基于启发式回溯算法的平面移动式立体车库RGV调度策略

为了提高立体车库路径规划阶段的兑现率,对有轨引导小车(rail guided vehicle,RGV)运行过程及行程时间进行分析,给出了符合并行调度模式的路径重叠率计算方法,针对立体车库作业特征提出了一种值排序启发式(value ordering heuristics,VOH)回溯算法,构建路径节点滑动时间窗,以单位时间窗内任务请求数作为约束函数,通过评估函数对扩展结点性能进行估值并排序,并利用VOH-预剪枝策略对部分结点进行剪枝,以此提高算法求解速度。在非齐次泊松到达过程下进行仿真,实验结果表明,值排序启发式回溯算法可有效降低RGV并行运行过程中时间、空间的路径重叠率,在该实验规模的立体车库模型中发挥稳定,表现为在RGV平均利用率基本不变的前提下具有更小的平均服务时间,当顾客到达率为40、25、10、5 veh/h时,RGV平均服务时间分别减少18.07%、13.29%、12.46%、4.27%,为提升立体车库运行效率提供参考。     

两阶段混合算法的立体车库车位分配建模与仿真

针对自动化立体车库车位分配时顾客排队队长过长以及堆垛机能耗过高等问题,以减少顾客平均排队队长、堆垛机运行能耗等为目标,在保证车库运行效率前提下,通过介绍神经网络算法和果蝇算法原理与方法,提出基于2阶段混合算法的立体车库车位分配决策模型：第1阶段利用神经网络算法预测顾客停留时间;第2阶段利用果蝇算法实现车位最优分配。以车辆到达间隔时间服从泊松分布情况下建立立体车库数学模型,并以顾客平均等待时间、平均等待队长、平均服务时间、顾客的平均能耗作为立体车库效率指标评价立体车库的性能,采用MATLAB编制仿真程序。通过比较车辆就近分配原则和基于果蝇算法车位分配模型下的效率指标,证明了果蝇算法进行车位分配在保证车库运行效率和降低车库运行能耗上的有效性。     

平面移动式立体车库车位分配的建模与仿真

自动化立体车库车位分配时存在顾客排队队长过长、出入库效率低等缺点。该文介绍了多色集合理论以及果蝇算法,提出基于多色集合理论和果蝇算法的平面移动式立体车库车位分配决策模型,以解决平面移动式立体车库车位分配时顾客排队队长过长和出入库效率等问题。采用多色集合理论进行车位分区,在相应分区内利用果蝇算法对入库车辆进行车位的优化分配。以车辆到达间隔时间服从泊松分布,车辆库内停留时间服从正态分布情况下建立立体车库数学模型,并以顾客平均等待时间、平均等待队长、平均服务时间、设备的平均能耗作为立体车库效率指标评价立体车库的性能,编制仿真程序。通过比较车辆就近分配原则和基于多色集合理论和果蝇算法车位分配模型下的效率指标运行结果,证明了果蝇算法进行车位分配在保证车库运行效率和降低车库运行能耗上的有效性。     

基于集束搜索的立体车库库位布局研究

为缩短堆垛机在巷道堆垛式立体车库内运行时间、顾客等待时间,提高立体车库效率,提出了一种集束搜索算法,用于优化堆垛机运行路径.通过对实体运行立体车库的分析,建立了立体车库排队等待的数学模型,再结合实际车库库位布局,以堆垛机运行距离、顾客平均等待时间和平均等待队长为衡量指标,采用MATLAB软件编写仿真程序,分析对比了在一定库位容量下不同库位布局方式对整体运行效率的影响,并与就近存取原则下各项运行指标进行对比.结果表明:在4层6列库位布局下,立体车库各项运行指标均最低,且使用集束搜索对最优库位进行选择时比就近存储运行距离缩短了约50%,顾客平均等待时间和平均等待队长缩短了约31%和76%.因此,集束搜索在对立体车库选择合理库位布局时有较好的效果.     

巷道堆垛式自动化立体车库库位布局方案的优化

为了提高立体车库的服务效率,以排队论研究了巷道堆垛式自动化立体车库.在顾客的平均等待时间和平均等待队长的参考标准下,分析了单服务台系统的车库在随机分配和就近分配两种库位分配情况下的布局方案.结果表明:1)M/M/1排队模型时,4层6列的库位布局的效果最佳,而且就近库位分配策略下顾客平均等待时间和平均等待队长比随机库位分配策略分别减少了约0.33min和0.07辆;2)M/M/1/N/∞排队模型时,排队系统容量分别为5,10,25,50辆时,7层10列的库位布局的效果最佳,而且就近库位分配策略下顾客平均等待时间、平均等待队长和堆垛机空闲概率比随机库位分配策略分别缩短了约0.2～0.4min、0.006～0.149辆和0.534～0.587个百分点.     

平面移动式立体车库动态库位分配策略建模与仿真

平面移动式立体车库在车位分配过程中存在顾客排队等待时间过长，车辆出入库效率低下的局限性。为减少顾客等待时间，提高立体车库服务效率，提出一种动态库位分配策略：以蜻蜓算法优化的BP神经网络模型预测车辆的停留时间，并根据车辆停留时间对车库车位进行区域选择，最后利用禁忌搜索算法搜索出该区域内最适宜的车位位置。同时，将顾客平均等待时间，平均等待队长，平均服务时间和车库运行能耗作为评价指标与现有库位分配优化方式进行对比分析，仿真结果表明：该策略能够更为有效地减少顾客等待时间，提高立体车库整体作业效率。     

巷道堆垛式混合车库设计及存取策略分析

为了缓解城市公共交通车辆停车压力,改变立体车库利用率低的状况,设计了一种巷道堆垛式立体混合公交车库,分析了现有巷道堆垛式立体车库的优缺点,提出了混合车库结构方案,介绍了载车板、搬运器、堆垛机、车库主体的结构形式,阐述了巷道堆垛式立体混合公交车库的存取车原理.通过建立在连续存或连续取k辆小汽车时,以堆垛机存/取耗时为目标函数,搬运器单搬运及双搬运的数学模型,得出双搬运耗时明显低于单搬运的结果.对车库存取策略的分析主要围绕搬运器的不同搬运方式进行,因此研究结果对多搬运方式下车库存取策略的研究有一定的参考价值.     

云计算环境下的动态反馈作业调度算法

针对现有Hadoop作业调度算法在多用户、异构环境下不具备反馈机制的问题,提出一种云计算环境下具备反馈机制的动态作业调度算法。该算法引入排队论模型,采用单队列多资源池服务窗口的设计思路,将所有作业统一提交到一个支持优先级的排队队列,作业分发控制模块选择优先级最高的作业分发到空闲的资源池窗口执行;Hadoop集群通过自身的心跳机制将作业运行的初始化时间、运行时间等信息传递给参数统计模块进行统计,将获得的平均到达率和平均服务率这两个核心参数的实际值传递给反馈机制模块,根据调度算法模型计算出平均逗留时间和平均队长的理论值并与实际值进行对比,当差值大于阈值时对该调度算法的核心参数进行适当调节使差值收敛于阈值,将具有较大平均逗留时间和平均队长的作业调度到有槽位数的资源池服务窗口执行。实验结果表明:与经典算法相比,该算法具有较高的调度效率和负载平衡能力,作业平均逗留时间比先进先出调度算法和公平调度算法分别减少了57%和19%,平均队长分别减少了50%和37%。     

交互环境下带有启动时间的清空排队系统分析

研究了一个交互环境下带有启动时间的马尔可夫清空排队系统。在指数服务循环结束时刻,服务员瞬时服务完系统中所有顾客;该系统在交替的环境中运作,环境的交替会影响顾客的到达率及交通工具的到达率(即服务员的服务速率);刚到达的顾客会基于简单线性"收益-成本"结构,决定是否进入系统。依据系统的不同状态,得到顾客的止步策略、系统状态的稳态分布、平均队长以及社会最优收益,最后给出了一些数值实例。     

输入率和服务率可变且窗口能力不等的M/M/n排队模型研究

本文建立了窗口能力不等且输入率和服务率可变的M／M／n排队模型。设顾客到达队列的时间间隔服从参数为λ的指数分布,各服务窗对顾客的服务时间分别服从参数为μi（k）的指数分布且与顾客到达时间间隔相互独立。本文还假定随着系统队长k的增加,顾客加入队列的概率减小;各服务窗服务率μi（k）随队长k呈快慢两档变化。重点讨论了该模型n=2的情况,运用系统的状态流图列出K氏方程,结合正则性条件,得到了系统队长的平稳分布。     

基于遗传-集束搜索的立体车库堆垛机运行路径优化

针对巷道堆垛式立体车库堆垛机在存取车过程中运行路径较长的问题,本文提出一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化的集束搜索用来优化堆垛机运行路径。以缩短存取车过程中顾客平均等待时间和堆垛机运行距离为目标,通过对实际运行立体车库的考察和数据提取,建立立体车库堆垛机运行路径的数学模型,同时比较GA-集束搜索混合算法与集束搜索算法的实验仿真数据,仿真结果表明：GA-集束搜索混合算法具有较好的收敛性,能够有效地缩短顾客平均等待时间和堆垛机运行距离,提升立体车库运行效率。     

基于马尔科夫状态转移过程的 M/ M/ m 排队模型仿真

马尔科夫链是研究排队系统的主要方法,本文在现有M/M/m排队理论和排队系统仿真理论基础上,利用Matlab建立基于马尔科夫状态转移过程的M/M/m排队模型仿真程序。仿真程序在产生初始化参数设定后,利用时钟推进法来模拟空闲服务台和繁忙服务台情况下的服务流程,最后通过M/M/m模型特征描述的仿真计算,获得平均等待时间(E[W])、平均停机时间(E[DT])、平均排队队长E[Q]、系统中的平均客户数(E[L])和可能延迟的概率(П)5项重要的特征描述。模拟次数设定为20 000次,模拟客户服务率和客户到达率相同,服务台在3～6个的排队系统,并将仿真结果与理论值以及Queue2.0的模拟结果相比较。最终结果显示E[W]、[DT]和Π3项最重要指标的仿真结果和理论值都极为相近,误差范围小,本研究将为优先权排队系统的仿真研究提供理论依据。     

负顾客到达造成服务率变化的可修排队系统

为了解决由于在工作中操作失误引起机器服务速率减慢或是由于病毒入侵引起计算机速率减慢这一类问题,采用拟生灭过程和矩阵几何解的方法研究了具有正、负两类顾客服务速率可变的可修排队系统,其中负顾客到达带走正顾客的同时使服务速率减低.结果表明:负顾客到达率越高系统中平均等待的顾客数越少.给出了系统稳态平衡所需条件,推导出了系统稳态概率向量和系统的一些稳态排队和可靠性指标.最后给出了相关的数值实例为实际应用提供理论参考.     

基于遗传算法的单点交叉口信号配时优化

以相位的周期时长、绿灯时间作为约束条件,平均停车次数、平均延误最小作为优化目标函数,建立了信号配时优化非线性模型.以上海某一交叉口作为研究对象,将其交叉口的交通数据应用于该模型中,以Matlab为模拟环境,应用实数编码遗传算法对其求解.运行结果显示:交叉口的信号周期由145s变为118s,缩短了19%;车辆的平均延误由45s/veh变为36s/veh,下降了20%;车辆的平均停车次数由0.828 2变为0.736 1,下降了11%.研究结论表明,该方法得出的信号配时方案可以有效地减少停车延误和停车次数,优于现有控制方案及传统的Webster算法得出的方案,从而证明了此模型的实用性.     

一类服务率可变的M／M／s／K排队模型研究

针对M／M／s／K混合制排队服务模型,考虑服务系统的服务率随着系统的状态发生变化的情形,并假设服务系统有两个不同的服务率,当系统服务台有空闲时,每个服务台的工作效率相对较小,但是当系统服务台全部处于繁忙状态并且有顾客等待时,服务台的服务速度提高。利用生灭过程获得了模型的状态转移图和平稳分布,然后计算获得了系统的损失概率,平均损失顾客数,系统中正在接受服务的平均顾客数,平均队长（包括平均等待队长和平均顾客数）,平均等待时间和逗留时间等相关指标。     

基于HPM理论的中心区配建停车库利用率模型

建筑物配建停车库是城市停车设施的主体,提高现有配建停车库利用率与均衡性对缓解中心区停车难具有重要意义。将特征价格模型(HPM)引入静态交通领域,在探讨该模型拓展性与可移植性基础上,首先以建筑物区域位置、建筑物服务用途、车库规模、出入口所在道路等级、停车收费标准、车库周边路内泊位数量为自变量,以单位时段停车库平均利用率为因变量,分别建立线性、半对数、双对数停车库利用率模型。然后应用重庆市解放碑中心区配建停车库数据,分别建立上午、下午、晚间时段中心区配建停车库半对数利用率模型。研究结果表明:影响中心区配建停车库利用率的因素具有一定的动态性,建筑物区域位置、服务用途、停车库周边路内泊位数量为最主要因素,且停车库周边每10个路内泊位会对停车库利用率产生1%~7%的竞争性影响。最后结合模型回归数据,从规划、管理、停车行为等方面提出提高中心区配建停车库利用率与均衡性的措施与建议。