基于三维视频融合的隧道运营管理创新应用研究

针对目前隧道数字化运营管理中存在的视频碎片化、视频与业务数据分离、缺乏二三维联动响应手段等问题，提出一种基于三维视频融合的隧道运营管理创新应用方法。1）对隧道运营过程中视频监控的应用现状与需求进行分析，为三维视频融合技术应用与创新实践提供方向； 2）利用BIM与点云重建技术构建隧道场景三维模型，形成隧道虚实融合的静态模型基础； 3）提出一种隧道监控视频三维注册与虚实融合绘制方法，将多路视频实时融合到三维隧道场景模型中； 4）在融合后的三维场景中汇聚融合多源物联传感数据，形成与真实隧道交通运行场景基本一致的数字孪生场景； 5）基于视频融合场景开展二三维联动的隧道保畅、事故救援、设施管理、应急响应等运营管理应用实践。示范应用结果表明，该方法有助于实现更加实时、高效、智能的隧道管理与服务。     

基于运营性能的高速铁路大跨度桥梁健康管理探讨

面向我国高速铁路大跨度桥梁结构特点和管养现状,研究提出基于运营性能的高速铁路大跨桥梁健康管理总体思路。通过高速轨检车轨道几何周期巡检结果和有砟道床捣固指数,建立基于灰度理论的捣固指数预测模型,为桥区有砟轨道线路养修提供依据。基于健康监测数据,分别引入ARMA模型、神经网络法及三分之一倍频程谱方法对桥梁结构整体状态实时预警。提出梁端伸缩装置和大吨位支座桥梁关键部位专项监测技术,构建了基于钢轨横向偏移量和伸缩装置疲劳应力变幅的梁端伸缩装置评定方法,以及基于累积位移的支座耐久性预测与评估方法。研发了基于BIM的大跨度桥梁故障预测与健康管理系统,提出了桥梁状态分层分级评估方法,融合多源数据进行历史趋势分析、故障诊断与预测,为实现高速铁路大跨度桥梁健康管理奠定了基础。     

手机社交娱乐操作对驾驶人视觉参数影响研究

为探究手机社交娱乐操作对驾驶人视觉参数的影响，基于模拟驾驶器和SmartEye 眼动仪设计模拟驾驶实验，采集驾驶人正常驾驶、拨打电话、收发信息等5种操作下视觉特征数据，应用拉依达准则和联合频数分布直方图进行数据归约.针对不同操作下视觉参数，应用箱形图和Kruskal-Wallis显著性检验，验证视觉参数评价指标的有效性.结果表明：随手机操作类型的不同，驾驶人水平和垂直视角标准差、视线离开道路时间百分比、扫视平均速度和眨眼持续时间呈显著性变化，可作为视觉参数影响的评价指标；观看视频和刷朋友圈操作对驾驶人视觉影响程度明显高于拨打电话和收发短信操作.     

可变编组动车组运维一体化帕累托前沿分析

动车组运用和检修是铁路运输生产的重要过程，占据很大的成本比例. 为与客流需求相匹配，在未来实现跨线动车组列车在某些枢纽站组合和分解存在可能，充分考虑组合动车组类型一致性，动车组在不同运行线进行重联与分解的接续条件，动车组进行一二级修的里程和时间标准等，以动车组的正常接续和空走接续时间里程费用、一二级维修作业费用、动车组运用费用和动车组接续时间费用之和最小及动车组空走费用占比最小为双目标，构建基于可变编组条件下的动车组运用和维修一体化模型方法.应用改进的非支配排序遗传算法求解，将目标值进行帕累托前沿分析，发现两者很难同时达到最优.模型的计算结果体现了动车组担当长编组运行线任务前后的组合和分解过程，同时也进一步分析了在动车组类型归一化或者动车组维修地点不受限情况下动车组运用数量的变化，反应了相关运行参数对结论的影响.     

需求变动下高铁快运货流分配与组织模式优化

基于高铁快运一地集货和多点发运的开行特点，综合考虑我国未来快递市场的需求变动，提出高铁快运常态化和规模化成网运营后的货流分配与组织模式优化方法，以客运动车组捎带运输货物、预留车厢和高铁快运专列模式下，各OD对间的高铁快运运量为主要决策变量，以总运输成本极小化为目标，构建货流分配混合整数规划模型，计算货流量在高铁快运网络中的分布，得到货流OD运输路线与各高铁快运通道运营组织模式的组合优化方案。通过高铁快运货流OD “三阶段”预测方法，预测城市间的高铁快运需求量作为货流输入，以9个国内快递业务中心城市组成的网络为案例，由Python语言调用Gurobi优化软件求解案例，验证所建模型的有效性。案例结果表明：在运量低谷期使用捎带和预留模式可满足90.7%的运输需求；在运量高峰期部分线路需开行高铁快运专列；运营组织模式可根据OD对间货流量与网络容量的适应性关系进行调整，以充分利用高铁闲置运力，提升运营效益。     

复杂水域船舶进出港全过程仿真建模方法

本文对比分析了国内外应用各种建模方法在船舶通航研究中的优缺点,提出了一种基于多智能体信息交互的港口运营系统仿真建模方法,旨在拟实反映复杂水域船舶进出港的全过程。结合多智能体系统仿真理论、离散事件仿真理论与多元数据统计分析方法,实现了对复杂水域船舶进出港全年全过程的精细化仿真,并系统总结了可通过建模解决的关键研究问题。     

Simulation-based severe weather-induced container terminal economic loss estimation

Container terminals play a critical role in maritime supply chains. However, they show vulnerabilities to severe weather events due to the sea–land interface locations. Previous severe weather risk analysis focused more on larger assessment units, such as regions and cities. Limited studies assessed severe weather risks on a smaller scale of seaports. This paper aims to propose a severe weather-induced container terminal loss estimation framework. Based on a container terminal operation simulation model, monthly average loss and single event-induced loss are obtained by using historical hazard records and terminal operation records as model inputs. By studying the Port of Shenzhen as the case study, we find that the fog events in March lead to the longest monthly port downtime and the highest monthly severe weather-induced economic losses in the studied port. The monthly average loss is estimated to be 30 million USD, accounting for 20% of the intact income. The worst-case scenario is found to be a red-signal typhoon attack which results in nearly 20% decrease in the month’s income. The results provide useful references for various container terminal stakeholders in severe weather risk management.     

面向调移车辆数优化的摘挂列车调车作业计划编制方法

调车作业计划是规定车辆如何调移及其作业程序的具体行动计划。提出了在调车钩数最优前提下以减少调移车辆数为目标的摘挂列车调车作业计划编制方法,构建了摘挂列车调车作业计划编制0-1线性优化模型,并设计了基于消逆规则的启发式分支定界算法对模型进行求解。算例表明,所提出的方法能够求解出调车钩数不劣于统筹对口法且调移车辆数更少的调车作业计划,在给出的算例中总调移车辆数减少了约20%。所提出的方法能够对调移车辆数进行优化,对调车作业计划编制质量的进一步提高、调车过程能耗降低等方面有积极意义。     

时速160 km城市快轨有挡肩扣件研究

为满足城市快轨交通高平顺性、高稳定性、少养护量的要求,在吸收高铁及城际铁路轨道先进技术的基础上,开展城市快轨有挡肩扣件的设计研究:(1)采用有挡肩、螺栓的结构,优化了扣件的受力状态,进而提高轨道强度和稳定性,可有效解决以往地铁扣件存在的病害,大大降低养护维修工作量;(2)扣压件采用国铁Ⅱ型弹条和新型小阻力弹条,可实现不同的扣件纵向阻力,满足地下线、高架桥等不同工况的使用要求;(3)通过优化扣件结构和主要部件的尺寸,有效降低了扣件的造价。理论计算和试验结果表明,该有挡肩扣件性能满足时速160 km城市快轨的运营要求,达到了预期效果。     

滚装甩挂运输牵引车调度优化及作业模式类比分析

针对滚装甩挂运输新船型可“直进直出”条件下的“边装边卸”作业模式，与传统船型“船艉 进出”条件下的“先卸后装”作业模式对比，建立滚装甩挂码头牵引车调度的混合整数规划模型， 并设计遗传算法求解模型。通过对比不同规模算例下CPLEX与所设计遗传算法的实验结果，验证模型的正确性和算法的有效性。结果表明：相较于传统船型“先卸后装”作业模式，新船型“边装边卸”作业模式在运营成本方面可降低约15%；当装卸任务分布密集时，卸船任务靠近船艏运营成本越高，装卸任务分布稀疏时，卸船任务远离船艏运营成本越高；总体而言，“边装边卸”作业模式的运营成本低于“先卸后装”作业模式。研究结论可为“边装边卸”作业模式下的港口滚装甩 挂作业调度提供决策支持。