基于Max-plus代数法的市域铁路快慢车运行特性

目的:为编制市域铁路快慢车模式的运行计划和检验快慢车方案的鲁棒性,针对快慢车运行特点,提出一种基于Max-plus代数法的市域铁路快慢车运行系统的闭环模型。方法:将列车运行系统作为典型的离散事件动态系统,定义其模型变量与参数,同时定义系统约束规则;基于Max-plus代数法建立列车运行系统Max-plus开环线性模型,并进行了快慢车模式下开环线性模型的变换;基于Max-plus代数法建立列车运行系统Max-plus闭环线性模型,并以一段计划开行快慢车的市域铁路作为算例,对该算例建立闭环模型,并求解与分析输出演化过程,最后通过状态转移变量矩阵的求解结果生成列车运行时刻表。结果及结论:该算例的快慢车运行系统稳定,一个周期系统的缓冲时间为291 s;通过单参数摄动情形下的鲁棒性分析获得了使快慢车运行系统保持运行一致均衡性的摄动元取值区间;首班车在始发站的出发时刻不具备鲁棒性,当第4列列车为快车时,其越行后成为第3列列车,该列车在越行站越行时刻不具备鲁棒性。

基于Max-Plus代数的列车运行图稳定性分析方法研究

列车运行图是行车组织工作的基础,其稳定性关乎整个路网线路的运输效率和运营质量。为评估列车运行图的稳定性,通过分析列车运行间隔限制、接续限制、运行线路限制3类列车运行过程限制事件的逻辑关系,总结出列车运行过程具有典型离散事件动态系统(DEDS)特征;采用Max-Plus代数求解DEDS分析理论,探索Max-Plus代数与运行图限制事件的映射关联,建立列车运行图稳定性分析的Max-Plus代数模型;通过模型计算,求解Max-Plus代数最大特征值及运行余量时间矩阵、延迟传播时间矩阵,并以此定量评估列车运行图稳定性。经过实验算例的建模、计算及指标分析,表明采用Max-Plus代数可以科学评估列车运行图的稳定性。此分析方法可为铁路部门改善运行图铺画质量、降低晚点造成的影响,提供有效的参考。

极大代数方法在轧钢厂DEDS中的应用

本文用极大代数方法对某轧钢厂建立了离散事件动态系统（ＤＥＤＳ）模型，在周期分析与配置理论的基础上解决了最优调度与控制问题．

一种新的Petri网推理算法在贫血诊断中的应用

针对贫血诊断的特点,将Petri网模糊化为模糊Petri网。提出了一种全新的模糊诊断推理机制。先采用逆向搜索策略对初始模糊Petri网进行约简,以减小推理网络的规模,加快推理速度;之后利用融合了极大代数运算的不确定性并行推理算法,确保较准确地推断出结果。最后,给出了一个实际贫血诊断算例。

一类DEDS最优调度问题的解法

本文提出了带存储器生产线的一类新的最优调度问题，给出了最优调度目标函数的具体形式，指出它不是凸函数；在一个变量时给出了最优调度的公式解，在多个变量时得到了一个迭代寻优的算法。

机器人制造单元的建模与任务调度策略

机器人资源的合理分配和调度是提高制造单元系统柔性的关键。本文针对一类机器人制造单元的最小周期调度问题 ,应用极大代数方法建立了单元系统的调度模型 ,提出了基于禁忌搜索的启发式调度策略 ,并给出了初始可行解和搜索邻域的构造方法 ;最后 ,通过具体的运算实例 ,验证了所提出方法具有较高的效率 ,能够解决较大规模的最小周期调度问题 。

串行生产线生产与库存的最优控制

串行生产线属于最简单的离散事件动态系统 ,在对其进行计时Petri网描述的基础上 ,应用极大代数理论分析了这一多周期的生产过程。以此为基础 ,应用变分法建立生产与库存控制模型 ,以各工作站的生产率为控制向量 ,以整个串行生产线的生产率为目标函数 ,得出如下结论 :若使目标函数最大 ,生产线上瓶颈工作站的位置应尽量靠近生产线尾端 ;生产线上各工作站的生产率应呈依次下降的趋势 ;

极大代数上线性系统的最小实现

研究极大代数上线性系统单输入单输出的最小实现问题.给出了存在2维最小实现的充要条件,该条件是用无穷序列{gi}0∞元素之间的关系描述的,因而容易判断;同时,用涂奉生提出的结构标准形和最小实现算法给出了2维最小实现的构造方法,从而完全解决了2维最小实现问题.作为以上结果的推论,指出了涂奉生猜想在维数小于等于2的情况下成立,并通过反例说明涂奉生猜想在大于2维的情况下不成立.

一类 DEDS系统的最优控制与调度(英文)

用 Cohen的极大代数方法对 flow-shop系统 ,建立了含缓冲区容量的状态方程和带控制项的输出状态方程 ,证明了系统没有缓冲器无阻塞均匀时间控制的充分必要条件是一类线性状态反馈 ;变序集上周期最小的最优控制可以转化为一个求解旅行推销员问题 ,而最优调度恰好是一类特殊的最优控制 .所论系统的重要参数均可通过工时矩阵直接表示出 。

基于Max-plus方法的列车运行图稳定性评价

列车运行图是铁路运输组织重要的技术文件,因而列车运行图质量的评估历来受到铁路部门的重视。而列车运行图稳定性是评估工作中的重要内容之一,它是指列车运行图在实施过程中出现列车晚点的概率和消除晚点以及晚点传播的能力。本文介绍max-plus方法,并将该方法引入列车运行图稳定性评估工作。建立用以评价列车运行图稳定性的恢复矩阵,提出评价的定量指标,并应用Matlab编程实现了恢复矩阵计算分析的自动化。Max-plus的应用需要与图论等方法结合,比较复杂,应进一步研究。

面向自动化装配的一类智能混杂系统

针对混杂系统理论和方法尚不能处理不确定性以及意外事件的发生等问题,将已有的智能理论和混杂系统理论进行有机结合,是一项有效的解决途径。在分析自动化装配中连续和离散变量组成混杂系统基础上,提出了集成装配计划和调度的一类智能混杂系统,给出了智能决策接口以及和智能技术的互连,分析了基于模糊神经网络和粗糙集的智能解决策略,使一类混杂系统具有智能决策功能。通过对一自动化装配实例建立极大代数模型和神经网络的仿真实验,验证了系统分析方法的可行性和有效性。

随机加工参数串行生产线的性能估计

研究加工参数服从一般分布，重复批量加工ｎ种不同工件的随机串行生产线．给出了一个稳态加工周期的存在性条件，得到稳态加工周期、生产率。

多产品间歇生产过程离散事件的建模与分析

本文根据多产品间歇复杂生产过程离散事件活动的特点，建立了ＦＩＳ．ＮＩＳ．ＵＩＳ．ＺＷ及ＭＩＳ情形在极大代数意义下的“线性”模型．基于所建立模型分析可以得到过程的生产时间和生产周期，以及求解过程的一些生产控制问题．

串行生产线的数学模型及其性能估算

本文利用Cohen等人提出的DEDS的极大代数上线性系统理论,建立了串行生产线的状态方程。利用这线性模型,得到了系统的稳态运行的有关结果,并估算了参数扰动对系统性能的影响。

康复机器人上肢传递系统的周期稳态与自主控制

研究康复机器人上肢传递系统的周期稳态和自主控制.运用计时事件图和极大–加代数方法,建立康复机器人上肢传递系统的数学模型,给出传递系统的周期计算公式、周期稳态的扰动估计范围和自主控制策略,并分析周期稳态相对于参数扰动的鲁棒性.周期稳态的扰动估计可用于提高上肢康复机器人工作的精确性和柔顺性,而自主控制策略有益于保证上肢康复机器人工作的实时性和安全性.扰动估计和自主控制方法易于计算,并有助于上肢康复机器人传递运动智能辅助系统的设计、控制和优化.

基于极大代数法的铝板轧制过程优化调度

本文以极大代数法为建模工具,建立起铝板轧制控制系统的模型.根据轧机与工件之间的加工条件规则,构造轧制系统的多队列多服务器模型.通过对基于极大代数法的生产线闭环线性模型的分析,研究了不同的铝板轧制队列对系统稳态周期性能的影响.以最短轧制周期为优化目标,运用摄动分析法对调度队列进行研究;通过周期配置得到铝板轧制的优化调度方案.

认识基于数据驱动的工业过程控制

由于复杂工业系统多数难以建模,基于数据驱动的控制与优化近年来受到广泛关注。实际上,基于数据的控制研究已有一段时间,关于基于数据的控制发展方面的较全面综述可参考[1]。此外,某期刊集中刊登了关于基于数据的控制、调度、优化、故障诊断和容错控制方面的专辑。在这篇通讯中,仅就所了解的几个方面,结合研究介绍对这一方向认识及可能的发展,如随机分布控制,基于数据的运行控制,(max,+)代数,脑电信息与过程数据的融合问题等,不到之处敬请谅解与更正。

DEDS的不可简约系统矩阵的周期性稳态分析

由在 ( m ax,+ )上建立的 DEDS的状态空间表达式数学线性模型和描述闭环线性模型系统行为的递归方程组 (称为原始系列 )及对偶系列 ,对 DEDS行为的周期性与谱射影矩阵的分析 ,得到其递归方程组的解 ,从而确定 DEDS的系统矩阵具有周期性稳态过程 .

基于极大代数的阻塞流水车间启发式动态规划调度算法

基于极大代数理论,引入任务排序函数与时间D子集,建立阻塞流水车间排序与调度代数模型,并提出启发式动态规划调度算法,实例计算表明算法十分有效.

基于蚁群算法的双线铁路列车运行调整研究

将列车运行调整问题归并为大规模job shop调度问题,借助引入的列车路径矩阵、列车通过顺序矩阵,构建了双线铁路列车运行调整的优化模型。针对模型解空间大、约束条件复杂的特点,提出了先利用蚁群算法优化列车铺画顺序,后运用极大代数法安排列车到发时刻的求解方法。仿真试验表明,算法的效率和稳定性可以很好的满足行车调度指挥的要求。