基于复杂网络的危险品运输网络抗毁性仿真

通过构建危险品运输超网络模型,分析了网络之间的相互作用和影响,继而建立了危险品运输网络模型生成方式;通过引入危险品运输网络"最短路径"、"平均最小风险路径距离"和"网络最大连通子图"概念,提出了"网络风险效率"和"最大连通度"抗毁性测度模型;根据网络流量特性,构建了危险品运输网络介数模型。以危险品运输网络为例进行仿真,仿真结果表明:危险品运输网络抗毁性表现为对随机攻击的鲁棒性和蓄意攻击的脆弱性,抗毁性更接近于无标度网络;其抗毁性是由少数节点和边维系的,且网络对节点攻击的抗毁性低于对边攻击的;网络最大连通度性能优于网络风险效率,适当增加系统冗余性可提高网络抗毁性。     

人口、资源、环境与经济协调发展的多目标集成模型

人口 (population)、资源 (resource)、环境 (environment)和经济 (economy)是区域可持续发展的关键要素 ,组成了一个动态开放复杂系统 ,简称为PREE系统。在PREE协调发展研究的定量分析中 ,需要解决PREE复杂系统的整体性问题。提出了一种三层次模型体系结构 ;建立了基于目标规划的PREE系统多目标综合集成模型。该模型可较好地反映各子系统协调发展的制衡关系 ,并完整地体现了PREE系统的整体性特征 ,为开展用于预测和规划的区域可持续发展的定量研究提供了技术基础。     

区域间总产出波动相互影响的网络模型

国家(地区)间总产出波动存在相互影响是全球化时代的普遍现象,但缺少其相互影响强度的定量研究.基于冲击在非对称的区域间产业网络上的传播,分析了区域间总产出波动相互影响的机理,并依据区域间产品关联,构建了以区域为节点的度量区域间总产出波动相互影响的区域赋权影响网络.通过对网络度关联结构、基础关联结构、核关联结构及非对称结构四个维度的分析,定量描述了区域间总产出波动相互影响的强度.实例分析表明,该模型及相关度量维度能够量化不同区域间总产出波动的相互影响,定量描述某个国家(地区)在多区域经济大系统中的作用,在区域经济合作、贸易规则制定以及全球价值链构建等方面具有重要的理论和实际意义.     

连环恐怖袭击下危险品运输网络级联失效建模

研究危险品运输网络在遭受恐怖袭击后的级联失效过程和性质有助于指导系统建设和提高其抗毁性能. 在分析危险品运输网络及恐怖袭击特性基础上，建立了双层危险品运输网络模型，通过定义网络的三种节点状态，分析了单次和连环袭击下的危险品运输网络级联失效过程，基于此，建立连环袭击下的危险品运输网络级联失效模型. 从“结果性”和“过程性”两个视角出发，提出网络抗毁性的评价测度“节点存活率”和“相对二次级联失效数”. 通过建立实例仿真场景和仿真流程，就不同袭击次数、不同节点的度及容量系数和不同规划方式对危险品运输网络级联失效特性的影响进行仿真，验证了模型的可行性，仿真结果为危险品运输网络的规划提供决策依据.     

基于节点复合特性的端-边协同网络生成算法

针对智慧交通系统数据处理量大、对传输时间要求严苛的难题，通过将协同系统定义为复杂网络模型，构建了设备端和边缘节点协作运行的端-边协同系统。提出了基于网络节点复合特性的协作网络生成算法，实现了多层复杂网络的构建。相比随机几何法，提出的由节点聚类系数和介数中心性两种特性参数相结合的协作网络生成算法能够更全面地描述节点特性，反映节点重要性，改善现有多层复杂网络模型对节点信息描述不全的问题。最后，使用4种复杂网络模型构建多层网络模型并验证该算法，以节点间最短路径值作为评价指标，证明提出的由节点复合特性生成协作网络的算法能够明显降低整个网络中节点间最短路径值，减少传输时间，提高传输效率。     

基于π演算的自治系统架构描述语言AS-ADL

自治系统(Autonomous Systems)具有复杂的动态结构和行为特性,其典型代表就是各类军事作战系统.针对当前各种自治系统架构描述方法存在的局限,建立了自治系统架构的概余模型框架,并提出了一种描述该模型框架的形式化架构描述语言AS-ADL.AS-ADL以高阶多型π演算作为系统行为语义基础,具有丰富的数据类型,可以形式化描述自治系统的动态行为,且具有描述自治元素内部的交互行为的能力,为建立可执行的系统架构模型奠定了基础,并为系统模型求精和模型有效性验证提供支持.     

平行系统的人工环境构建技术

人工环境是平行系统的重要组成,特别是人工社会、智能模型、计算实验的基础支持。通过数据、模型描述和表示真实环境,通过传感和信息网络和动态演化逼近真实环境,通过高性能并行计算和接口标准为人工社会、计算实验和平行执行提供动态、准确、可信的环境信息和计算支持,是人工环境最本质的技术内涵。以数据和模型为中心,以并行计算技术和设施为支撑,通过传感器网络和信息网络进行动态演化,是构建人工环境的基础、有效方法。通过分析,指出人工环境构建的关键技术包括多表示/多分辨率技术、基于模型的动态环境技术、多源数据驱动的演化技术、高性能并行计算技术,同时提出了相应的技术思路和方案。     

基于Logistic的区域交通基础设施生态系统演化模型

作为城市(群)生态系统的子系统,区域交通基础设施系统具有类似自然生态系统的递进演化特征,是一个非线性耗散结构体系,由于环境容量的限制,区域交通基础设施生态系统的演化和平衡满足Logistic模型.本文分析区域交通基础设施生态系统演化的动力机制,构建系统演化模型及系统种群共生演化模型,描述系统整体演化过程及系统多种群趋向不同平衡态的演化路径.以上海市对外交通系统为例,验证区域交通基础设施生态系统演化模型的准确性和实用性,反推上海市对外交通系统演化的Logistic方程,并预测其演化趋势.以上海市市内三种交通类型演化为例,验证区域交通基础设施生态系统多种群共生演化模型.根据模型结果,本文系统提出注重维护已有设施、合理发展公共交通、引进推广绿色交通的区域交通基础设施发展策略,为城市(群)交通基础设施网络功能优化和能力提升提供理论支撑.     

考虑车辆限速和风险公平性的危险品运输网络双目标优化模型

在危险品运输网络中,对不同路段上危险品运输车辆的最高车速设置不同的限制值,能在很大程度上影响危险品运输商的路径选择,从而导致不同的危险品运输网络总风险和总成本。本文首先基于车辆限速的方法,构建了考虑风险公平性的危险品运输网络优化的双层规划模型,上层规划以网络总风险和总时间成本的最小化为目标,并通过增加路段容量和区域风险约束以确保风险分布的公平性,下层规划以危险品运输企业的总时间成本最小化为目标;然后,采用粒子群优化算法求解了该模型;最后,通过两个算例验证了模型和算法的有效性。计算结果表明,政府部门运用车辆限速的方法,并且考虑风险平等性约束,在兼顾运输企业效益的同时,能有效地降低危险品运输网络的总风险和保证区域风险分布的公平性。     

蓄意攻击策略下危险品运输网络级联失效仿真

在构建危险品运输网络级联失效模型的基础上,通过控制模型参数,研究了危险品运输网络级联失效特性及不同蓄意攻击策略对网络级联失效的影响。基于大连市危险品道路运输网络特征值,构建了基于WS小世界网络的危险品运输复杂网络生成算法;提出了具有时间阶段特性并带有可调参数的节点初始负载模型,确定了"失效"节点负载分配的择优分配概率模型和节点容量模型,并利用节点负载动态分配概率值,动态描述节点"正常""暂停"和"失效"三种状态,从而构建危险品运输网络级联失效机制模型;以网络级联失效平均规模和相变临界值作为网络抗毁性度量,通过构建两种蓄意攻击策略,对比研究了不同攻击策略对危险品运输网络级联失效抗毁性的影响。仿真结果及理论分析表明:1)构建的危险品运输网络级联失效模型是有效的;2)节点容量系数、过载承受能力调节参数和网络平均节点的度对蓄意攻击策略的变化是不敏感的,但通过提高它们的取值,能够有效降低网络级联失效平均规模,提高网络抗毁性;3)对于节点度的降序攻击策略,可调参数越小,网络抗毁性越强,但对于节点度的升序攻击策略,可调参数越大,网络抗毁性越强,且两种攻击策略下的相变临界值曲线在可调参数为0.5处相交。这些结论为防范蓄意攻击策略的制定提供理论依据。     

基于支持向量机方法的轨道交通乘客旅行时间短时预测方法研究

目前,北京市已建成总长456km的轨道交通网络,41个换乘枢纽,已基本形成网络化运营,轨道交通在北京公共交通系统乃至城市交通系统中发挥越来越大的骨干作用. 同时,由于北京城市空间调整,城市交通出行活动中心有随城区扩展外移之势,轨道交通出行旅行时间越来越受到关注. 因此,本文研究基于历史数据的轨道交通乘客旅行时间预测方法,引入支持向量机回归模型,并针对预测算法中模型参数的选择问题,提出基于遗传算法的预测模型参数寻优算法,用以提高预测精度. 最后选取实际轨道交通运营线路的动态信息进行计算,预测结果误差小于10%,获得了较高的精度. 生成的旅行时间预测信息,通过乘客信息系统的发布,能够有效减少旅客换乘走行与等待时间,均衡网络客流分布,提高轨道交通网络运营效率.     

交通网络规划、管理的集成系统的研究

为了更科学、合理地制定交通规划、搞好交通的运营管理,本文针对当前交通管理中规划机构和管理机构分割的体制,提出了不影响现有机构设置的基于交通管理、面向决策的交通网络规划模式,探索了以该模式为基础的交通网络规划、管理的集成系统,讨论了系统应具有的功能、模型、结构,分析了设计及建立系统时可能遇到的问题,总结了集成系统的引入对现有的交通管理模式和方法产生的影响.     

特殊条件下铁路输送计划编制模型和算法

突发事件发生后, 在长期恢复重建过程中, 会产生一些特殊需求的铁路运输任务. 针对其运量大、时限紧, 动态性强、车辆利用率要求高的特点, 可采用动态服务网络理论编制其输送计划, 其目标是提高货物列车的利用率及运输需求的满足程度. 在构建重空车流时空网络图的基础上, 建立了基于固定路径的输送计划编制模型. 根据模型的特点, 提出一种松弛算法, 借助LINGO软件, 采用按周期分阶段逐步取整的方法求解模型. 算例分析中将该算法的计算结果与直接采用LINGO软件的计算结果相比较, 证明该算法效果良好. 特别对于规模较大的问题, 该算法也可以进行有效的求解.     

建筑市场需求预测中的神经网络方法

将神经网络技术应用于建筑业市场预测领域 ,选择了恰当的经济指标作为 BP网络的输入输出变量 ,建立了一套有效的建筑业市场需求网络预测方法 ,并以石家庄市建筑市场的需求预测为例 ,详细介绍了建筑业市场预测方法的运用过程 .     

一个客运复合交通网动力学模型

建议了一个包括公路、铁路、河流航运以及航空客运的复合客运网动力学模型。模型认为网络的节点（城市）数固定,节点之间的连边（某种交通工具的车次）数增加。加边的概率依赖于两个城市之间该种交通工具的客流量（边权）以及两个城市的点权（GDP和人口）,并且客流量与GDP、人口之间存在一定的关系。由此模型进行数值模拟得到的网络拓扑统计性质与实证结果基本符合。     

基于FMECA的复杂装备故障预测贝叶斯网络建模

针对复杂装备故障预测问题, 本文提出一种基于故障模式, 影响及危害性分析(failure mode, effects and criticality analysis, FMECA)知识的 故障预测贝叶斯网络模型(failure prediction Bayesian network, FPBN)建模方法. 首先, 在分析现有FMECA知识所包含故障信息的基础上, 提出了基于FMECA单元的FPBN网络结构转化方法和FPBN概率 参数计算方法, 建立起对应的FPBN单元模型. 然后, 对复杂装备各组成部分对应的FPBN单元模型进行连接, 构建整体系统的FPBN集成模型. 最后, 根据某机载平视显示器(head up display, HUD) FMECA知识, 建立了HUD电子组件的FPBN模型实例. 实例分析结果表明, 基于FMECA知识建立的FPBN模型具有不确定性表达和定量 分析方法的优势, 能够准确、有效地进行复杂装备故障预测.     

基于储备容量的交通网络潜在瓶颈路段识别

交通网络潜在瓶颈路段是随着需求变化将来可能会成为瓶颈的路段.准确识别出潜在瓶颈路段并进行优化管理,可以更好地适应未来交通需求的变化.基于交通网络储备容量模型,提出了交通网络潜在瓶颈路段识别方法,并设计了储备容量模型的求解算法.算例分析比较了现状需求和路网可容纳最大需求下的交通均衡流量模式.结果表明,不能简单地根据现状需求去推断潜在瓶颈路段,而论文提出的方法可以识别出路网达到最大需求时的潜在瓶颈路段.此外,利用交通网络储备容量模型设计了一种次要潜在瓶颈路段识别方法,次要潜在瓶颈路段是在优化潜在瓶颈路段之后随需求增长新出现的瓶颈路段.算例表明该识别方法具有一定的适用性.     

配送系统中运输分层的经济分析

配送系统运作与运输作业过程关系十分密切 .配送系统中运输流程的优劣直接影响到配送系统运作的经济效益 .从配送系统作业中的运输活动的一般技术经济特性入手 ,对配送结构中的运输成本特性与配送网络的层次关系、最小运输成本下的层次与分叉度等作了详细的理论分析 .通过对配送系统运作中的分货、集运与运输中转分层的定性与定量分析 ,从而得出在理想的状态下 ,运输最优的配送结构主要取决于距离和需求点密度的结论 ,并给出了实际问题中结合经济规模确定最优层次的方法 .     

大型引水工程施工三维可视化仿真系统研究

为了直观、逼真地描述大型引水工程各环节之间复杂的动态时空逻辑关系，提出了大型引水工程三维可视化图形仿真系统。首先，对引水工程三维可视化图形仿真系统进行系统分析，确定系统的开发模式，然后采集数据并进行了仿真计算，再将所得数据以数据库的形式保存并对数据库进行加工处理，将空间数据（矢量数据、形体数据等）和各种属性信息集成在一起，在这些数据库的基础上建立引水工程三维可视化仿真模型及模型库，以方便对模型进行高效的管理，开发了一个能科学、直观、逼真的表现大型引水工程施工的三维可视化图形仿真系统，为工程施工管理决策提供依据。     

A performance evaluation index system for multimedia communication networks and forecasting for web-based network traffic

This paper presents a new index system for the performance evaluation and network planning of multimedia communication systems using measurement on actual systems to support several different traffic types. In this index system, we develop an expert system to evaluate the performance of such multimedia communication networks including channel utilization and call blocking probability and packet delay, and apply the network planning methods to optimize the networks and forecast the demand of the growing multimedia communications systems. Two important planning problems for the multimedia communication systems are presented: optimization problem for construction of the world system and forecast problem for increasing traffic demands. We first discuss analysis methods, performance measures for the multimedia communication systems. Then, we describe network planning methods for the multimedia communication systems and give some efficiency network planning methods. Finally, we present some results studied in