面向垃圾分类的全柔性多车舱车辆调度优化研究

垃圾分类运输是垃圾分类政策有效实施的重要环节。现有分类运输方法以单车舱专用车辆为主,易造成车辆资源浪费、垃圾收集点拥堵等问题。为此,本文引入能同时独立运输多种垃圾的多车舱车辆,依托我国垃圾收运实际情况,对车舱设置、收运模式等进行分析;以此为基础提出全柔性多车舱车辆路径问题(full flexible-MCVRP)及优化模型,并采用遗传算法进行求解。实际算例表明,与现有专用车辆分类调度方案相比,本文所给多车舱车辆调度方案总行驶路径更短,收运效率更高。进一步,针对几种典型城市生活区域,研究了垃圾分类占比对车舱分配方案的影响,为多车舱车辆设计提供参考。

考虑多车配合的AutoStore系统订单拣选排序研究

为解决AutoStore系统中由于严格要求单辆小车参与整套拣货动作而导致的相同料箱多次翻拣及大量重复成本问题,本文提出堆垛检索概念并设计多车协同拣货作业流程,以减少对料箱的重复翻箱。基于该作业方式建立订单排序优化模型用于求解最优订单序列,并进一步设计了启发式算法SA用于大规模算例求解。数值实验显示,在小规模问题中,SA算法与数学模型最优解的误差仅为0.95%~3.5%;在大规模问题中,SA的性能高出现有方法15%~72%。结果证明了该种作业流程的有效性及SA算法求解订单排序问题的优越性。

基于DMPC的无信控交叉口智能网联车辆多车协同轨迹规划

为了解决智能网联自动驾驶环境下无信控十字交叉口多车协同通行的冲突问题,该文提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的多车协同轨迹规划方法。采用分布式模型预测框架实现多车协同轨迹规划的分布式独立计算,利用滚动时域预测周车轨迹实现车-车未来状态交互,基于智能网联环境车-车交互通信功能实现规划结果共享;引入道路边界约束、加速度约束与碰撞约束等车辆安全约束条件,通过二次规划求解可以安全通行十字路口的多车轨迹;基于MATLAB驾驶场景生成模块建立无信控十字交叉口环境,并在2种场景下验证了该方法的有效性。结果表明:在直行工况和左转工况下多车间最小距离分别为2.58 m和2.99 m,均满足避撞的安全距离约束,实现了多车之间的协同避撞并且能够保证通行效率。

面向多车协同作业编组的装备健康管理系统设计

针对多车协同作业环境下,车辆装备精准编配与保障问题,建立车辆编组健康管理体系,构建多类型车辆健康管理模型,通过采集编组内各车辆的实时健康状态数据,并结合历史健康状态数据综合评价编组健康状态,为车队协同作业提供最优搭配建议,自动生成维修保障方案,进而实现粗放式保障向精准保障转变。

多车协同换道决策控制策略研究

智能汽车立足于低碳化、智能化、网联化、共享化等特征,因可以提升汽车行驶的安全性并且能够很大程度地降低道路交通事故发生的概率等特点被广大学者广泛关注,随着车联网技术的快速发展,车辆协同行驶是智能交通实现的关键技术。在纵向跟随上,基于CACC的协同编队行驶已经非常成熟,其研究内容主要集中在对智能汽车多车协同驾驶的系统架构设计,对领航车控制算法和跟随车协同控制算法研究比较少;基于此本文主要从智能汽车多车辆协同换道的问题展开了研究,旨在提高换道时的安全性、稳定性、舒适性。

基于PC-Crash软件的多车碰撞事故再现研究

近三年来,全国交通事故的年均发生数量在20万次以上,多车碰撞事故的数量也逐年攀升。文章根据车辆碰撞时间的先后顺序将一则复杂的交通碰撞事故,等效成多个简化的碰撞事故,且每个碰撞过程只包含两个事故参与方。通过对事故现场中驾驶员进行损伤验证,以及事故车辆进行痕迹勘验,分析人体损伤程度、各个车辆的碰撞形式和碰撞前的运动速度,运用PC-Crash软件进行事故仿真并验证其真实性。结果表明,仿真得到的人体损伤情况与实际情况相符;事故参与方的最终停止位置、碰撞速度与实际勘验数据相比,误差均小于10%,说明仿真结果与实际勘验的结果相吻合。此方法对复杂的交通碰撞事故能够进行模拟,并且仿真具有一定的真实性,为交通管理部门进行事故责任认定提供了理论支撑。

考虑优先级和需求可拆分的灾后应急血液多车舱调度

为保障非常规突发事件发生后安全救援顺利进行,提高应急血液调度效率,针对受灾点的灾情严重程度不同以及多类型血液制品的生理特性与应急保障特性,考虑受灾点优先级,构建多血库、多受灾点的二级路网,并采用多车舱的运输方式进行多类型血液制品调度。建立以应急血液调度的时效性和受灾点公平性为目标的多车舱应急血液调度模型,运用改进的自适应大邻域搜索算法进行求解,设计不同规模算例进行数据仿真实验,证明算法的有效性。最后,基于汶川地震构建实际案例,通过对比分析和敏感性分析验证所提出模型和算法的有效性,并提炼出相关管理启示。

多车型多车槽VRP的混合导引反应式禁忌搜索算法

多车槽多车型VRP问题在燃油、食品等行业的应用变得越来越普遍。本文充分考虑多车槽多车型双重属性,在构建HFFMCVRP的三下标流数学模型基础上,将反应机制与导引机制有机结合,提出一种混合的导引反应式禁忌搜索算法予以求解。该算法不仅利用反应机制有效增加禁忌搜索的灵活性,而且改进的导引机制可修正寻优过程中潜在的"误导"性。实验结果表明,该算法可通过反应机制与导引机制动态调整算法深度搜索与多样搜索的平衡,从而有效地求解HFFMCVRP问题。

基于Transformer的多车交互场景车辆轨迹预测

车辆轨迹预测是自动驾驶中的关键技术,对于提高自动驾驶车辆路径规划功能的安全性有重要意义。对变道场景中多辆车的历史车辆轨迹进行建模,基于NGSIM数据集提取场景样本,并构建基于注意力机制的Transformer编码器-解码器模型,通过捕捉轨迹之间的潜在关系,采用递归式方法生成对应的预测轨迹。实验表明,Transformer模型能更好捕捉相邻轨迹之间的时空交互特征,在复杂轨迹预测任务上呈现较优的预测结果。

基于多车精细建模的曲线地段重载列车-轨道系统动力性能研究

建立考虑多车效应的重载列车-轨道系统精细化动力分析模型，对车辆、钩缓装置中各种细部构件及部件间接触摩擦等作用机制进行精细模拟，基于Hertz理论及FASTSIM算法进行轮轨接触计算。利用自主研发设备通过现场参数试验进行轨道建模。深入研究重载铁路曲线地段列车-轨道系统动力性能及曲线参数影响规律。结果表明，缓和曲线地段轮轨相互作用规律复杂，列车不同位置车轮受力呈现迥异变化趋势及幅度，前后缓和曲线轮轨相互作用亦完全不同，主要由超高顺坡及车辆构造所致；缓和曲线长度过短可导致超高顺坡过大不利列车运行，缓和曲线长度对动力性能影响曲线往往存在拐点，建议以拐点值限定最小缓和曲线长度；增长缓和曲线可有效减弱轮轨相互作用，并主要通过减缓列车首车及导向轮对磨耗降低整体磨耗；随缓和曲线长度不断增加，对动力性能改善效果越不明显。我国重载铁路小半径曲线超高设置通常偏大，建议适当降低超高值、设置10％～20％欠超高，利于改善轮轨受力、减缓磨耗。增大曲线半径利于减弱轮轨相互作用及磨耗，但半径越大改善作用越小。

基于Pc-Crash的多车碰撞事故再现仿真分步方法

为降低多车碰撞事故仿真再现的难度并确保再现结果的可靠性,建立基于Pc-Crash的事故再现仿真分步方法。该方法将多车碰撞过程划分为多个独立的2车碰撞过程,对最开始的2车碰撞过程进行仿真后分别获得2车碰撞后的运动参数,进而定义新的2车碰撞仿真过程,重复此步骤,直至仿真中所有相关痕迹与事故现场痕迹相吻合为止。仿真再现一例3车碰撞事故。结果显示,基于Pc-Crash的事故再现仿真分步方法可用于仿真再现多车碰撞事故,且仿真车辆运动轨迹和损坏程度等痕迹均与实际情况相吻合。

成品油配送多车舱车辆指派及路径优化问题研究

针对成品油配送中多车型、多车舱的车辆优化调度难题,综合考虑多车型车辆指派、多车舱车辆装载及路径安排等决策,以派车成本与油耗成本之和的总成本最小为目标,建立了多车型多车舱的车辆优化调度模型。为降低模型求解的复杂性,本文提出一种基于C-W节约算法的"需求拆分→合并装载"的车辆装载策略,并综合利用Relocate和Exchange算子进行并行邻域搜索改进,获得优化的成品油配送方案。最后,通过算例验证了本文提出的模型与算法用于求解大规模成品油配送问题的有效性。并通过数据实验揭示了以下规律:1)多车舱车辆相对于单车舱车辆在运营成本上具有优越性;2)大型车辆适合远距离配送,小型车辆适合近距离配送;3)多车型车辆混合配送相对于单车型车辆配送在运营成本上具有优越性。这些规律可为成品油配送公司的车辆配置提供决策参考。

混凝土连续曲线箱梁桥在多车荷载作用下的冲击效应分析

针对多跨连续曲线梁的车桥耦合振动问题,分别采用三梁式模型和12自由度的车辆模型对桥梁和车辆进行模拟,通过快速傅里叶逆变换采用三角级数方法模拟了桥面不平度及其速度项,考虑桥梁结构阻尼的影响,采用基于ANSYS的分离迭代算法研究了多个车辆荷载共同作用下连续曲线箱梁桥不同控制截面位置的内力和挠度响应的主要差异及其随车速的变化规律。研究表明:横向加载车道数对支点扭矩、跨中扭矩、支点弯矩和墩顶截面弯矩的最大动力放大系数有很大影响,而对主梁的竖向挠度和墩柱的轴力最大动力放大系数影响很小;纵向加载车辆数对桥梁的冲击效应有很大影响;桥梁的动力放大系数随车头间距增大显著提高而最大效应则大大减小。研究结果可为多跨连续曲线箱梁桥的设计提供参考。

考虑多车交互影响的电动汽车与快充站动态响应

针对现有电动汽车快速充电地点选择中难以考虑多车辆的交互影响,以及站–车互动中未能实现考虑多站间博弈的服务能力均衡等问题,该文提出一种计及多车交互影响的电动汽车与快充站动态响应策略。首先,提出站–车互动的充电引导框架,阐述了车、站、路、云平台之间的信息流动关系;其次,以路段传输模型为基础,计及动态路段行程时间的影响,建立了城市路网动态路径选择模型,并以满足车主在充电选择上的多元化需求为目标,建立充电导航模型;再次,为准确分析车辆之间的交互影响过程,提出考虑电动汽车动态演化的充电决策方法,反映了车主在行驶过程中不同位置的选站概率;在此基础上,将电动汽车充电选择与充电站动态服务费制定相结合,建立多主体主从博弈模型,分析了相互之间的决策影响;最后,利用算例分析了路径选择、动态充电决策和站–车互动过程。结果表明,该方法可提高电动汽车充电寻站的效率,并均衡了站间的充电负荷。

基于HLA的列控系统多车仿真策略研究

基于列控系统需求进行的多车仿真研究,是构建完备的列控仿真与功能测试环境的基础环节。本文针对列控系统多节点、分布式的特点,设计基于HLA的列控系统多车仿真方案,提出两种多车仿真策略。根据不同的仿真策略构建基于HLA的多车仿真联邦的逻辑模型和高层仿真模型。对采用不同仿真策略实现的多车仿真联邦进行性能测试,实验结果表明多辆仿真车整体作为一个联邦成员加入仿真联邦的策略更适用于多车仿真,该仿真策略能够满足列控系统中多车仿真的需求。

一种基于可靠预约ALOHA的智能车多车协作通信协议

针对典型交通场景下智能车多车协作的实时性、可靠性及分布式协作的要求,提出了基于可靠预约ALOHA的介质访问层信道接入协议,通过使用动态时分复用信道而提高车间通信的实时性,用预约时隙和广播机制而提高通信的可靠性与分布式特性,并设计了针对车队和超车的多车协作算法.同时,通过实验验证了通信协议及系统的可行性与可靠性.

基于GRI的多车协同定位研究

为提高自动驾驶技术中的车辆定位精度,提出了一种基于GRI的多车协同定位方法。采用该方法时,一辆车依据GPS定位信息对本车位置进行估计,再通过车车通信接收周围车辆发来的根据其GPS测定的位置及其与该车相对位置而估计的该车位置。将这些位置信息进行融合,通过一定的修正,估算出该辆车更为精确的位置。最后应用MATLAB对所提出方法进行仿真,以模拟多车直行跟随和换道行驶场景。结果表明,该方法合理、可行,能有效提高车辆的定位精度,具有广阔的工程应用前景。

多车荷载下刚架拱桥车振仿真可视化研究

在高速公路刚架拱实桥动测及单车荷载作用研究基础上,建立多车荷载激振模型,发展了研究刚架拱桥车激共振特性的可视化仿真方法,探讨刚架拱桥在高速多车荷载作用下的共振条件,分析车距、车速和车数对竖向瞬态振动峰值的影响,编制运行多车荷载下振动仿真分析可视化程序。研究表明,公路桥在竖向共振条件下有可能出现多个瞬态自由振动的峰值叠加。仿真计算得到的实桥共振速度及其对应的跨中竖向振幅峰值,为阻尼抑振提供理论依据。

基于标杆的多车多品种货物装载优化算法

根据货物与货车体积质量比差异情况,结合组合理论,设计基于不同标杆的优化算法,充分利用车辆的载质量与容积,以提高装载效率。对于轻质货物,以货车的载质量为标杆,在充分利用货车容积的同时,尽可能地提高货车的载质量利用率;对于重质货物,以货车的容积为标杆;匀质货物的体积和质量相对货车都比较均衡,以货车的体积质量比为标杆,对货车的容积和载质量利用率同时优化。数值仿真结果表明标杆算法的效率普遍优于其他算法,标杆算法下体积利用率曲线和载质量利用率曲线及其趋势线比较平稳,算法的稳定性强,适合大规模多车多品种货物的装载。

前后多车影响的跟驰模型及稳定性分析

驾驶员在跟车行驶过程中,通常会通过视野前后车辆的行驶状态来调整自己的跟驰行为,基于此本文提出了一种考虑驾驶员视野内双前车和后车对跟驰车辆影响的改进跟驰模型.根据线性稳定分析方法,得到了改进模型的中性稳定性条件,并通过计算机仿真模拟进行了验证.为了进一步加强验证结果及说明改进模型的优越性,同经典FVD模型进行了数值仿真对比.仿真结果表明:灵敏度α越大越有利于提高改进跟驰系统的稳定性;同经典FVD跟驰模型相比,改进模型抵抗干扰的能力更突出,能够消散交通系统中的微小扰动,具有抑制交通拥堵和稳定交通流的有利作用.