铁路车流径路优化的遗传算法设计

将铁路车流径路的优化问题分解为两个:车流排列离散空间中车流排列优化,车流排列的评价计算.在给出车流排列的评价函数的定义后,引入旅行商问题的描述,把车流排列优化问题归约为TSP问题,从而给出了车流排列优化的复杂性分析.引入优先权编码,定义种群个体的适应值函数和相应的遗传操作,给出相应的遗传优化算法,并以实际运营数据为依据,进行仿真计算.通过同禁忌搜索法计算结果比较,遗传算法虽然在解的精度上略逊一筹,但计算工作量小得多,硬件要求也没有禁忌搜索法高.因此,具体选用应以具体情况而定.条件允许,最好将两种算法结合起来使用.     

基于多商品网络流理论的铁路车流分配及径路优化模型

根据多商品网络流理论构建铁路车流分配及径路优化模型,模型中设置0-1型决策变量表示该股车流是否通过路网中的弧段,使优化结果既能体现各个弧段的车流构成情况,又能反映每股车流的走行径路.模型的约束除了考虑传统模型中的弧段通过能力限制和车流不可拆散的原则外,将路径的合理绕行纳入约束体系,使结果更加符合铁路运输实际.最后,在MATLAB软件中调用CPLEX优化器,采用模拟车流OD数据在我国某地区局部路网中对模型进行验证.结果表明该模型能得出比较理想的车流分配的优化方案,验证了模型的合理有效性.     

铁路网上带权重的车流径路优化方法

主要研究了铁路网上车流径路的选择优化问题．在充分考虑到真实路网中的车流具有不同权重的情况下，建立了该问题的０－１规划模型．并讨论了带权重与不带权重两种车流径路优化模型之间的关系．此外，还给出了路网上任意两节点之间可能路径集的确定准则及算法．最后探讨了在给定Ｏ－Ｄ矩阵下，路网中存在一处或多处瓶颈时，关于不可行流的处理方法     

车辆排队位置确定模型及其网络效应分析

为了揭示车辆排队形成的多米诺效应，基于运动学起动–停车波模型构造了车辆排队位置确定模型。该模型能实时确定路网中任意车流形成的排队队列的头部位置、尾部位置和队列长度。根据该模型以及车流间的相互作用，以任意相邻的两个交叉口为例，分10种情况讨论了下游车流能否对延续车流或冲突车流造成阻滞作用，从而能否引起网络效应。结果表明，相邻路段车辆排队之间的耦合关系是研究网络效应的核心。研究成果可以为探讨车辆排队产生网络效应的形成机理奠定基础，为认识车辆排队的演化规律提供工具与方法。     

自行车流影响下的网络交通流均衡分析

使用实际可变旅行时间风险度量方法,考虑了旅行时间长短与旅行时间波动性两方面因素对路径选择行为的影响,并建立了存在自行车流的混合交通流网络交通平衡分析模型.该模型能恰当地描述机动车驾驶者对劣化出行路段的筛选行为,再现网络交通流趋于实际可变旅行时间风险度量下的交通平衡过程.实例研究表明：通过单幅道路自行车与机动车使用空间组织优化,在保障自行车交通出行者安全的同时,能提高25%以上的交通效率.     

大跨桥梁多车道随机车流荷载模拟及应用

采用微观交通流模型中的元胞自动机模型(CA模型),建立了大跨桥梁多车道随机车流数学模型,编制了可视化的车流模拟程序,用元胞的演变模拟大桥上车流的运行状态。以南京长江二桥为例,通过分析实测车流数据确定了车流模型中各个车道的车型比例及车辆的断面发车率等交通特征参数。对来自二桥收费站的数据进行分析,得到不同车型车质量的分布函数及参数。把这些参数输入程序模拟得到二桥上车辆时空分布情况及每个时刻对应的车质量、车速等数据。通过模拟数据与实测值的对比,发现模拟车流结果与实际车流情况较吻合,从而验证了该模拟方法的有效性。该方法的实现为随机车流荷载的生成及桥梁动力响应分析提供了一种有益的模式。     

主路车流车头时距服从M3分布下支路混合车流的通行能力

以可接受间隙理论为基础,利用概率论的方法,对以大车和小车两种代表车型组成的混合车流进行分析;建立了无信号交叉混合车流的通行能力模型;发展了无信号交叉口单一车流理想条件的通行能力理论。     

路段多车型混合车流通行能力

利用概率论方法,通过对由多种车型构成的混合车流不同跟驰序列,不同组合概率的研究,得到了跟驰车头时距路段多车型混合车流通行能力模型.基于经典车头间距模型,通过对混合车流不同跟驰序列下最小车头间距的研究,得到了多车型混合车流的组合车头间距,进而得到了跟驰车头间距路段多车型混合车流通行能力模型.推广了由大、小2种车型构成的混合车流的通行能力模型.研究表明,路段多车型混合车流通行能力不仅与反应时间、车辆速度、车辆长度、制动性能等有关,还与混合车流的车辆组成状况及跟驰序列相关.最后实例分析了不同小型车混入率情况下路段通行能力的变化状况.     

考虑汇入汇出车流影响干线协调相位差模型构建与应用

为解决城市道路拥堵问题,在干线协调的基础上,充分考虑上游交叉口左右转向车流。分析这些车辆运行至下游交叉口排队情况,给出一种动态相位差模型的计算。在VISSIM仿真基础上结合MATLAB进行二次开发,随着上游交叉口左右转向交通量的不断变化,模型会及时调整周期、绿信比等,也会结合排队情况给出新的相位差,再通过VISSIM中的检测器,检测车辆延误、停车次数等。结合大连市实际数据验证,结果表明：考虑汇入车流对城市道路干线协调相位差影响是具有重要意义,干线车流总延误较原配时方案减少33.3%,停车次数减少65.6%。     

铁路车流径路优化算法的研究

建立了一种求解车流径路的启发式算法，目标函数是消耗的总车辆公里数最小，约束条件为区段能力和车流共同径路。以现行铁道部使用的＂全国铁路环状径路图＂为基本路网结构，点间车流和区段能力亦以现行运营的实际数据为依据，进行了车流径路计算。     

A Simulation System and Speed Guidance Algorithms for Intersection Traffic Control Using Connected Vehicle Technology

In the connected vehicle environment, real-time vehicle-state data can be obtained through vehicle-toinfrastructure communication, and the prediction accuracy of urban traffic conditions can significantly increase.This study uses the C++/Qt programming language and framework to build a simulation platform. A two-way six-lane intersection is set up on the simulation platform. In addition, two speed guidance algorithms based on optimizing the travel time of a single vehicle or multiple vehicles are proposed. The goal of optimization is to minimize the travel time, with common indicators such as average delay of vehicles, average number of stops, and average stop time chosen as indexes of traffic efficiency. When the traffic flow is not saturated, compared with the case of no speed guidance, single-vehicle speed guidance can improve the traffic efficiency by 20%, whereas multi-vehicle speed guidance can improve the traffic efficiency by 50%. When the traffic flow is saturated, the speed guidance algorithms show outstanding performance. The effect of speed guidance gradually enhances with increasing penetration rate, and the most obvious gains are obtained when the penetration rate increases from 10% to 40%. Thus, this study has shown that speed guidance in the connected vehicle environment can significantly improve the traffic efficiency of intersections, and the multi-vehicle speed guidance strategy is more effective than the single-vehicle speed guidance strategy.     

路网联网收费位置与费率组合优化模型与算法

对经济欠发达、交通流量小的地区公路网联网收费现状的调查表明,如果对所有可收费的路段都实施收费,可能出现某些收费路段经营处于亏损状况。因此,在决策路网最优收费费率的同时,还需对路网最佳收费位置进行选择。研究如何利用双层规划模型来测算公路网联网收费位置与费率组合优化的问题具有现实意义,上层以路网用户盈余最大化为目标,下层是弹性需求下的多车型随机用户均衡配流模型,双层模型很好地兼顾了相关各方的利益。基于模型求解的复杂性和困难性,文中采用遗传-模拟退火的求解算法,算例表明用多车型的双层规划模型测算收费位置与费率的组合优化是合理有效的。     

多点激励简支梁桥车桥耦合振动响应

为研究多点激励下,简支梁桥跨中截面的动力响应,基于车辆动力学的相关原理,推导多车车辆动力学模型,采用模态综合法建立多车车桥耦合分析系统,并与相关文献算例结果进行对比分析,得出自编程序与文献算例结果相对误差在6％以内,验证方法的正确性;通过分析不同车辆间距和车辆数量通过桥梁时,结构跨中截面的动力响应变化.结果 表明:在一定车辆间距和车辆作用下,车辆振动与桥梁的能量耗散相抵消,结构动力响应达到极值,且在多点激励下,部分国家规范值相对偏小,建议在后续分析中加入多车激励响应的影响,相关研究成果可为公路桥梁多车车桥动力分析提供参考.     

边界元法在计算地下水稳定水位和流量中的应用

边界元法是一种新的数值计算方法。该法易于处理无限区域的地下水流问题,并且计算流量也较其他方法准确。本文介绍在二维稳定流的情况下如何计算地下水的水头和流量。承压含水层中的稳定流动,水头H满足拉普拉斯方程。利用格林第二公式,可以得到边界积分方程,即边界元的基本公式。可以用数值方法计算这一边界积分。为此,在边界上选取有限个点,称为节点,两节点间的线段称为单元。本文中选用线性单元和线性插值。引进局部坐标系,可以得到表示H和( H/ n)关系的方程。我们可以选一个节点作为固定的基点,其他节点为动点,对于每一选择都可得到一个方程。依次把每一节点作为基点,可得到N个方程,构成一个线性代数方程组。根据边界条件,每一节点中的H或( H/ n)有一个是已知的,解方程组可求出另一个。解出边界上的全部H和( H/ n)以后,可算出内部的水头和流量。对于非均质问题可划分为几个区域来处理。分界线上要满足相容性方程。对于( H/ n)的不连续点,可用“节点多值法”处理。     

多井底水平井渗流问题某些解析解

对一种较新的水平井布井的方式——多井底水平井的渗流问题.运用拟三维方法进行分析.得出了在平面上和剖面上的解析解.再运用等值渗流阻力法得出了含三维空间的解和二维空间中的流场变化.提出了产能计算公式.其综合公式能更完善地反映渗流的基本规律.所提出的方法对于水平井油藏工程研究提供了基本分析手段.     

隧道塌方应急救援多车型调度模型

隧道施工塌方事故因道路通行条件差、车型繁杂等问题,使应急救援调度十分困难。针对普通、超限、重型三种类型救援车辆,选取路段距离、道路等级、拥堵情况、路面状况和坡度作为道路综合权值的影响因子,建立了以最小化道路权值为目标,同时考虑车辆自身对道路条件约束的路径规划模型,并给出求解方法。计算车辆供应点三种车型之间的路径重合率,以调度时间最短为目标,建立了限制期内多车型救援车辆调度模型。以算例进行验证,计算结果表明:该模型能够根据隧道周边复杂道路环境求得适应于不同车型的最优路径,并得到最优调度方案,提高救援效率。     

突发灾害下带软时间窗多车路径搜索建模

以带软时间窗的多救援车辆路径搜索问题为建模核心,首先利用近邻启发算法对混合遗传算法进行初始化,通过迭代交换产生新的子代染色体;其次由轮盘赌法选择健康的子代染色体,引入交叉算子、变异/突变算子对子代染色体进行改良,从而得到最小总成本消耗下的医疗救援车辆行驶路径,并有效缩短车辆行驶时间;最后以非常规突发灾害下的医疗救助为案例对该模型及算法的有效性和可行性进行了说明.     

控制体有限元方法中质量加权迎风格式的迁延修正

控制体有限元方法对于处理流动问题提供了一种较好的数值模拟方法，但对于大Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数的回流流动问题，该方法在采用各种迎风格式时仍存在着严重的假扩散．为此，对二维质量加权迎风格式，给出了一种由插值单元及其一个与插值点最靠近的相邻单元所确定的多项式插值格式迁延修正的形式．通过对Ｒｅ＝４００、１０００、５０００三种情形的二维空穴流问题的计算，表明该格式可有效地减少控制体有限元方法对回流问题数值模拟的假扩散．     

计算双螺杆挤出机流体流动的共形区域变换

双螺杆挤出机机筒内部的流体流动区域截面是随时间变化的复杂三连通区域，采取共形映射方法将这样的三连通区域映射成不随时间变化的圆界区域，进一步将流动区域变成一个不随时间变化的柱形区域，可大幅简化双螺杆挤出机流体流动问题的计算。选择以外边界为圆周、内边界为随时间旋转的两个椭圆周的平面区域上的热传导问题为研究对象，用本文方法进行计算并比较了精确解和数值解，计算结果表明两解的绝对误差较小。本文方法可用于双螺杆挤出机流体流动问题的计算，并简化了计算过程。