融合交通态势修正的台风灾害后多维度智能调拨策略

针对台风灾害后交通信息不确定、调拨策略考虑维度不足等问题,提出融合交通态势修正的台风灾害后多维度智能调拨策略。采用历史交通态势数据拟合道路通行时间概率分布,并基于拉丁超立方采样对交通态势进行随机抽样,以计算更准确的道路通行时间。考虑交通、电网、用户等多维度,以抢修队伍、抢修物资、应急发电车等作为调拨主体进行台风灾害后抢修调拨,提出考虑调拨距离、恢复时间、失负荷量最优的多维智能调拨策略,利用模糊隶属度函数求取帕累托前沿最优调拨方案。根据2018年台风“山竹”下的珠海市数据验证调拨策略的有效性。算例结果表明所提多维度智能调拨策略能有效缩短台风灾害后恢复进程,提升电网防灾减灾能力。

交通网络和电力网络融合承载力的研究综述

电动汽车作为交通电气化的核心,对减少温室气体排放和提高能源效率起到了积极的作用。显著增长的电动汽车保有量和市场占比对充电基础设施产生了一定的影响,如充电设施不足和电网负荷波动等问题凸显。本文深入梳理了交通网络承载力和电力网络承载力的基本概念、计算方法和评估指标,分析了交通与能源网络两网评估方法与两网融合韧性,并探讨了交通-电力融合系统潜在的挑战与策略;揭示出目前亟待开展的研究领域并指出了未来的研究方向,以期提高充电设施效率,缓解交通拥堵,保障电网稳定运行。

基于集装箱卡车GPS数据的港内物流通道区域交通状态识别

为解析港内物流通道区域路网交通的时空分布特征,探索高效的港内物流通道交通管理和优化方法,基于某港内货运集卡的真实运营和轨迹数据,对港内货运物流通道的交通状态识别与划分进行了研究。首先,应用H3网格对DBSCAN算法进行改进,构建了基于网格领域的区域交通状态时空矩阵,对案例港内货运路网区域进行识别划分。然后,结合港内船舶装卸作业生产特征,对造成港内物流区域瓶颈点进行分析总结。研究结果表明,案例港口码头前沿的装卸区域、堆场道路及与主干道交叉区域的交通状况尤为复杂,是影响港内运输效率的关键区域;在多船舶不同装卸作业场景下,同一装卸泊位对不同货运通道的制约力存在显著差异。研究可为识别和解析多船舶装卸作业场景下港口物流通道潜在“热点”区域及特征、探索缓解港内物流通道货运交通压力的措施及提升港口总体生产作业效率,提供新的思路和方法。

考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略

针对极端事件导致的配电网大面积停电现象,在路-电耦合背景下,提出一种考虑移动式储能调度的配电网灾后多源协同孤岛运行策略。首先,基于路-电耦合背景下的灾后运行框架,以加权切负荷量最小为目标,同时考虑交通流量的变化对移动式储能调度过程的影响,建立多源协同孤岛运行模型;然后,根据所建模型的特点以及决策需求,基于两阶段优化框架制定孤岛运行决策流程,确保失电孤岛区域与含本地电源区域负荷恢复的协调进行;最后,采用IEEE 33节点配电网与29节点交通路网相耦合的算例进行分析,验证所提策略的有效性。结果表明,所提孤岛运行策略可以充分发挥各电源在配电网灾后恢复时的协同能力,实现了有限电能的最优分配和转移,有效提升了配电网灾后恢复效果。

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型。通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真。这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点。文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析。分析的结果表明:不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著。

动态路-电耦合网络下电动出租车快速充电引导及其定价策略

电动出租车作为快速充电及路-电耦合网络的主要参与者,其连续行驶-充电行为严重影响了路-电耦合网络的运行状态,为此提出了基于路-电耦合网络的电动出租车快速充电引导及其定价策略。首先,提出了电动出租车在路-电耦合网络下交通流-能量流-信息流的交互框架;然后,提出了交通网的信息动态更新策略,建立了单辆电动出租车模型用于模拟电动出租车的连续行驶-充电状态切换行为;在此基础上,提出了路径规划与交通网信息更新同周期的动态导航及考虑下一寻客点的选站决策方法;最后,根据站内负荷和选站负荷进行虚拟负荷预测,提出了基于虚拟负荷和利用率均衡的充电站定价策略。算例仿真结果表明,所提方法能够均衡充电站负荷,缓解交通网的拥堵状况,提高电动出租车的运营收入。

方格网络上用户均衡行为效率损失研究

针对用户出行时追求费用最短的路径,而不考虑其它用户如何选择路径,在一般网络中导致系统费用较高的问题,从实际出发,本文重点讨论特殊网络-方格网络上纳什均衡流与系统最优流之间的关系,研究了用户均衡行为的效率损失。研究结果表明,在方格网络上,当路阻函数是系数非负的线性函数和二次函数时,用户均衡行为的效率损失分别是0和0.35,而一般网络中用户均衡行为的效率损失分别是1/3和0.626,说明方格网络具有较好传送流量的功能。该研究为道路建设部门进行道路改造和增加新道路设计提供理论依据。

基于距离自适应和有效共享路径感知的光疏导方法

针对灵活网格光网络中如何节约转发器与频谱资源的问题,该文研究了多点到多点组播业务的光路环路由机制,提出一种基于距离自适应和有效共享路径感知的光疏导方法。通过设计一种基于距离自适应的预处理机制,该疏导方法能根据业务成员节点的分布特点和距离自适应准则灵活地为业务构建光路环;在路由与频谱分配阶段,该疏导方法通过构造一个面向光疏导的业务决策矩阵和一个优先调度向量,将业务疏导到与当前业务具有有效共享路径最多的已路由业务上,并优先分配所需的频谱空间以提高光疏导的成功率,实现节约转发器与频谱资源的目的。仿真结果表明,该文提出的光疏导方法可以有效地减少业务消耗的转发器数目和子载波数目。

基于访问量预测的教育资源网格副本放置策略

副本放置策略是数据网格副本机制的关键问题。针对教育资源网格环境,提出了基于访问量预测的副本放置策略(FATBRS),并介绍了基于历史数据的访问量预测(FATTHD)和基于人工神经网络的访问量预测(FATANN)两种访问量预测方法。FATBRS策略有效降低了用户的访问延迟,仿真实验证实了该策略性能的优越性。

灵活栅格光网络中一种新型TV-RSA算法

针对灵活栅格光网络中时变业务的路由和频谱分配问题,提出了面向流量均衡的最优最短路的路由和频谱分配算法。通过灵活的频谱扩展收缩策略指导频谱的分配,同时借助流量均衡的路由分配策略,使得网络中相邻的光通路在不同时刻共享部分频谱资源,以提高频谱的利用效率。

考虑街区尺寸的不同交通方式广义出行成本分析

我国的城市规划理念逐渐从封闭小区转向开放街区,以实现街区内部道路公共化,优化路网布局.但不同街区模式对城市交通的具体影响缺乏定量研究.为此,本文区分街区内外部出行,分析了街区尺寸对城市路网交通性能(出行距离、时间及转弯次数)的影响,并基于出行时间和费用,构建了各种交通方式广义出行成本,分析其在不同街区尺寸下的变化特征.结果表明,给定路网规模下,街区尺寸越大,平均内部出行时间占比越高,越不利于公共交通出行,例如当街区尺寸为600 m时,公共交通方式下的平均内部出行时间占比高于私家车10%.未来城市规划需更多地考虑街区尺寸的影响.

基于出行模拟的电动汽车充电负荷预测模型及V2G评估

提出一种交通路网约束下用户出行模拟的电动汽车充电负荷时空预测模型。首先,建立计及交通道路网络拓扑,道路-阻抗函数关系和区域功能特性的交通道路模型。其次,构建不同复杂程度的出行链模型模拟用户出行特性,运用Dijkstra算法选择耗时最短的行驶路径,进而采用蒙特卡洛方法模拟区域交通路网和出行链双重约束下,家用电动汽车充电负荷工作日1 d内的时空分布特性;然后,基于电动汽车负荷时空分布结果、综合荷电状态、停驻时间和电价3种特征因素,利用模糊算法计算电动汽车入网(V2G)可响应的功率和容量,并分析荷电状态对响应结果的影响。最后,以某区域为例,仿真获取电动汽车充电需求时空分布,进行V2G响应评估,结果验证了所提模型和方法的有效性。

拆分降尺度卷积神经网络入侵检测方法

针对卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)模型待训参数量过大、多层网络导致特征和梯度消失等问题,提出一种基于拆分层和Inception-ResNet的卷积神经网络模型用于入侵检测。首先将网络流量数据转化为具有空间相关性的图像以适用于卷积神经网络的输入;然后使用Inception-ResNet卷积层增加网络深度,减少模型训练参数数量以及消除梯度消失问题,拆分层在降低图像尺度时基本保持图像原有分类特征;最后采用NSL-KDD数据集对改进模型进行训练和测试。测试结果表明:改进模型相对于Inception-ResNet模型具有更高的检测准确率和少数类样本召回率以及更好的训练时间性能。

面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车负荷低碳优化方法

交通系统与电力系统是全球化石能源消耗的两大主体,也是双碳目标下需要重点优化的对象。电动汽车兼具交通与用电属性,其作为燃油车的环保替代品虽然可以避免行驶过程中的直观碳排放,却会在充电的同时产生上游发电碳排放,因此亟待解决如何通过优化电动汽车的充电负荷来减少整个系统的碳排放。提出一种面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车充电负荷低碳优化方法。先将电动汽车的行驶、充电行为进行建模得到电动汽车的聚合充电负荷,再依据电网最优潮流结果进行碳排放的溯源与追踪,进而提出基于模拟退火算法的优化求解框架与方法,在不牺牲用户原本充电需求的前提下,仅通过转移充电负荷的时空分布,将原本由火电承担的部分功率转移给新能源发电,在提升新能源就地消纳的同时降低整个耦合网络的碳排放总量。最后通过算例分析验证了所提低碳调度方法的有效性。

基于双网络结构的电动汽车充换电网络二次分区规划方法

依据实际电网运行和交通运行情况,提出了基于双网络结构的电动汽车充换电网络的二次分区规划方法。鉴于电池集中充电站同时具备电网负荷和充换电网络上级供应源的2种性质,以其为核心构建了电力网络和充换电网络相连接的双网络结构。在此基础上,以电源辐射面积进行一次分区,并通过交通负荷网格化预测一次分区负荷;其次,根据电压偏移情况对一次分区内电池集中充电站选址;然后,基于一次分区结果根据交通情况进行二次分区,并利用改进粒子群算法在二次分区内对电动汽车换电站选址;最后,通过某城市充换电网络规划实例验证了这种方法的合理性。

基于加权队列的无线智能电网通信网采集数据流量调度算法

智能电网的关键技术之一是为电力数据采集提供一个高效、可靠、安全的双向通信系统。使用具有通信能力的先进电力计量设备(智能电表)组成无线mesh网络采集数据,存在应用层数据流量对网络通信性能的挑战,当大量数据流量突发时,与本地局域网关较近的智能电表将面临较大的通信压力,可能产生严重的数据拥塞。为此,该文基于多网关联合的思想,提出一个新的基于加权队列的流量调度算法以缓解拥塞。首先,对多网关联合网络进行分析,确定影响网络性能的主要因素。其次采用队列加权的方法,提出新的流量调度算法。最后进行网络仿真,相对其它算法,该文所提算法能够极大缓解数据突发时刻的系统拥塞,有效地降低时延,同时在系统各网关吞吐量之间取得良好的平衡,能够提高采集网络的通信性能。

计及交通流量动态变化的配电网灾后修复多时间断面优化策略

针对极端灾害下交通流量的动态变化特性对配电网故障修复过程的影响,在电网与交通网耦合的背景下,计及移动式和固定式2类应急恢复资源与故障抢修间的协调调度,提出了配电网灾后故障修复多时间断面优化策略。首先,采用元胞传输模型建立了交通网络模型,预测了抢修小队和移动式储能车的行驶时间。其次,建立了以负荷削减量与恢复资源调度成本最小为目标,故障设备的抢修顺序和恢复资源的调度计划为决策变量的混合整数线性规划模型,并采用多时间断面优化方法求解。此外,提出了一种网架动态重构方法,通过增加虚拟根节点与各失电节点构成一个虚拟孤岛,并随网架改变动态添加和删减该孤岛中的节点数目,保证了整个配电网始终能够满足辐射状约束,提高了算法对故障场景的适应性。最后,采用算例仿真验证了所提方法提升配电网韧性的有效性。

基于卷积循环神经网络的城市区域车流量预测模型

城市范围内各区域车流量的预测对交通管制和公共安全有着重要意义。在图像处理和视频检测等领域知识的启发下,采用一种基于经纬度的网格分割方法,将城市范围内的车流量处理为一系列的静态图像,然后输入到一个由卷积循环神经网络(Convolutional Recurrent Networks,CRNs)所构建的编码-预测模型中。文章所提的CRNs结合卷积神经网络(CNN)和长短时记忆(LSTM)的优点,利用CNN挖掘区域间车流量在空间上的相关性,LSTM挖掘区域内车流量在时间上的依赖性。在成都市出租车轨迹数据上进行的实验结果表明,所提模型相比于其他典型的方法有更高的精度。

基于信任过滤的轻量级加密流量异常检测方案

针对智能电网边缘设备计算能力有限导致的加密流量检测瓶颈问题,提出一种基于信任过滤的轻量级加密流量异常检测方案TrauFilter。该方案以终端认证历史和符合智能电网流量统计特征的基本信任因素为依据,对终端进行受信度评估。根据受信度评估结果,过滤失陷终端的显式攻击流量,并引入双重突变因子改善突变失陷终端的信任迟滞问题。将剩余可疑加密流量与非加密流量进行流预处理,得到流灰度图特征空间,并通过优化ShuffleNet_v2单元结构,嵌入轻量级坐标注意力(Coordinate Attention,CA)模块,设计ShuffleNet-CA模型进行分类预测。仿真实验表明,TrauFilter能够在保障检测精度的条件下,有效降低边缘设备处理负载和提升加密流量的异常检测速度,适用于智能电网边缘设备的部署。

基于节点流量重要度的电网关键节点辨识

当电力系统发生大规模连锁故障的时候,电网中的某些关键节点可能会对故障的扩大起着推动的作用。为了提高关键节点辨识的准确性以及更好地预防大规模连锁故障的发生,本文提出了基于节点流量重要度的电网关键节点辨识方法。该方法通过定义节点传输贡献度指标和节点传输效率,然后基于电网节点潮流传输贡献重要度矩阵,计算各节点的节点流量重要度并进行比较。最后,通过对IEEE 39节点系统和南方某区域电网进行仿真,所得仿真结果表明本文所提方法计算的指标可以定量表征某个节点在潮流传输及其在电网拓扑结构中的重要度,可以有效、准确地辨识出电网中的关键节点,判断它们在交直流电网自组织临界演化过程中的作用,对预防系统向连锁故障临界状态演化有着重要的意义。