基于混合遗传算法的机场巴士线路优化

以提高机场巴士旅客运送效率为目的,以乘客总体消耗时间最小为目标,综合考虑其他各种约束条件,构建了机场巴士线路优化模型．根据模型特点,采用爬山算法得到初始解,以减少寻优时间;同时采用直接排列的编码方法即节点法进行编码,构建混合的遗传算法求解．通过一个简单算例验证了所提出模型与求解方法是可行和有效的,可为实际规划与理论研究提供参考．     

机场巴士线网可靠性优化模型及算法设计

建立了基于BP神经网络的机场巴士行程时间可靠性预测模型,量化了机场巴士线网可靠性程度,并以可靠性最大化为目标,综合考虑时间、站点、服务等约束条件,构建了机场巴士线网优化模型.然后采用爬山算法获取线路初始解,以可靠性建立适应度函数,采用不同变异率、交叉率设计混合遗传算法进行求解.实例研究结果显示:高峰时段南京禄口机场巴士线网可靠性仅为0.62,城区内路段可靠性较城区外低约15%,整体可靠性水平偏低;采用混合遗传算法的优化过程受交叉率、变异率影响大,较低的交叉率和较大的变异率会增加寻优过程的不稳定性;采用交叉率0.9、变异率0.05的模型时目标函数值为0.79,可靠性水平较优化前提升了11.5%,优化效果显著.该方法为优化机场巴士线网、提升机场对外交通服务效率提供了科学依据.     

基于层面信息的路径优化

根据分层物体快速成型（LOM）中零件逐层累积的特点，从缩短加工时间、提高制件效率方面着手阐述了路径优化的必要性，针对LOM机的运动机理和软件数据结构，给出了扫描路径优化的原理，将图论中的便宜算法用于LOM机的扫描路径优化。     

侧向跑道机场滑行路径优化

为了缓解机场场面交通拥挤状况,提高侧向跑道机场场面运行效率,构建了侧向跑道机场航空器滑行路径优化模型.该模型以航空器加权滑行时间和延误等待时间最小为目标,提出了动态优化航班的优先级的优化方案.将航空器的运行规则转化为相应的数学约束条件,根据侧向跑道机场的滑行道调度问题进行算法设计,运用改进的遗传算法对模型进行求解,以航空器的优先级滑行序列和航空器滑行路径为染色体,基于MATLAB对双链染色体进行编码,并对4种滑行冲突与解脱进行分析.以成都天府国际机场为例进行算例分析,与先到先服务序列进行对比,采用优化方案的序列可以节省42 s,并与蚁群算法进行比对,验证了改进的遗传算法的有效性,可以为繁忙机场的滑行调度提供决策支持.     

基于时间的关键字路网路径规划

为了便于道路网距离的计算、对象文本信息和时间信息的组织和快速获取,改进G-Tree,在索引结构上增加时间戳和倒排序列相关信息,称包含时间戳和倒排序列相关信息的G-Tree为IGT-Tree.并基于构建的IGT-Tree设计了两种推荐算法：一种是基于时间的目标点查询算法,另一种是在目标点查询算法基础上的路径推荐算法.最后,在基于时间的关键字路网通过实验对比G-Tree的算法验证了所提算法的高效性.     

基于路网风险的化工园区疏散路径模型

在分析化工园区事故影响严重程度的基础上,提出了一种基于路网风险的化工园区疏散路径模型。首先,基于化工园区事故的事故统计和事故概率,建立针对性的事故模型并定量计算事故后果及区域个人风险;然后,构建基于路网风险的化工园区疏散路径模型,根据影响疏散人员路网选择的3个因素,即距疏散出口的距离、疏散位置的可疏散空间、疏散位置的风险来计算路网的风险;最后,利用Dijkstra算法计算事故场景下该疏散场景的避开事故影响且疏散时间较短的路径。仿真结果表明,所提出的路径选择模型可以规划出有效避免事故影响范围的、较为安全的疏散路径,有助于化工园区规划应急疏散路径,给疏散人员转移及园区疏散设计提供参考借鉴。     

基于拥堵辨识的城市路网优化模型

为了改善道路交通拥堵状况,在分析城市道路网络交通拥堵博弈关系的基础上,建立了以交通拥堵程度为下层决策目标、经济费用为上层决策目标的城市路网优化双层规划模型.上层模型以管理者对路网运营成本投入最优为目标,下层模型力求路网的出行效率最高,针对该模型提出遗传算法求解流程.以南京市某区域道路网络为例进行分析研究,结果表明:优化后的路网效能优于原始路网,路网运行速度、服务水平均有提升;维护费用及延误均下降.双层规划模型主要针对路网中道路等级低、饱和度高的路段进行改造升级,在一定投入费用范围内实现路网交通拥堵与投入费用的最优平衡关系,能够为路网优化决策提供参考.     

基于遗传算法的单向路网配时优化

为求取单向路网整体配时优化方案,实现路网排队长度最小,构造了路网排队长度模型作为评价函数。考虑到单向路网信号配时的整体性和相关性较强,计算复杂度较高,为降低计算的复杂度,采用遗传算法对路网排队长度模型进行计算,得到优化的配时方案。通过评价指标的对比,表明利用遗传算法进行最优值的计算可以取得很好的优化效果。     

基于缓存技术的路网最短路径查询

分析了目前基于缓存进行路网上最短路径查询常用方法的不足,提出一种支持路网最短路径查询的缓存管理方法.该方法在缓存有限的情况下,有效地选择那些不同但能满足更多查询请求的最短路径,将其放入缓存.提出了缓存代价模型,并设计了缓存构造算法.最后采用真实数据集进行性能分析.实验测试显示,本文提出的方法比现有方法具有更高的缓存命中率,平均执行效率优于现有的处理技术.     

基于缓存技术的路网最短路径查询

分析了目前基于缓存进行路网上最短路径查询常用方法的不足,提出一种支持路网最短路径查询的缓存管理方法.该方法在缓存有限的情况下,有效地选择那些不同但能满足更多查询请求的最短路径,将其放入缓存.提出了缓存代价模型,并设计了缓存构造算法.最后采用真实数据集进行性能分析.实验测试显示,本文提出的方法比现有方法具有更高的缓存命中率,平均执行效率优于现有的处理技术.     

基于先进交通信息的多目标多类用户降级路网双层优化

考虑先进的出行者信息系统(ATIS)与可变信息板(VMS)的共同影响,研究混合交通(普通交通与突增的应急交通)在降级路网中的随机均衡分配及路网的性能优化。利用应急交通可靠度和路段负效用2个目标定义广义路径费用,并基于VMS信息效用与路段广义费用设计了新的路径长度(path size,PS)属性公式,进而构造改进的路径长度logit(PSL)模型;建立以降级路段的最差容量利用系数为优化变量的多类用户多目标双层规划模型,其中,下层是基于PSL模型的混合交通随机用户均衡分配模型。利用应急交通的可靠度定义适应度函数,设计以进化算法为主体框架的优化算法,通过求解获得流量分布、ATIS占有率与服从率以及各项性能指标。研究结果表明:模型与算法是可行有效;相对于随机模拟,优化可以大幅度提升应急交通的可靠性,VMS能辅助ATIS以提升应急交通可靠性并降低全路网的总期望出行时间费用;需求增长对降级路网性能会产生较大影响,但VMS仍能在需求增长时有效优化系统性能。     

考虑需求变化与时变路网的同城货运路径优化

为了使客户得到更加优质的服务,设计科学合理的算法进行车-货匹配并优化车辆路径,结合同城货运平台订单需求实时变化特点,以车辆使用成本、燃油成本、延误或提前到达货主位置产生的违约成本、为避免道路拥堵或产生过大违约成本产生的等待成本最小为目标函数,建立考虑车-货匹配、城市时变路网等约束的车辆路径优化模型。设计一种混合量子粒子群优化算法,决策最优货物匹配方案、车辆路径及车辆运行时间计划方案。研究结果表明：设计改进的量子粒子群算法得到的小规模算例优化解与Cplex优化软件得到最优解的相对偏差为3.7%,但所设计算法的平均求解时间仅需54.84 s,而Cplex的平均求解时间则需8 640.80 s;在合理规划周期内,所提出的路径规划模型可通过调整车辆出发时间有效地将违约成本转化为代价较低的等待成本,或通过牺牲油耗成本降低违约和等待成本从而降低平台运营总成本;当单位等待成本为单位违约成本的30%时,考虑时变路网可有效降低平台运营总成本,当单位等待成本为单位违约成本的20%时,考虑时变路网可降低0.7%的平台运营总成本,当不考虑等待成本时,考虑时变路网可降低10.6%的平台运营总成本。     

基于遗传算法的机场调度优化算法

随着航班数量的不断增长,航空管理系统已不堪重负,机场容量将成为航空运输发展的瓶颈.为了解决机场容量不足问题,本文将机场调度问题分为杌位分配和滑行道分配两个过程,设计了适合于求解机位分配和滑行道分配问题的遗传算法.对停机位分配问题,在遗传进化过程中为促进算法收敛,采用贪婪算法对种群进行优化,并引入模拟退火思想对适应度函数进行修正.对滑行道分配问题,为适合遗传算法求解,首先将问题转化为图的形式,并设计了相应的遗传编码方式.数值模拟实验表明所提算法能够比较有效地解决机位分配和滑行道分配问题.     

基于高铁竞争的机场选址优化

机场选址问题是一个复杂的多属性决策问题.在综合考虑机场建设成本、运营成本、旅客成本的基础上,同时考虑了高铁的高速发展给民航带来的巨大竞争和压力,对以往机场选址模型进行改进,引入单位客公里成本计算运营成本,创新性的提出了应对高铁竞争的机场选址优化问题.同时,分别从决策者和旅客不同利益主体的利益出发,提出了兼顾不同利益 主体利益的双层离散模型.为了描述该问题,建立了高铁竞争下的机场选址双层离散优化模型,最后并进行了算例验证.     

基于连通可靠性的区域路网抗震优化加固

道路交通是地震发生后抢险救灾的重要通道。结合道路单元抗震可靠性以及道路单元重要程度等分析结果,建立路网抗震加固优化模型。模型以加固优化费用最低为目标,保证加固优化后道路单元抗震可靠度和系统抗震连通可靠度达到最低限定值,重点考虑加固优化后系统连通可靠程度最高。采用正交枚举法对满足模型条件的方案进行求解,给出一种路网抗震加固优化方案的设计方法。最后,通过算例验证方法的可行性。     

时变路网环境下多温冷链配送路径优化研究

【目的】生鲜产品在冷链物流配送过程中的新鲜度及货损成本与配送行程所耗时间密切相关,而配送车辆在城市路网中不同时段行驶的速度不同,基于此在考虑了道路交通状况的时变路网特性之后研究配送的优化问题。【方法】针对时变路网环境下的多温区产品配送车辆调度问题,考虑载重质量与车厢容积及时间窗约束,建立由运输成本、货损成本及制冷成本构成的目标为总配送成本最小的数学优化模型,设计基于模拟退火算法的求解程序,并用MATLAB对实例进行求解。【结果】与以往研究中用平均速度方法求解出时间变量的方法不同,通过时变路网理论及模型求解,验证了时变路网环境下冷链配送路径优化模型及算法的有效性。【结论】结合时变路网,改进了货损成本中腐败函数的时间变量求解方法,刻画了各配送车辆每完成一个客户的配送后,车辆剩余货物在余下配送时间里货损成本继续发生的动态过程。