考虑综合成本的常规公交客流分配方法

为改善常规公交客流数据传统调查方法效率低、准确性差,以及常规公交客流分配时对出行成本考虑不全面、个体间出行成本存在较大差距的缺点,开展了考虑综合成本的常规公交客流分配方法研究。以数据即服务为基础开发的手机信令数据平台作为常规公交客流分配数据来源。通过经纬度坐标匹配,得到用户与交通小区之间的空间关系。利用数据仓库工具筛取数据字典索引,界定时间、速度、起终点类型等数据参数,通过时间匹配、路径匹配进行交通方式识别,将用户比例外推扩样至全国人口,得到常驻居民早高峰常规公交通勤起讫点(origin-destination,OD)量。分析常规公交客流个体的出行时间成本、拥挤成本、票价成本,建立以个体利益最大为原则、考虑综合成本的常规公交客流分配模型。将交通小区间常规公交客流分配问题转换为有向赋权图路径选择问题,并采用深度优先搜索与连续平均法混合算法求解,进行常规公交出行方案筛选以及客流分配。选取哈尔滨市典型交通小区为案例,开展常规公交客流分配,并与传统Logit路径选择概率模型分配结果、人工调查结果对比分析。结果表明:模型分配结果与人工调查结果的平均绝对百分比误差为4%,Logit模型为17.5%。模型分配客流后个体出行成本极差、方差、总和分别为0.03,0.0001,1108.35,Logit模型分别为3.28,1.58,1127.02。验证了模型分配客流的准确性以及考虑综合成本的必要性,分配客流后个体出行成本差距更小,更符合利益最大原则。

基于列车开行方案的城市轨道交通多交路客流分配方法

研究基于多交路共线运营列车开行方案的客流分配问题,有利于分析评价列车开行方案编制质量,评估列车运输资源的负荷均衡性。本文选取典型城市轨道交通多交路共线运营列车开行方案,构建基于列车开行方案的共线运营服务网络。考虑乘客在共线区段的路径选择行为,提出轨道交通共线问题的数学模型。通过将客流加载的有效路径求解问题转化为求解共线运营服务网络的最短超路径问题,提出基于发车频率的超路径客流分配方法,构建多交路共线运营服务网络客流分配模型,并提出求解配流模型的混合连续平均算法。算例研究表明,由配流结果计算所得的断面满载率相对偏差最大为4.54%,可以实现运量与列车运力的较好匹配;相同服务频率下,多编组模式下的列车最大断面满载率较单一编组模式下的最大断面满载率低15.64%,多编组开行方案的客流适应性更强。本文方法可为复杂交路设计、列车开行方案编制及优化调整提供依据。

基于相继平均移动法通风网络全局风量优化

针对井下风流状态、巷道面积动态变化,矿井各巷道风量测试值与实际风量间存在误差,直接影响后续通风信息管理及应急预案制定问题,对测试风量进行优化修正,最小化其与实际风量差值。使用最小二乘理念,以节点风量平衡、风量优化幅度决策做约束条件,各节点两次修正值差式满足设定精度做结束逻辑,针对矿井通风网络构建全节点进出风量差值平方和最小化目标函数,并使用相继平均移动算法解算,实现对通风网络全局分支测试风量整体优化,使各分支风量更贴近实际风量。为验证算法合理性,对李雅庄煤矿测试风量进行仿真模拟。研究结果表明:针对通风网络全局,在优化幅度内经98次迭代,所有节点风量进出平差值总和仅为1.0×10^(-5)m^(3)/s,验证了所提出模型算法的准确性。

基于出行时间预算的多模式多类用户城市交通均衡分析

在道路交通与轨道交通组成的多模式城市交通网络中,考虑路径出行时间的不确定性,对用户的交通模式与路径的选择行为进行分析,建立基于出行时间预算的多模式多类用户均衡交通分配模型,设计基于路径配流的求解算法。研究结果表明:该算法适用于路径费用不具备可加性的交通均衡模型的求解;交通需求、路网降级及用户所需的可靠度水平对交通模式及路径选择均具有显著影响;随着交通需求水平的提高或路网降级加剧,用户选择轨道交通出行的份额增加,且可靠度需求较高的用户选择轨道交通的份额增幅更高。

基于路径长度的Logit型随机用户均衡模型

为了克服传统路径选择模型内在的IID假设,将考虑路径长度的Logit模型(path-sizelogit,PSL)引入随机用户均衡模型,构建了基于PSL的SUE模型.通过数学证明该模型的解与随机用户平衡解的一致性,以及模型解的唯一性.基于PSL的SUE模型考虑了路径长度的因素,从而可部分消除由于传统Logit模型对误差项的IID假设而引起的IIA问题.设计了MSA算法作为模型的求解算法,对比分析了考虑路径长度的Logit型随机用户均衡模型和传统Logit型随机用户均衡模型的分配结果,结果表明,在SUE模型中采用PSL模型能够处理各个路径之间长度的差异性.

截断随机出行时间下可靠网络均衡模型

针对现有随机交通网络均衡模型未考虑路径出行时间的有界性和准时到达概率对出行者路径选择行为影响的问题,基于截断随机出行时间,提出了克服其局限性的可靠网络均衡条件,该均衡条件下没有出行者可以通过单方面改变出行路径来提高准时到达概率.构建了该均衡条件的等价变分不等式(VI)模型,并证明了其等价性和解的存在性.设计了基于路径的相继平均(MSA)算法对模型求解.采用Nguyen-Dupuis网络对可靠网络均衡模型和MSA算法的有效性进行了测试.研究结果表明:该算法能够快速收敛到较高精度;与不考虑随机出行时间有界性的模型相比,网络均衡状态下的准时到达概率和流量分布均存在差异,最大路段流量相对变化值达到38.5%;增加出行时间预算和降低出行时间上界均可以有效提高起讫点间的准时到达概率.

基于出行时间可靠性的支路网络均衡分析

通过分别描述各类路段通行能力降级参数,在长期习惯性均衡模型基础上,结合双向支路路段通行能力特征对路段出行时间函数进行拓展,构建了基于出行时间可靠性的城市支路网络均衡分析模型。为了克服模型非凸性引起的求解困难问题,将交通分配的常规相继平均法进行分拆,设计了逐个起点分步实施的相继平均法。算例分析结果表明:在不同的可靠度要求下,出行者对干道和支路选择结果存在差异,越保守的出行者选择支路出行的概率越小。

考虑乘客出发时刻的城市轨道列车时刻表优化

针对单条城市轨道线路,充分考虑乘客出发时刻选择行为,以列车始发站发车时刻为决策变量,构建城市轨道列车时刻表双层优化模型。上层以运营单位及乘客综合费用最小为目标,以列车发车间隔、首末班车时刻、运输供给水平等为约束,建立列车时刻表优化模型;下层以列车容量为强约束条件,在充分考虑个体乘客选择行为相互作用的基础上,建立考虑乘客出发时刻选择的均衡配流模型,从而有效反映列车开行方案对乘客出发时刻选择的影响。根据模型特点,设计遗传算法和MSA算法对上、下层模型求解。通过算例验证模型及算法的有效性,并对乘客期望到达时刻进行灵敏度分析,结果表明:与既有优化方法相比,本文模型能够更为有效地降低乘客出行费用及系统总费用;随乘客期望到达时刻离散化程度的提高,列车超载与低载客现象减少,综合费用、乘客出行总费用及运营费用将下降。

平面湍流混合层流动的统计理论

本文提出了不可压缩粘性流体充分发展的湍流流动的逐级迭代法。此方法能有效地求解脉动速度的高阶关联函数，并修正平均速度和低阶关联函数的精度，应用此方法给出了平面湍流混合层流动的一级近似的二阶、三阶和四阶脉动速度的关联函数，并同实验结果进行了比较，两者符合得较好。

停车换乘条件下组合出行模型及算法

提出了停车换乘条件下组合出行的广义费用表达式,基于Logit模型建立了多模式交通超网络条件下随机用户平衡(Stochastic user equilibrium,SUE)模型,采用连续权重平均法(Method of successive weight average,MSWA)对模型进行求解,并通过一个算例验证了模型和算法的有效性。结果表明:在求解SUE模型时,MSWA法优于迭代加权法(Method of successive average,MSA);本模型和算法有助于确定停车换乘站点的位置、停车换乘的停车费和自行车租赁费。

城市交通网络非稳定随机均衡分析

阐明了城市交通网络流量均衡的不稳定特征,并提出了非稳定随机均衡分析的概念。通过构建基于路网使用者选择行为判断的超级网络,揭示了基于一般简化网络利用随机用户均衡对非稳定均衡网络状态进行研究的不合理性,并通过增加相对独立的虚拟节点与路段修正了超级网络。基于修正的超级网络对路径选择概率进行分析,构建了基于路段流量加载的不动点流量分配模型。针对该不动点模型给出了相继平均法内嵌基于Monte Carlo模拟的随机加载过程的交通流分配算法,并用算例验证了该算法的有效性。通过比较非稳定均衡与弹性需求下的交通网络用户均衡,说明了非稳定均衡概念在交通网络规划中应用的重要意义。

基于铂电阻Pt100的高精度温度测控系统设计

工业生产在一定的温度条件下才会按照预定的方向进行，所以温度控制是保证生产过程正常的必需条件．介绍了一种基于铂电阻Pt100的高精度温度测控系统设计方案，系统以Pt100铂电阻作为测温传感器，采用中值平均滤波消除采样值偏差，用逐次逼近法来消除温控系统的非线性，PID算法通过PWM控制执行机构，从而保证了在-200-601℃范围内0．1℃的测量分辨率，±0．5℃的控制精度．

多类型旅客出行选择的客运专线运价优化模型

为制定客运专线的最优运价,按费用敏感程度将旅客分为3类,用随机用户平衡理论建立了不同运输方式弹性需求的中间层模型和不同铁路运输产品的下层模型.在此基础上,建立了以铁路企业收益最大化为目标的上层模型.用相继平均法求解中间层和下层模型,用粒子群算法求解整个三层规划模型.算例结果表明:取客运专线最优运价时,在运输方式铁路、公路和航空,以及铁路内部产品客运专线与既有线之间,客运专线承担了较大的客运量.

基于车辆可变折算系数的网络均衡模型及其应用

混合交通流是我国交通流的典型特征。混合交通流中,小汽车和其他类型车辆的交通时间延误是不同的,其折算系数值随道路、交通和车辆类型、运输状态的条件的变化而变化。基于此,应视网络的通行能力为可变通行能力。基于可变通行能力的网络平衡才是更接近实际的网络平衡。以影响网络通行能力的车辆折算系数与各种相关因素关系为基础,给出了可变折算系数下的路段流量,并构建了基于可变车辆折算系数的一个全新的多用户网络均衡分配模型。最后,对温州市域公路网进行实证研究。研究结果表明:基于可变折算系数的多用户交通网络均衡模型比固定折算系数的网络均衡模型更接近实际,更具有实际应用价值。

考虑瓶颈路段饱和度的交通需求控制评价

基于起讫点交通量的减少可能导致道路中某些路段的流量增加,分析瓶颈路段饱和度作为交通需求控制评价指标的必要性.提出考虑瓶颈路段饱和度的交通需求控制评价方法,建立双层数学规划模型,提出求解算法.以Nguyen-Dupuis网络为例,设计了15种方案,进行11组数值实验,分析各方案中路网总费用、路网平均饱和度及瓶颈路段饱和度3项指标随交通需求控制强度的变化.结果表明,各方案路网总费用和平均饱和度评价指标差异在2.25%以内,而各方案的瓶颈路段饱和度指标差异较大,最大时达到7.65%,且部分交通需求控制方案可能会导致瓶颈路段拥堵加剧,说明考虑瓶颈路段饱和度指标的重要性.通过分析路径流量的变化,解释了瓶颈路段饱和度变化的内在原因.

用户平衡算法中目标函数值与迭代次数关系研究

在计算机实现用户平衡和随机用户平衡交通分配中应用较多的几种算法,如方向搜索法和相继平均法等的基础上,针对不同阻抗函数条件和多OD点对间流量分配问题中运用这几种算法的计算结果进行对比分析,得出目标函数值、检验数和迭代次数3者之间变化关系。结果显示,各种算法中目标函数值并不完全随着迭代次数的增加而严格递减,检验数的变化也不完全与目标函数值的变化同步,且不同条件下这种目标函数值、检验数与迭代次数的关系也不尽相同。

ATIS影响下的随机用户均衡模型的研究

在考虑交通信息对出行者路径选择行为影响的基础上,将出行者划分为配有"先进的出行者信息系统(Advanced traveler information system,ATIS)接受装置"和"无ATIS接受装置"两类。假定在路网随机变化的情况下,两类出行者均以成本最小为路径选择准则,建立了在ATIS影响下的基于出行成本的随机用户均衡模型,并利用相继平均算法(Method of successive averages,MSA)和蒙特卡罗(Monte-Carlo)法设计了模型的求解算法。最后,通过一个算例验证了算法的有效性,表明该模型能反映出行者在交通信息影响下,做出的路径选择行为能带来一定的收益。

牛顿环实验数据处理分析

运用逐差法、最小二乘法、加权平均法分别对牛顿环实验的数据进行了处理,并对3种数据处理方法进行了比较、分析,从而认为加权平均法是最适合该实验的处理方法.

用逐差法处理数据不科学

逐差法与算术平均法相比较 ,逐差法的偶然误差明显高于算术平均法。

减小噪声和量化误差影响的多阈值FBG波长解调方法

在FBG(Fiber Bragg Grating)传感阵列波长检测中,为提高检测精度和实时性,采用软件算法对FBG波长进行解调检测。利用FBG反射谱的对称性,针对量化误差对反射谱阈值采样点的影响,采用差值法进行直线拟合来逼近真值,减小了量化误差对FBG反射谱阈值点标定的影响,使采样精度提高了一个数量级;针对噪声对拟合直线的影响,采用逐差法减小噪声误差;在差值法和逐差法减小量化误差和噪声基础上,利用多阈值双边缘均值方法对FBG中心波长解调,提高了检测精度和速度。