前向树状紧急疏散网络的自适应性控制策略分析

针对前向树状的紧急疏散网络,提出了一种不需要进行需求预测且具有适应性和强鲁棒性的分散式控制疏散策略.通过分析如何确定典型匝道与快速路交汇点处的最优疏散路线,明确了构建可控疏散网络的基本原则.定义了前向树状紧急疏散网络,并对所构建网络的适用范围和具体风险水平标定处理作了明确说明.针对前向树状网络的典型子结构,给出了可以始终充分利用下游通行能力,且充分考虑上游来流具有较高风险水平特点的具体疏散路线选择及放流策略.在上述典型子结构分析基础上,给出了包括如何逆流向确定路段限制性通行能力、顺流向确定路段最大可行流量以及实时动态调整疏散策略等基本步骤的网络疏散策略.最后,通过一个数值算例,比较了新策略与纯粹上游优先策略、纯粹下游优先策略的运行效率,证明了新的适应控制策略的可行性与有效性.     

基于角色的供需网工作流建模与分析*

目前的工作流建模大多是基于过程的,并没有强调工作流中的角色及其交互过程。基于此,从角色及其交互角度,结合以活动和角色描述工作流的优点,将角色的概念引入到对供需网工作流的研究中来,提出了基于角色的供需网工作流模型,通过实例分析系统地总结了模型建模的方法与步骤。这种建模思想有利于模型结构的完善,有利于提高工作流模型的安全性和正确性。     

基于改进蚁群算法的公交疏散策略研究

针对无预警灾难发生后的大规模人群疏散问题,提出了应急救援的公交疏散策略,通过对动态的疏散路网和疏散者的时间加载离散化处理,采用时空网络和数值分析的方法以疏散总时间最短,伤亡人数最少建立公交疏散的非线性混合整数规划模型,并将整个公交疏散过程与改进的蚁群算法相结合,通过信息素全局更新对疏散模型进行求解,最后以一个简单的公交疏散网络作为算例来求解最优疏散路径。结果表明,通过多次计算不仅验证了改进蚁群算法的有效性,同时求解疏散路径的速度和质量也得到提高。     

考虑上客点选择的公交紧急疏散时空路网模型

为了在灾难发生后及时将被疏散人员引导到合适上客点,并优化随后的公交疏散路线,建立了一个公交紧急疏散的线性混合整数规划模型。新模型不仅考虑了合理的上客点的选择和相应的建造费用,并且利用时空网络技术细致刻画了公交疏散中被疏散者从疏散集结点到上客点的运行轨迹。与已有的研究多采用非线性整数规划技术相比,新模型的线性化特征可以大大提高了模型的求解效率。在算例分析部分通过改变上客点造价和疏散集结点数量等条件,对不同条件下的疏散方案进行了比较分析,验证了模型的有效性。     

城市轨道交通车站序列瓶颈系统优化分析

针对城市轨道交通车站进站设施瓶颈疏解缺乏系统的定量分析、成本模糊的问题,提出车站瓶颈定量分析模型,并在此基础上提出一种新优化策略。首先,建立乘客进站流程图,基于串联和并联混合的排队网络构建系统优化模型;其次,在现有优化策略基础上提出一种新的控制优化策略——变更设施序列,即交换安检设备和自动检票闸机的物理顺序;最后选取上海莘庄地铁站并根据两种优化策略给出具体优化方案,进行仿真实验。3种优化方案均有效减少了乘客排队时间,但总成本差异很大。到达率一定时,与无优化方案相比,优化方案1增加1台安检设备,减少了92.5%的等待时间,总成本增加了3.2%;优化方案2交换安检设备和闸机顺序,减少了80.3%的等待时间,总成本下降了50.4%;而优化方案3即方案1和2的叠加,几乎完全消除了乘客排队等待时间,但总成本却增加29.6%。结果分析表明,该模型能够很好地模拟瓶颈疏解成本,新策略在降低总成本上明显优于传统策略。     

考虑边约束的网络交通流分配及应用*

依据局部近视的用户均衡原则建立了有边约束的网络交通流分配模型。新模型将一般的边约束和放松了的节点流量守恒条件分别转换为两个变分不等式,并将这些变分不等式与一般的基于路段交通流分配模型相结合简化了问题的约束集和求解。利用一般边约束概念,定义了广义的路段和路径行程费用。提出了“优先出牌”与“在途调整弹性”两个择路行为假设,并利用两种假设解释了现实网络中路径流量唯一的原因。依据出行者的择路行为设计了模型的求解算法。数值算例验证了模型及算法的有效性。研究表明,设计的算法可避免迭代求解起讫点对间最短路径,同时体现不     

自动代客泊车背景下的共享停车供需匹配模型及对应禁忌搜索算法

为了减少自动代客泊车车辆在停车场或指定停车区域内的车辆移位次数和距离,从而降低相关的成本和潜在事故风险,在满足共享停车需求的条件下构建了相应的车辆和泊位匹配优化模型.考虑到无人驾驶车辆停车中可自由移位的特征,将共享停车的需求和供给在时间上加以细分,与决策变量和可行解对应定义了匹配、匹配条和匹配图的概念;通过概念转换将求解匹配图的有效邻居转换为经典指派问题,并利用匈牙利算法加以求解;针对匹配模型的NP-hard特征,设计了对应的禁忌搜索算法.数值分析不仅验证了模型的合理性和求解算法的有效性,也证实模型与方法可处理有人驾驶的共享停车匹配问题.结果表明,利用自动代客泊车可以进一步提升共享泊位利用率,增加可停放的共享车辆数.     

防治公交串车的近似动态规划法

公交串车是公交系统运行失效的集中体现。为防治公交串车,建立了公交线路运行的近似动态规划模型,从而实现公交线路的动态自适应式控制。利用Q学习算法和基于人工神经网络近似的价值函数求解上述模型可以得到公交线路控制的最优策略,即基于系统状态确定站点滞留时间的状态价值函数。新的防治方法不仅可以利用仿真模型细致刻画公交线路的实际运行过程,而且可以动态整合在线和离线数据实现控制策略的动态优化调整。数值分析验证了新方法的有效性。与无控制情景相比,新方法可以不仅能防止公交串车发生,而且可有效降低公交车头时距的波动。     

快速路系统控制器构造与算法设计

快速路系统由于拥挤的产生而影响其利用效率。为了消除拥挤,在假设快速路系统中的驾驶员完全服从命令并能即刻调整其运行状态的基础上,提出了密度控制器的构造方法。宏观层次,此密度控制器依据最优交通状况来计算速度值,然后把所得的速度值发给行驶的车辆。微观层次,每个车辆都即刻按此速度行驶。然后在此基础上,设计了一个适时、高效的算法。仿真实例既表明了每一段的交通密度都指数收敛于期望的交通密度,同时也论证了所提方法在降低拥挤方面有显著的提高。     

基于直线型反λ基本图的交通流分配模型及算法

针对现有交通流分配理论难以处理路段拥挤状态的问题,以直线型反λ交通流量、密度和速度基本关系图为基础,提出了给定路段交通状态下的静态交通流分配新方法。首先通过分析基本关系图,得到两阶段的路段行程时间函数;其次,通过引入路段交通状态指标量,构建节点流量守恒方程,建立了系统最优和用户均衡交通流分配模型;最后,针对非凸的用户均衡模型,通过线性化目标函数中的非凸项,设计了一种有效的分支定界求解算法。数值算例验证了新模型和算法的有效性;新理论扩展了现有路段行程时间函数过于片面的单调递增特征假设,可有效处理路段拥挤状态,提高现有理论的实用性。