基于树枝形铁路专用线网络的小运转货物作业系统优化

针对树枝形铁路专用线小运转货物作业系统优化问题，首先剖析了铁路枢纽小运转货物作业机理，进而根据各车组到达编组站时分、车组目的装卸站位置、车组取送作业时间要求、调机牵引定数等限制，以调机早到等待成本、调机晚到惩罚成本、铁路枢纽专用线调机和货车运营成本最小化为目标，构建问题模型。鉴于模型复杂，直接求解较为困难，故设计HH-GAP&AIP求解策略。该方法首先给出基于作业紧急度-编组定额-集结时间的送车-取车贪婪调配策略，形成小运转列车初始取送方案。进而设计异步循环启发式完成解的迭代寻优，同时为避免算法陷入局部最优及扩大解的搜索空间，给出基于检测-剔除-变换的取送车径路调整策略。最后，设计实验场景，对所提出的方法进行过程验证，并设计不同规模问题，对算法进行测试对比与性能评估。     

铁路编组站配流协同优化模型与算法

编组站配流问题是研究车站作业计划优化编制的主线, 是站调阶段计划的核心. 为了实现配流的协同优化, 综合考虑解体调机、编组调机、到发线运用、取送车作业、配流等约束, 对总车流量、出发列车满轴列数、车辆在站停留时间等目标函数进行层次划分, 建立了编组站配流优化模型, 并以ECGACO算法为基础, 设计了针对配流问题的遗传-蚁群协同求解算法. 以郑州北站的实际数据进行测试证明了算法的有效性, 为编组站阶段计划的优化编制及配流智能化的实现提供了较好的解决途径.     

遗传算法在企业铁路取送调车作业优化中的应用

如何合理安排企业铁路取送车作业是企业铁路调车作业中的一个重要环节.本文针对调车作业方式＂送取分离＂的企业铁路货运站,参照3车列的取送车仿真时序,建立了取送车作业优化问题的数学模型.同时,提出一种带启发式知识的进化增强型遗传算法用以求解这类大规模组合优化问题.算法一方面通过启发式知识产生优良个体并有效保存,加速算法寻优;另一方面通过有效的交叉和变异操作保证算法的多样性,避免算法早熟;从而最终有效提高算法的寻优效率.实例计算结果验证了模型和算法的有效性和工程实用性.     

考虑取送作业的生鲜农产品配送路径优化模型与算法

随着人们对生鲜农产品的需求越来越大,生鲜农产品配送路径优化问题得到了越来越多学者的关注。本文在传统生鲜农产品配送路径优化的基础上,结合软硬时间窗约束,考虑配送过程带取送的双向作业模式,以配送总运营成本最小为目标函数,建立非线性混合整数规划模型。通过使用Gurobi对问题进行求解,验证了模型的准确性。同时,为了解决大规模路径优化问题以及证明本文提出的取送结合的配送模式具有明显优势,本文设计了遗传算法对算例进行求解分析,最终证明了该模型的准确性和算法的有效性及稳定性。     

铁路技术站调机运用模型及算法

研究铁路车站作业计划编制过程中，如何编制调机运用计划的关键问题，通过分析运用调机时区集合上的偏序结构特点，可以知道使用调机问题的实质是偏序集合的全序分解问题。利用偏序集合的传递性构造调机的有向图－图，再将调机运用问题转化有向图的有向路分解问题，对于传递图构造它对应的偶图－无向偶图，将传递图的向路分解问题转化为其对应偶图的匹配问题，最后，利用偶图最大匹配问题的算法解决调机运用问题。     

基于业务外包的集装箱港口车辆调度问题

针对集装箱港口自身运输车队能力的限制,提出了一类基于业务外包的车辆调度模型并对其求解方法进行研究。在详细分析集装箱港口各种业务订单特性的基础上,依据作业订单信息对集装箱港口作业任务进行分类;抽象出了描述此类基于业务外包的车辆调度问题的数学模型并提出一种业务外包定价策略,设计了一种禁忌邻域搜索求解算法;通过对实际调查数据进行处理验证了该模型和算法的有效性,通过与其他算法处理结果进行对比验证了所设计的邻域搜索算法的优越性;最后通过对实验结果数据进行统计分析,得出了一些对集装箱港口作业有实际指导意义的业务外包规则。     

工业编组站MIS决策支持若干问题的数学模型

信息系统决策支持的关键是要解决管理过程的数学描述和最优化问题。本文运用运筹学、模糊数学等数学原理和方法，对工业编组站取送车顺序、空重车在各作业区的分配、车列解体顺序和解体钩计划的调车作业方案，从理论上进行数学描述，对这些决策支持问题提出了确定作业方案的优化模型。     

公交运营的协控准点滞站调度模型

滞站调度策略是公交日常运营中最常用的一种控制策略.针对传统滞站策略存在较高误控率的问题,提出一种新型的协控准点滞站调度策略,该策略依据车辆在当前站点和下一站点的准点信息,来综合判断是否需要对该车辆进行滞站控制.为了获得车辆在下一站点的发车时间信息,设计了基于支持向量机的公交旅行时问预测模型.最后,利用基于Paramics的仿真实例对本文提出的预测模型和调度策略进行了验证,结果表明,基于支持向量机的预测模型具有较高的预测精度,可以为协控滞站调度策略提供较可靠的依据;协控准点滞站调度策略比传统的滞站调度策略具有更低的误控率和较少的乘客等待费用.     

自动化立体仓库拣选作业路径优化问题研究

合理优化货物的拣选路径是提高自动化仓库运行效率的一种有效方法.通过分析自动化仓库拣选作业的工作特点,为自动化仓库拣选作业创建了含装箱约束条件的多目标优化新型数学模型,用遗传算法对该数学模型进行了求解,基于不可行程度和作业次数对遗传算法初始种群的生成进行了改进.实验仿真和工程实际应用表明该模型和算法是可行、有效的.     

多目标选择性拆卸序列优化问题的分散搜索算法

针对多资源约束下顺序依赖的选择性拆卸序列优化问题,建立以最大拆卸收益和最小拆卸时间为优化目标的多目标数学模型,提出了一种多目标分散搜索优化算法进行求解.该算法针对本文问题的特点设计了一种保持足够多样性的初始解生成方法,满足拆卸优先关系的交叉组合算子以及改进的参考集更新策略.为了进一步提高解的质量设计了一种局域搜索策略,并利用外部存档方法存放pareto解集.应用多组实例进行计算实验,并与其他求解该问题的算法进行比较,实验结果表明本文算法优于对比算法,证明本文模型和算法求解本类问题有效.     

集装箱码头装卸系统集成调度的建模与优化

为提高集装箱码头作业效率,在码头集装箱卡车作业能力充足的条件下,对集装箱码头作业装卸系统集成调度问题进行了研究.针对集装箱码头装卸作业的特点,提出了装卸作业的预定义顺序约束、作业次序依赖的设备调整时间及岸桥碰撞干涉约束等,并在此基础上建立了整数规划模型.针对这一模型设计了两阶段启发式算法对问题进行求解.通过在数值实验中将结果与低界相比较,证明该算法效果良好.特别对于规模较大的问题,算法也可以进行有效的求解.     

多时间窗车辆调度问题的建模与求解

传统的单时间窗车辆调度问题模型无法描述用户空闲时间分段可选的情况,为此需要建立多时间窗车辆调度问题模型.对多时间窗车辆调度问题进行研究,建立了问题的数学模型,并基于模拟退火算法设计了一种两阶段启发式算法进行求解.该算法首先利用扫描算法求得初始解,然后利用模拟退火算法对初始解进行改进.实验结果表明该算法可以有效地求解多时间窗车辆调度问题.     

通用铁路大站技术作业仿真模型和方法的研究

基于铁路车站作业仿真需求，通过对铁路车站设备和各项作业的深入分析，本文设计了一套描述铁路车站各项设备和各项作业的数据结构，以图为基础，对大规模列车群的作业模拟进行建模，最后对系统实现中的一些方法如仿真过程中时钟策略、作业对象在图形中的精确定位以及图形显示加速算法处理等进行了详细的研究。     

初始化对交通元胞自动机模型稳定性的影响

针对现有交通元胞自动机模型运行初始不稳定,数据输出存在较长时间的初始波动问题,基于Fisher-Yates算法原理,设计出一种新的交通流初始化方法。该方法可以确保车辆从进入元胞空间到随后的演化更新,其位置及更新时机的随机性。通过对采用新交通流初始化方法的模型进行演化实验,结果表明：任意空间占有率条件下交通流的初始波动区间都在50步以内;当演化更新总步数达到3 600步时,模型剔除初始波动区间的输出数据已充分收敛,这时模型运行已足够稳定。     

集装箱码头装卸作业顺序多目标优化调度模型

集装箱码头装卸是码头作业的基础环节,其作业进度和稳定性直接影响集装箱船舶的在港时间.针对码头装卸作业顺序优化问题中作业时间不确定并且可拆分的特点,本文建立了同时最小化作业总完工时间及"岸边无集卡与堆场无集卡的时间和"的多目标混合整数规划模型.所建立模型的作业时间变量受到决策变量影响且可行域不规则,使得其求解复杂性和难度增加且帕累托前沿解难以搜寻.为求解模型,设计了基于仿真模拟与调度经验规则的PNSGA-Ⅱ算法.最后,通过与传统NSGA-Ⅱ算法比较,以及对在静态情景与动态情景下的算例实验进行统计对比,验证了所建立模型与PNSGA-Ⅱ算法可有效求解集装箱码头装卸作业顺序优化问题,并对码头生成高效稳定的装卸作业调度方案提供决策支持.     

基于堆场混合堆存的集装箱码头装船顺序优化模型

为提高集装箱码头同贝同步装卸中岸桥与场桥作业效率,降低集卡空驶,提出了一种新的码头堆场堆存方法,即进出口集装箱混合堆存策略.以最小化场桥装卸作业的移动时间及翻箱时间为目标,建立出口集装箱装船顺序优化模型,通过优化出口集装箱装船顺序,增加场桥双循环次数,提高岸桥作业效率.设计了求解模型的启发式算法,并利用算例验证了模型和算法的有效性,分析了不同堆场布局的影响.结果表明,混合堆存策略能有效提高场桥的作业效率,本文构建的模型为提高岸桥同贝同步装卸效率提供了依据.     

基于双向汇聚引导蚁群算法的机器人路径规划

路径规划是自主移动机器人技术的核心理论问题之一,论文采用网格法建立路径规划问题的环境模型,提出了基于先验知识的优势方位角,建立了主优势网格和次优网格的改进网格模型,并采用基于子路径认知方法的信息素释放策略,提出了起始点与目标点互换的交替双向引导策略,实现了一种汇聚融合的信息素结构,实现了基于改进网格模型的双向汇聚斑迹信息素蚁群算法。实验表明,该方法在求解具有复杂障碍物分布的大规模地图规划问题时,具有空间复杂度小和效率高的优点,大大提升了构建初始解及收敛的速度,具有很好的求解性能。     

集装箱码头同贝同步装卸作业的序列优化模型

同贝同步装卸是集装箱码头提高装卸作业效率和资源利用率的有效途径和方法.其调度的复杂性体现在需要同时决策装、卸船两类集装箱在受堆场翻箱约束和舱口盖限制情况下的作业序列.针对该问题的柔性准备时间、成组调度和优先顺序约束等特点,本文建立了同贝同步装卸作业的整数规划模型.为求解模型,设计了基于遗传算法和贪婪规则的混合求解算法.最后,通过将算例实验结果与不考虑翻箱和舱口盖限制的简单下界进行比较,验证了模型与算法的有效性,说明所建立的模型有利于提高集装箱码头的装卸作业效率.     

基于不完全信息博弈的关联基础设施网络保护策略研究

攻击的智能性和基础设施网络间关联的复杂性为制定关键基础设施保护策略带来了巨大挑战.基于此,本文以社区关联基础设施网络为对象,探讨了在攻击和保护资源有限的一般情形下,求解最佳保护策略的模型和有效算法.首先,根据城市社区关联基础设施网络间的关联关系,构建了关联基础设施网络物理模型;其次,基于网络最大流思想,设计了“最大流综合指数”来表征多个关联基础设施网络的工作绩效.然后,基于保护策略公开和攻击者总是选择最佳的攻击方式破坏关联基础设施网络的博弈场景,构建了用于求解不完全信息下“攻击资源不确定-保护资源有限”的关联基础设施网络保护策略求解模型.进一步,设计了计算单向依赖关联基础设施网络遭受攻击后的最终失效组件计算方法,并提出求解关联网络最佳防守-攻击策略的probabilistic solution discovery algorithm (PSDA)算法.该方法被应用到一个代表性算例当中,以验证算法的有效性和解释模型的应用.     

基于Memetic算法的舰载机舰面一站式保障调度

面向舰载机舰面保障效率和资源利用率等效能指标,系统分析了一站式保障流程约束和资源约束条件,建立了舰载机多机舰面一站式保障调度的数学优化模型。针对传统优化算法难以求解大规模调度问题,提出了一种Memetic算法。首先,为了使可更新类资源负载均衡化,采用一种嵌入资源分配策略的串行调度方案;其次,设计了一种基于子拓扑结构的自适应变异策略以提升算法的探索能力,并引入基于模拟退火机制的局部搜索方法;最后,基于不同调度规模案例的仿真结果验证了模型和算法的可行性和有效性。