全国站间最短径路、特定经由里程算法的电脑实现

最短径路算法以图论为依据，定义了节点、基点、线号，运用外部文件附加里程的手段来实现Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法。采用动态定义节点技术，并增加限制线、开启线、通过线等控制条件，迅速计算全国铁路网、公路网、航空网和水路网等任意两站之间的最短径路里程和特定经由里程。     

混合遗传算法在铁路网车流分配中的应用

为减少铁车流在铁路网上的输送消耗以及均衡铁路线路的利用率,构建铁路网车流分配的多目标规划模型,针对传统智能算法在求解该问题时收敛性弱、易陷入局部最优的缺陷,提出设计自适应规则及退火策略的混合遗传算法进行求解仿真.采用特殊的染色体编码方式满足约束条件,对基本遗传算法的交叉、变异算子进行自适应改进,加强了算法的收敛性,引入模拟退火策略,提高了算法的邻域搜索能力.仿真结果表明,混合遗传算法在收敛代数以及求解性能上均有较大改进,可为车流分配问题提供有效解决方案.     

铁路超限超重货物运输径路综合优化模型与算法

以铁路超限超重货物运输径路决策为研究对象,结合超限超重货物运输特征,构建了边带属性向量和权重向量的超限超重货物运输网络;综合考虑限界、桥梁承载能力、车流平衡等约束因子,以最小化对正常运输组织的干扰、最小化运输里程和最小化运输费用为优化目标,建立超限超重货物运输径路综合优化模型。为便于模型求解,改进戒上型和戒下型隶属度函数定量表达干扰;在采用对数Logistic模式规范化目标函数的基础上构建综合评价函数,将多目标模型转换为单目标模型,并进行了模型一致性证明。设计了启发式径路搜索算法,运用不断修正规范化目标函数权重的实例匹配策略求解模型。实例表明,模型和算法可以快速决策合理的超限超重货物运输径路,满足货物运输的安全要求。     

基于改进遗传算法的赶流列车运行调整研究

开展技术站车流组织与区段列车运行调整的协同优化研究,利用在途列车的运行可调性实现运输区域的"线流配合",可优化运输生产指标。将前方技术站的车流接续需求作为列车运行调整的目标之一,并定义为赶流调整。在分析赶流调整策略及应用场景的基础上,建立了赶流调整模型,设计了基于遗传算法的模型求解算法。算法设计充分结合列车运行调整特点,有效避免了"早熟"及收敛速度慢等现象,适应性好,求解时间能很好地满足列车运行调整需求。可快速验证"线流配合"研究思路中调整目标的可行性,并给出具体的调整措施,为技术站车流组织与列车运行调整协同优化研究的深入奠定基础。     

面向车辆状态信息广播的功率控制算法

针对车载自组织网（VANET）中节点以固定功率发送信息导致的信道资源无法优化分配的问题,以车辆周期发送的状态信息的广播为研究对象,提出一种可自适应于车流密度变化的VANET功率控制算法。该算法通过定义功率控制周期构建并更新直接邻居列表,根据直接邻居车辆的位置来调整发射功率,进而控制节点的广播信息覆盖范围,实现信道资源的优化分配以及节点路由性能的优化。仿真结果验证了所提出算法的有效性,表明该算法能够有效根据车辆密度自适应调整发射功率、降低信道占用率并提高直接邻居数据包投递率,从而保证安全信息的有效传输。     

基于船时效率的岸桥配置优化

在集装箱码头系统中,对船舶进行有效的岸桥配置有助于缓解岸边资源紧张的现状,提高码头的运营效率。针对连续泊位下动态到港船舶的泊位分配和岸桥配置的集成优化问题,对船舶的岸桥配置进行基于船时效率的动态调整,以最小化包括船舶延迟靠泊成本、偏离偏好泊位成本、延迟离港成本和岸桥重新配置成本在内的总成本为目标建立模型,并根据基于船时效率的岸桥配置的调整规则设计了启发式算法,结合遗传算法（GA）对问题进行求解。最终通过算例分析,验证了提出的模型和算法在解决实际港口中泊位分配和岸桥配置问题上的有效性,并通过与未考虑岸桥配置进一步调整的传统GA计算的结果进行比较,证实了提出算法的优化效果。     

基于层次分析法的新能源消纳利用能力优化模型研究

新能源机组规模日益增加,考虑稳态和动态有功平衡约束的优化模型消纳利用能力较差,针对该问题,提出了基于层次分析法的新能源消纳利用能力优化模型研究.建立新能源消纳利用能力综合评价指标体系,实现定量化决策.在确定固定机组组合方式下,计算最大消纳新能源电力,确定新能源最大消纳利用空间.采用层次分析法,分析新能源消纳,在联络线出力上下限、相邻时段出力的调整方向以及交易电量约束条件下,设计新能源消纳利用能力分析流程,以此构建新能源消纳利用能力优化模型.由实验结果可知,该模型消纳能力较好.     

多主体目标优化的动态合作博弈方法*

通过多目标优化和动态合作博弈理论,定义了联盟中多主体目标优化问题,提出了能够适应动态环境的基于合作博弈的多主体目标优化模型。该模型的组成一方面能够利用主体的协作能力,另一方面又能够充分考虑动态联盟的特征,适合大规模网络中多主体协作,避免模型中主体理性和团体理性的冲突。基于所提出的多主体目标优化模型,设计了一种联盟效用分配算法。仿真实验表明,联盟效用分配算法能够使多主体根据最优共识原则,分配各方的合作效用,从而达到多赢的帕累托最优局面。     

城市轨道交通车站通过能力仿真模型研究

以城市轨道交通站前接轨站和站后折返站为例分析了列车在车站的详细作业过程,提出了车站的抽象模型.基于车站模型设计了列车进路搜索算法,开发了车站列车运行过程仿真系统.该系统可以对城市轨道交通车站进行仿真建模,仿真列车在车站的作业过程,并进行车站通过能力的分析计算.     

铁路运输特定经路算法的研究与实现

径路选择和经由计算是关系到铁路运输效率和效益的重要问题。文中阐述了径路计算的概念,讨论了特定经由要求的构成,以及以此为基础的经由规则,提出了铁路运输特定经路算法,在满足经由文件要求对原路径进行调整的同时,保证了路径调整后最短,实现了铁路运输特定经由最短路径的求解,其对应的经由规则也易于检查与维护。此算法解决了传统车流径路系统的计算难点,极大地方便了货物运输计划、技术计划、列车编组计划以及列车运行图的编制,提高了工作效率,同时保证了正确性。     

WSN中层次型拓扑控制与网络资源配置联合设计方法

综合考虑异构无线传感器网络中节点速率分配、簇的划分规则和链路层网络频带资源占用情况, 提出一种基于拓扑控制与资源优化分配的层次型路由算法. 在网络层, 该算法根据成员节点和簇首节点的速率分配机制建立节点流量平衡模型. 在链路层, 分析无线传感器网络频谱共享行为, 研究邻近用户间访问冲突的规避抑制模型, 重构网络频带资源. 通过引入带宽比例因子将可用频带划分成若干子带, 提高网络频带资源的利用效率. 本文基于跨层联合设计思路, 建立一个混合整数非线性规划问题,对异构无线传感器网络中拓扑控制和网络资源分配问题联合设计, 得到最优的分簇结果和资源分配方案. 最后, 在设定网络拓扑中评估性能, 仿真结果证实该算法在网络频带资源充分利用的同时, 可实现最优的簇首匹配和路由建立结果.     

Management,control, and design of integrated networks with real-time dynamic routing

Integrated real-time dynamic routing (IRR) networks provide dynamic routing features for multiple classes-of-service on an integrated transport network. In this paper it is shown that IRR networks allow reduced network management costs since with real-time dynamic routing a number of network operations are simplified or eliminated. These simplifications include eliminating the storage of voluminous routing tables in the network switches, eliminating the calculation of routing tables in network design, simplifying the routing administration operations which require downloading new routing information to the network, and eliminating the automatic rerouting function in on-line traffic management. A new bandwidth allocation technique is described here which is based on the optimal solution of a network bandwidth allocation model for IRR networks. The model achieves significant improvement in both the average network blocking and node pair blocking distribution when the network is in a congested state such as under peak-day loads. In a paper to appear in the next Journal issue we further describe a new algorithm for the transport design of IRR networks which achieves near-optimal capacity engineering. These optimization techniques attain significant capital cost reductions and network performance improvements by properly modeling the more efficient operation of IRR networks.     

一种智能多路径路由及子流分配协同算法

传统单一路径的传输机制难以满足当前以智慧城市为代表的新一代应用对时延、丢包率等网络性能的要求,而现有多路径传输机制在路由算法及子流分配等方面不能根据网络实时状态调整且互相缺乏协同。引入强化学习理论并结合软件定义网络,提出多路径路由及子流分配协同算法。基于Q-learning设计多路径路由算法,并从策略协同角度对其进行改进,实现路由与子流分配的相互协同。在此基础上,通过Q-value的回环消除方法保证路由准确性并提高算法收敛速度。实验结果表明,该算法在网络负载动态变化过程中能实时调整最佳的多路径路由及子流分配协同策略,提高了传输成功率。     

认知无线Mesh网络中基于干扰模型的信道分配策略*

从信道干扰的角度为认知无线Mesh网络提出一种新的信道分配策略。首先对网络进行分层并按层对节点设置不同的层数权值,以此来选择最佳路径,再利用信道干扰模型来选择最佳信道。新策略有效整合了路由和信道分配过程,通过路由的实现来协助节点的信道分配以获得整个网络的最优化性能。仿真结果表明,新算法相比于无线多信道网络中基于链接的信道分配算法,在时延、吞吐量上有明显的优势。     

认知无线mesh网中联合路由的分布式信道分配算法*

多信道技术通过对数据流量进行分流,能够减少链路间干扰,从而提升网络容量。首先针对认知无线mesh网络提出一种有效的联合路由的分布式信道分配策略,该信道分配策略主要宗旨是维持邻域内信道差异。仿真结果表明,新的信道分配算法相比于无线多信道网络中基于链接的信道分配算法,平均吞吐量大约提高了50%,平均时延降低了约50%。在信道约束的情况下,进一步引入了信道合并算法。仿真结果表明,执行信道合并算法后,网络平均吞吐量、时延性能得到了进一步改善。     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

MANET中有利于信道重用的按需信道分配和路由协议

从信道重用的角度出发,设计出一种简单而有效的按需固定信道分配机制和路由的协议(CA-AODV-R)。该协议将信道分配放到路由层进行,通过在路由发现时的RREQ和RREP中携带信道信息来分配固定信道,避免了MAC层动态信道分配协议(如DCA等)需要频繁地调用信道分配算法的问题。CA-AODV-R使用的固定信道分配算法为把数据信道按编号从小到大排列后按每3个划分为一个小组,同一条路由发现路径上的后继节点分配固定信道时优先在其前驱节点的固定信道所在小组内选择空闲信道。仿真结果表明,CA-AODV-R协议相对于单信道AODV能够大幅度提高网络吞吐量和分组投递率并降低网络的端到端时延。     

多信道无线Mesh网络负载均衡路由算法研究

针对无线网状网的网络容量问题,在多信道无线网状网模型的基础上,利用线性规划公式对无线网状网的路由问题进行描述,在此基础上提出了一个负载均衡的路由算法,在对业务请求的路由跳步数进行约束的前提上,通过减少网络链路上的负载,达到提高网络的吞吐量的目的。仿真结果表明,提出的算法能显著提高网络性能。     

基于空洞模型的地理位置路由改进算法研究

针对现有WSN中地理位置路由遇路由空洞后会产生冗余路由的问题,提出一种基于感知空洞形状的分段贪婪路由(Easy Modeling Greedy Routing,EMGR)算法。EMGR引入虚拟坐标概念,利用空洞边界探测包收集空洞边界节点信息,将其映射到虚拟坐标系中;根据空洞边界节点在虚拟坐标系的不同分布,定义凹、凸域来概括路由空洞形状;根据不同的空洞形状找到合适的中转节点,采用分段贪婪路由方式传输数据。仿真实验结果表明,相较于GPSR算法,EMGR算法产生的路由跳数减少了35%,网络能耗低,路径扩张率和网络时延小。     

物流配送中烟花算法结合遗传算法的异质车队路径优化方法

针对物流配送中车辆路径的问题,提出一种烟花算法结合遗传算法的物流配送异质车队路径优化方法。根据优先聚类其次路径的两阶段构造理论将新型群体智能算法烟花算法与遗传算法进行有效结合,首先按运力空间划分聚类区域,并采用改进的遗传算法解决为客户分配车辆的问题,然后通过采用烟花算法对路径排序实现本地路径优化。将该方法的实验结果与经验结果进行了比较,结果表明,所提出的混合算法模型得到的实验结果优于经验结果。