城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

基于路段转移采样的最优路径集计算方法

为了不计算路段阻抗而获取起点到终点的多条最优路径，提出一种基于路段间转移概率并通过路段转移采样来计算最优路径集的方法(最优路径集路段转移概率法):首先，通过分时段、分区域来获取路段间转移概率，采用时段划分将交通状态随时间变化的影响纳入考虑，利用交通小区代替给定起点和终点，避免了路网中起点与终点数量巨大、特定点对之间数据量不足的问题; 然后，基于路段转移采样进行轨迹采样并获取最优路径集。该方法不需计算路段阻抗，对数据要求低，计算简便。案例分析表明:利用最优路径集路段转移概率法得到的计算路径与实际路径的涵盖程度高，区域划分大小对结果影响较小，时段划分可有效反应交通状况。     

计及可靠性的配电变压器组年度检修计划优化

针对已有基于经济性的配电变压器组检修计划研究鲜有计及可靠性约束的现状,在设备状态评价的基础上,分析检修模式对变压器故障率的影响,以计划检修费用和随机故障停电损失费用之和最小为目标,建立计及可靠性约束的配电变压器组年度检修计划优化模型。该模型对配电变压器的检修时间和检修模式进行优化决策以得到经济性最优的年度检修计划;并采用基于实数编码的自适应遗传算法进行求解。结合RBTS Bus2系统进行算例分析,计算得到经济性最优的检修计划及经济性指标;并分析可靠性约束对系统总费用的影响。     

基于逆向物流的维修供应链及其库存模型

分析了基于逆向物流的维修供应链流程,从正向和逆向2个方面分别对维修供应链中的物流和信息流进行阐述,归纳了其区别于一般闭环供应链的特点.探讨了维修供应链中备件双源库存管理的困难性,分析了备件双源流动的过程.研究了一种单修复期、多生产期的维修备件库存模型,在备件的需求量和回收率确定,以及不存在缺货的假设条件下,以单位可用件的平均费用最少为目标,求解出最佳单次生产批量和最佳单周期内的修复量,为合理分配新旧2种备件比例提供依据.     

基于NSGA-Ⅱ算法的多目标公交调度优化模型

针对传统公交调度方案容易导致运营经济成本和乘客时间成本的不合理分配问题,提出了一种基于NSGA-Ⅱ算法的多目标公交调度优化模型。综合公交车辆运营成本、乘客出行成本及乘车舒适度三个目标函数,建立公交调度优化模型,通过非支配排序遗传算法对模型的pareto最优解进行计算。最后以深圳市某路公交为实例,通过采集线路参数,计算得到该线路最优发车间隔。验证了NSGA-Ⅱ优化算法在公交调度中的有效性,对公交运营与线路改善有一定的借鉴意义。     

季冻区水泥路面预防性养护时机的选择

养护时机的选择对于路面预防性养护至关重要,为了确定最佳的水泥路面预防性养护时机,以美国的MEPDG平整度模型和牛开民-田波平整度模型为理论基础,将历史管养数据和调查数据作为基础,构建出了季冻区平整度预测模型,进而可以比较准确地预测不同路龄时的路面平整度,最终以中国水泥混凝土路面的标准建议值为参考来确定季冻区水泥路面的最佳养护时机。结果表明:基于MEPDG和牛开民-田波模型构建出的季冻区水泥路面平整度预测模型其预测值与实测值具有较好的线性关系,拟合度高达0.88;错台量和断板率得到的最佳预防性养护时机相差较大,其中,基于断板率得到的最佳养护时机是较为合理的,基于错台量来确定最佳养护时机可行性较低;综合基于平整度和基于损坏得到的最佳预防性养护时机,确定的季冻区水泥路面高速、一级公路最佳养护时机为通车后5 a,二级公路最佳养护时机为通车后7 a。     

大城市铁路主要客站接驳效用计算模型及分析方法

大城市居民铁路出行的接驳效用对居民出行总成本及铁路客流分担率均有重要影响.针对以往城际出行研究中城市内分区的考虑不足,提出城市内市级、区级、街道级和街区级4种层级的分区规则.根据不同层级提出相应的路网构建及所需变量,构建效用计算模型并分析其内涵差异,通过接驳时间、总成本的偏差值来分析分区层级对效用计算的影响.结果表明,街道级别为合理的分区层级,以道路网为简化的公交网可以满足精度要求,同时可减少大量的工作量.案例验证了方法的可实施性和有效性.     

具有恶化效应、资源分配、速率修正和松弛工期的排序问题

研究带有松弛工期指派的单机排序问题,工件的实际加工时间同时受到恶化效应、凸资源分配与一次机器速率修正活动的影响。为确定工件的最优排序、速率修正活动的最优位置、最优的公共容许流和最优的资源分配量,使2个约束目标函数极小化。第1个目标函数是在满足资源总量有限的条件下,极小化总惩罚费用,即提前、延误、公共容许流和时间表长的加权和;第2个目标函数是在总惩罚有限的条件下,极小化资源消耗总费用。将上述问题分别转化为指派问题。当速率修正活动位于不同的位置时,选取使得目标函数最小的解为最优解。对2个问题分别给出多项式时间算法,算法的复杂度为O(n4),其中n为工件的数量。用数值算例分别验证2个算法,说明给出的求解算法比较有效。     

基于Greenshields模型的瓶颈路段拥挤收费问题

基于Greenshields模型,描述了瓶颈路段上流量的演化过程,并计算每个时刻出行者的出行费用。通过出行费用与流量的关系调整每个时刻流量的分配,直至达到用户平衡状态。文中在拥挤时段设置了一定水平的收费,并分析了收费后路段上的流量分配情况和拥挤状况。在现象分析后得到了较好的收费水平和收费时段,以及收费对缓解交通拥挤的作用。     

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.     

策略性等待下Y型瓶颈的单步拥堵收费模型

本文针对包含至少一个上游瓶颈路段和一个共用的下游瓶颈路段的Y型交通路网,研究了策略性等待单步收费条件下早高峰期间通勤者的出行行为和最优道路拥挤收费方案。基于出行者的出发时间选择遵循用户均衡准则的假设,推导出了不同汇合规则下用户均衡的流入率和个人出行成本。依据出行者的出发时间选择规律,进一步推导出了最优的道路拥挤收费时段和费率。研究发现,策略性等待单步收费可以有效降低交通网络的系统总阻抗,但可能会增加出行者的个人出行成本。此外,还发现收费的有效性不但与汇合规则有关,还取决于上下游瓶颈路段通行能力的相对大小。该研究验证了Y型交通路网上存在Braess诡异现象,即扩大上游路段的瓶颈通行能力可能会引起系统总出行成本的增加。     

预防性养护技术的利用

随着公路建设的迅猛发展,路面养护备受关注。预防性养护技术在国外得到了广泛应用,其在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用等方面具有重要作用。实施沥青路面预防性养护,能有效改善路面技术性能,及时修复路面微小病害,防止水分侵入破坏路基,使路面整体结构始终得到保护,不致产生严重损伤,从而减少铣刨、翻修次数,延长路面使用寿命,保持路面良好的服务状态,进而大大节省维修费用。目前国际上普遍认为,用较少的费用取得较好的养路效果是个很重要的研究课题。所以,研究开发高等级道路沥青路面预防性养护技术,实施沥青路面预防性养护是我国公路养护维修以及社会经济可持续发展的迫切需要。     

基于随机退化的串行生产系统机会维护模型

为了降低生产系统故障频率及维护成本,保证系统的安全运行,通过建立成本分析模型,对随机退化的串行生产系统提出了一种机会维护的建模方法.首先应用定态gamma分布对各设备的随机退化过程进行建模,在此基础上引入不完全维护的整合退化量恢复因子,提出了基于条件的机会维护策略.考虑设备退化的随机性,以总成本为优化目标,建立了有限时间内维护成本的分析模型.最后通过实验分析,确定了系统维护成本和检测周期以及机会维护成本之间的关系.分析结果表明,该机会维护建模方法是可行、有效的.     

蒙特卡罗仿真在设备预防性维修周期确定中的应用

应用蒙特卡罗仿真对故障规律满足威布尔分布的设备进行了预防性维修周期的优化，详细推导了小修方式下随机数的抽样方法，给出了仿真分析的一般步骤，并对该模型进行了仿真分析，并用数值解法的结果验证了仿真结果，表明仿真具有较高的精度，是一种研究设备维护策略的有效方法．     

考虑故障相关的两部件系统机会维修策略

在考虑类型Ⅱ故障相关的基础上,为降低两部件系统的维修成本,该文研究了年龄预防性维修与机会维修相结合的维修策略。通过更新过程理论建立期望维修成本率解析模型,并以系统期望成本率最低为优化目标,确定最优机会维修策略。将该维修策略应用到某石化企业循环氢压缩机的维修中,验证了该策略的可行性,并确定了影响维修成本的敏感因素。研究表明:在故障相关的两部件系统中,当系统满足一定条件时,采取年龄预防性维修与机会维修相结合的维修策略能够较明显地降低系统维修成本,对企业设备维修有实际指导意义。     

基于双层规划的公航联运旅游交通网络规划研究

为了满足旅客多样化的出行需求,规划旅游交通网络,本文基于旅客联运出行视角,提出一种新的公路-通用航空短途运输联运（公航联运）方式,构建了公航联运旅游交通网络双层规划模型。上层以旅客出行总时间最短和交通网络线路运营总成本最小为目标,设计交通线路方案,下层模型以单个旅客出行时间最小为目标,对线路进行客流量分配。采用遗传算法求解模型,通过实例分析表明,构建的公航联运交通网络模型具有科学性,合理性和可行性。     

机器具有可用性限制的加权总完工时间问题

研究一种带有学习和恶化效应,并且机器具有可用性限制的排序问题。讨论的目标函数为加权总完工时间的单机和两台机器的平行机问题。在某些实际生产过程中,工件加工时间的变化既受生产设备长时间使用,导致恶化现象的影响,也受生产设备或工人加工效率提高的影响。因此,在这种模型中,工件的实际加工时间不仅与它的所排位置有关,而且还与工件的开始加工时间有关。此外,由于机器发生故障或进行维护与保养等原因,导致其在某一区间内无法加工工件。针对某种学习和恶化效应模型下机器在任意时间段维修的单机和2台机器的平行机的某些情况,分别给出了拟多项式时间动态规划算法,分析了算法复杂性,并给出相应数值例子表明算法的有效性。     

基于模糊决策网格的维护策略选择模型

以传统决策网格为基础,通过模糊化方法建立了维护策略选择模型.以平均故障时间和故障频率作为决策变量而构建决策网格图,建立了不同网格区域所代表的维护策略以及决策变量的隶属函数,运用模糊加权平均算法评估设备备选维护策略的满意度,同时,建立维护策略成本满意度的模糊集,运用模糊加权平均算法确定其最优维护策略.实例分析结果表明,运用模糊理论所构建的维护策略选择模型较好地解决了传统决策网格的决策偏差,考虑了决策变量权重与策略成本而具有较好的灵活性和实用性.     

带缓冲的串行生产系统预防性维护策略

为了保证产能的同时能有效降低系统单位时间运作成本,提出了带缓冲区的串行生产系统预防性维护决策模型.首先,通过分析系统运行过程中的缓冲变化,提出同时考虑上下游设备故障及其缓冲区的周期性维护策略.在此基础上,结合串行生产线的特点,以总维护成本最小化为优化目标,建立有限时间内的系统维护成本分析模型.最后,构建求解最优缓冲量和维护时刻点的演化迭代算法,并对模型进行实例分析,结果表明构建的模型是有效且实用的.     

带有可控性维护的单机调度问题研究

为在附加费用不大的条件下,通过最小化工件完成时间之和来减小work-in-process中的库存,尽可能使工件按期交付,在将工件调度与机器维护统一进行考虑的模型基础上,提出了带有预防性维护的单机调度问题,并对其进行了建模.将机器的维护周期适当放宽,以便在保证总的附加费用不超出预先给定的一个常数的前提下,实现工件的完成时间和的最小化.对工件加工允许中断的情况给出时间复杂度为O(n*ln(n));对工件加工不允许中断的情况给出一个启发式算法,其时间复杂度为O(n2).由该启发式算法很容易得到问题的可行解,从而为问题的进一步研究打下了基础.