一种求解容量制约下交通网络流模型的新梯度方法

容量制约下的交通网络流模型是一个非线性规划问题，表现为在路段容量约束条件下的用户均衡网络的优化，这个模型能够描述交通网络的拥挤特征．容量制约下的交通网络流模型可以转换成传统的用户均衡模型的形式，为此对于任意一个给定的结点对，定义了一个新梯度，这个新梯度等于所有使用路径的费用的均值．利用新梯度的特征，并结合惩罚函数方法，可以获得容量制约下的交通网络流的解．数值实验表明所提出的方法表现出优良的收敛性能．     

非对称网络容量约束用户均衡交通分配仿真算法

针对非对称网络路段容量约束交通均衡分配模型计算困难,设计了一种带路段容量约束的用户均衡交通分配仿真算法。在算法迭代过程中,将按全有全无法在当前最短路上分配流量与前一轮迭代所得到的流量加权组合,各O-D对的组合系数依Logit模型来确定;并不断自适应调节路段排队延误因子和误差因子来模拟实际路段行驶时间,使路段流量逐步低于路段容量,从而达到广义用户均衡,克服了容量约束均衡分配计算量大及Logit随机分配法要求枚举所有路径的困难。随后证明了算法的收敛性,并对一个小型路网进行了数值试验。     

Constrained Newton Methods for Transport Network Equilibrium Analysis

A set of constrained Newton methods were developed for static traffic assignment problems. The Newton formula uses the gradient of the objective function to determine an improved feasible direction scaled by the second-order derivatives of the objective function. The column generation produces the active paths necessary for each origin-destination pair. These methods then select an optimal step size or make an orthogonal projection to achieve fast, accurate convergence. These Newton methods based on the constrained Newton formula utilize path information to explicitly implement Wardrop's principle in the transport network modelling and complement the traffic assignment algorithms. Numerical examples are presented to compare the performance with all possible Newton methods. The computational results show that the optimal-step Newton methods have much better convergence than the fixed-step ones, while the Newton method with the unit step size is not always efficient for traffic assignment problems. Furthermore, the optimal-step Newton methods are relatively robust for all three of the tested benchmark networks of traffic assignment problems.     

非可加平衡交通分配问题的列生成算法

为求解非可加平衡交通分配问题,基于列生成算法基本框架,采用K最短路算法生成需要的路径,采用幂罚函数法求解平衡路径流问题,提出一种新的算法,并进行数值模拟,将算法用于求解含路径特定行驶费用和路段容量随机降级下的路径行驶预算2类非可加费用情形。结果表明,所提出的算法能有效求解非可加平衡交通分配问题,并获得高精度的满足 Wardrop用户平衡准则的平衡路径流(误差E≤10-9),即对于每一个O D对,流量大于0的路径的行驶费用几乎都相等,且等于最小行驶费用。     

路票约束下的用户均衡网络流建模及其算法

为了缓解交通拥堵问题,在传统用户均衡模型的基础上,建立了带路票约束条件的用户均衡网络模型。本模型采用牛顿算法作为子算法,结合增强拉格朗日乘子法求解带路票约束的用户均衡网络流。外惩罚函数通过调整惩罚参数,把容量约束下的网络均衡问题转化成传统网络均衡问题。牛顿法通过移动方向、修正矩阵和移动步长的组合来保证路径或路段交通流量解的可行性,同时获得转化后子问题的最优解。算例分析表明,相对于传统的交通分配方法,添加路票约束能显著改变交通分配结果,使高流量路段的交通量减少了25％,能够有效地缓解交通拥堵。     

有流量附加约束动态交通网络平衡的变分不等式表示

为了研究有流量附加约束的动态交通网络平衡问题,将附加约束等价地当作路径的新增阻抗,得到了基于有流量附加约束条件下的Wardrop用户平衡的变分不等式表示,并提供了计算这种平衡配流的另一种方法。该方法由于考虑了路径容量约束,使得这种变分不等式表示更接近现实中有路径流量限制的情形。     

基于终点的路径交通量求解方法

为求解用户均衡交通分配问题,提出了一种可以避免穷举网络中的所有路径的路径交通量求解方法。该方法是基于路段算法的扩展,利用改进的F rankW o lfe算法求解出满足用户均衡规则的基于终点的路段交通量,并通过最短路算法确定出此时交通网络中各个OD(orig in destination)对间的最短路集合,再运用所确定出的路段交通量及最短路集构造出一组满足用户均衡规则的路径交通量。通过算例说明了该方法的有效性,并通过比较分析说明了该方法所需计算内存比其他算法要少,且计算速度要快。     

过失速机动的优化

基于飞机质点非线性动力学模型建立了过失速机动的优化模型，并进行了数值优化，其中用罚函数处理约束条件，用共轭梯度法寻优。计算结果表明，近距空战中，进入超大迎角并绕速度欠滚转有利于飞机快速改变航向，过失速机动中应注意能量耗散问题。     

基于效用函数动态多用户调度的协作用户分类

为解决基于固定信干噪比(SINR： Signal to Interference plus Noise Ratio)门限值的协作用户划分策略的不足, 在综合考虑系统平均速率和边缘用户最小平均速率基础上, 定义了协作距离。提出了基于效用函数的协作用户划分动态分簇联合多用户调度算法, 并采用蒙特卡洛方法进行了仿真。仿真结果表明, 改进的基于效用函数的协作用户划分算法能在系统整体性能和边缘用户性能上取得较好的平衡, 系统整体性能得到提升。在相同信噪比条件下, 系统平均频谱效率提升0.1~ 0.2 bit/(s·Hz)。     

改进的交通分配起点用户均衡算法

对起点用户均衡算法的流量转移、起点限制子网(Bush)的更新、成本更新策略及计算流程等关键问题进行了分析改进.探讨了Bush的最长和最短路径对查找方法,提出了流量转移的步长搜索方法及加速算法收敛的Bush更新方法.该方法优化了适合多线程开发的算法流程,并用不同规模的城市交通网络模型对算法进行效率测试和与其他算法进行对比.结果表明,该算法效率有较大的提高,可满足大规模城市交通网络模型计算速度和精度的要求.     

考虑再制造的多级受限批量问题

文章针对单一最终产品的多级生产系统,建立了混合制造与再制造的一般批量模型;考虑了制造和再制造的多资源限制,并假设经过再制造出来的产品性能与新制造出来的产品相同,共同满足外部需求;构造了一个惩罚因子随着迭代过程变化而变化的自适应罚函数,把有能力约束的批量问题转换成无能力约束的批量问题后,采用遗传算法对模型进行求解;最后通过具体的算例来验证模型的可行性与算法的有效性,为相关企业进行生产决策提供参考.     

一般网络中弹性效用价格竞争博弈的寡占均衡

讨论了具有保留效用的一般网络的多个服务提供商之间的价格竞争博弈问题.给出了用户均衡的定义,由服务提供商所给价格和对应价格的用户均衡,给出了寡占均衡的定义.根据Wardrop原理,给出了用户均衡流量分配的特征刻画.此处,还给出了寡占均衡的特征刻画,并比较了寡占均衡流量分配与社会最优流量分配之间的性能,证明了在寡占均衡时,每个OD(源目的)对的流量分配总和总是小于等于在社会最优情况下的流量分配总和.     

基于可替换路径对的多用户均衡交通分配算法

针对多用户均衡交通分配问题，依据多用户均衡条件，给出了该问题的变分不等式模型和间隙函数。利用可替换路径对的概念，设计了基于可替换路径对的多用户均衡交通分配算法。在大规模交通网络上，对比分析了提出的交通分配算法、外梯度算法、基于用户的对角化算法和基于起点的对角化算法等的性能。数值结果表明，提出的基于可替换路径对的交通分配算法在求解精度、算法效率以及稳定性等方面都显著优于其他算法。     

运用遗传算法解决交通信号定时的最优化问题

重点论述了使用遗传算法来解决交通信号定时设置问题，并用车流量评估模型(PFE)来找出司机随机选择路线时的车流量。将网络性能指标(PI)作为目标函数，并以它的倒数作为遗传算法的适应函数，通过调用TRANSYT交通模型来计算。实验证明这两种方法的结合，能够有效的解决交通信号问题。     

考虑距离因素的多方式交通超级网络均衡配流模型及算法

考虑了出行距离对出行者不同感知费用的影响,提出了一种考虑距离因素的多方式用户平衡配流方法。对出行者在多方式交通系统中的出行行为进行了分析,基于图论构建了用于描述一般出行过程的多方式超网络模型,并定义了有效超路径和子路径。针对出行者在不同出行过程中时间和花费这两个主要定量因素的计算方法,同时考虑了出行距离对出行者感知费用的影响机制,构建了考虑距离因素的出行广义费用函数。在此基础上,提出了基于用户平衡准则的多方式交通网络配流模型,并提出了基于子路径费用的最短超路径搜索算法。最后用一个简单算例对模型进行了验证,结果表明本文所提出的模型及算法可行有效。     

非线性有限元方程组的弧长延拓算法

研究工程结构因构件屈曲和材料软化导致的稳定性问题,就需要追踪结构的平衡路径。当采用非线性有限元进行分析时,传统的牛顿迭代法会在极值点和分叉点处失效,而弧长延拓方法能很好地解决这一数值计算难题。针对结构稳定性非线性有限元分析程序的编制,给出弧长延拓算法牛顿迭代的标准格式和两种实用的迭代格式,并讨论它们之间的关系。通过一个边坡稳定性的有限元分析,验证了实用迭代格式的有效性。     

多层网TCP-RED非线性流体模型的高效网络拥塞控制

提出了一种多层网络拥塞控制方法,该方法基于流体模型的微分方程设计多层网络拥塞控制.此外,该方法利用流体模型的稳定性保证网络性能参数的均值在多层网络环境及大数据流的情况下向平衡点收敛,同时也有效限制了AOM参数的设置.理论分析和仿真结果证明了这种网络拥塞控制方法能在多层网络中避免拥塞,并当网络出现大数据流时,该多层AQM系统能充分利用网络带宽及保持路由器队列长度的相对稳定.     

引入公共因子的Loigt型随机用户均衡模型

交通分析模型中随机分配模型对误差项的IID假设既是简化计算的原因也是导致分配结果偏离实际的根本问题. 针对独立同分布假设影响分配结果的问题,提出了一种考虑选择肢之间相互影响作用的分配模型. 该模型通过在效用函数的确定项部分引入公共因子反映选择肢之间的相似度,通过数学推导证明该模型的解与随机用户平衡的解是一致的,以及解是唯一的,并采用连续平均(MSA)算法求解该模型. 最后以北京奥运公园局部路网的VISUM模型为实验区,对比分析了该模型与传统用户均衡模型在分配结果上的差异. 结果表明该模型能够反映选择肢间的影响,使得路径流量分布更均,更接近实际情况.     

基于ward等值的分布式潮流计算

为了解决数据资源广域分布一体化潮流仿真分析问题,提出了一种基于ward等值的分布式潮流算法．该算法采用主从分区原理,将互联系统中的各子区域划分为主区域和从区域,并确定联络节点在不同区域的节点类型,使用ward等值原理,求出各分区边界节点的等值注入功率和阻抗的基础上,由主区域到各相邻从区域,依次采用牛顿法进行区域潮流计算,由此修正边界节点的电压和等值注入功率．如此反复迭代。直到一体化潮流收敛．该算法充分利用了ward等值对相邻区域的功率、电压和结构信息的全面反映,使一体化潮流计算具有更好的收敛性与收敛精度．通过IEEE30节点和实际系统181节点的仿真计算,验证了该方法在收敛性和收敛精度方面具有明显优势．     

修正梯度路径与仿射变换内点法解线性不等式约束的变分不等式问题

基于Peng给出的变分不等式的势函数,提出修正梯度路径与仿射变换内点法解线性不等式约束的变分不等式问题．借助于对称矩阵的特征分解与仿射变换映射,可以构建修正梯度路径．进一步使用路径搜索并结合内点回代线搜索技巧,近似地求解信赖域子问题;最后在合理的假设条件下,证明了算法具有整体收敛性．