输路径优化方法可以有效降低运输成本,缩短运输时间。     

危险废物处理设施选址-路径模型研究

随着国民经济快速发展和城市化进程的加快,化工、医疗等领域产生的危险废物随之剧增,受经济水平和科学技术的限制,寻求一个经济、可行、绿色环保以及保证公民权利的危险废弃物流回收方案是各国政府关注和学术界探讨的热门话题之一。危险废物回收物流主要涉及设施选址和车辆路由两大子问题,两者相辅相成,互相影响,有必要进行集成优化研究。本文对危险废物处理系统进行合理假设,将危险废物实际处理系统中的物流问题抽离为数学问题,以设施建设费用及运输费用总和最小为目标建立混合整数线性规划模型,同时考虑设施容量限制,废物流量守恒等约束构建算例,得出了全局最优解和车辆的路由方案,验证了模型的可行性和准确性。     

VR技术在舰船建造装配式施工中的应用

为了有效解决船舶建造装配式施工产生的旋转约束问题,设计引入VR虚拟现实技术,提出新的船舶装配施工方案。利用虚拟现实技术和三维空间领域,构建VR湍流模组,并引入质量守恒定律、动量守恒定律以及船舶组件移动的能量守恒定律,保证VR模组的真实性,基于旋转约束契合要求,对模组中各路径参数的旋转约束进行多样化表达,并利用自由度矩阵确定装配路径下装配体的具体基拉角表达式,定义任意2个角度之间距离的函数表达式,和基拉角的方差修正公式,修正后的角度连接成统一路径,该路径即为当前装配施工中,装配体最佳匹配路径,根据路径的实际数据信息,即可完成装配施工。根据仿真实验数据可以确定,当前设计的VR技术下船舶建造装配施工方案,运动路径旋转量降低29%,旋转距离权值降低了22%,可以证明该方法的有效性。     

分层异构网络下航运应急信息资源调度研究

针对航运应急信息资源调度,由于采用传统方法调度时间过长,导致调度效率较低,提出了分层异构网络下资源调度方法研究。根据应急信息资源流转过程,在分层异构网络中,采用无向图模拟分层异构网络虚拟机,通过计算虚拟机性能异构因子,获取分层异构网络通信性能,由此建立最短时间调度模型。选择可靠路径,并将侧重点转移到所有场景最短路径差值上,从中选择最短路径作为继续执行任务备选路径,以此实现分层异构网络下航运应急信息资源高效调度。由实验结果可知,该方法最高调度效率可达到80%,为航运应急提供技术支持。