“人-车-桩-路-网”深度耦合下的配电网协同规划与运行优化

电动汽车(EV)作为连接交通电气化和电网清洁化的纽带和桥梁,可实现电力-交通-信息之间的深度耦合,形成电力-交通一体化的规划及运行架构。配电-交通融合系统(DTIS)中,EV充放电行为多时空动态交织、电能流-交通流-信息流深度融合、多利益主体动态博弈等大量不确定性因素使配电网的规划及运行优化的边界都将发生重大转变,但同时也给挖掘利用EV的移动储能特性和提升配电网灵活性带来了契机。为此,在分析“人-车-桩-路-网”深度耦合下配电网的形态演化特征基础上,剖析了新形态下配电网协同规划与运行优化所面临的新挑战,进而针对“人-车-桩-路-网”耦合下的EV灵活性建模、灵活域高效构建及预测、协同规划、运行优化4个方面关键技术展开讨论,并对相关技术问题的研究方向进行了展望。

四网融合条件下以客流需求为导向的市域铁路运输组织优化建议

[目的]区域一体化建设对区域多层次轨道交通网络的融合发展提出了更高的要求。在四网融合趋势下,应充分考虑客流需求,以客流需求为导向进行市域铁路的运输组织优化。[方法]从长江三角洲等区域轨道交通四网融合背景和市域铁路在其中的功能定位出发,明确了轨道交通互联互通的内涵。从客运需求总量、市域铁路客流分担率、运力供给和客运需求的匹配性3个方面阐述了当前市域铁路面临的运输组织困境。以客流需求为导向,从战略层、策略层及运营层3个层面提出了市域铁路运输组织的优化建议。[结果及结论]当前市域铁路运输组织的3大制约因素分别为线路规划建设与客运需求的差异、市域铁路与其他运输方式竞争优势不明显、缺少客流导向的列车开行方案调整机制及方法。从战略层角度应强化顶层设计,形成一体化运输组织体系;从策略层角度应化竞为合,发挥多模式轨道交通网络化效应;从运营层角度应以人为本,实行多样化行车组织模式。

基于天窗基本单元的编组站天窗方案优化研究

编组站接发列车方向多、数量大,机车换挂和调车作业频繁,直接影响施工维修作业。既有固定天窗时长的天窗方案,难以兼顾维修施工作业和运输工作连续性需求,导致天窗兑现率低,增加安全隐患,研究提出基于天窗基本单元的编组站天窗方案优化方法。根据各维修养护工种作业特性、编组站工作人员数量及效率等因素,划分天窗基本单元;考虑编组站维修养护与运输组织需求,以效用、作业完成率和天窗阈值利用率最优为目标,以时序关系为约束,建立基于阈值的天窗方案多目标优化模型,并利用数学软件进行求解;以成都北编组站为例,验证模型的有效性,结果表明,通过合理优化天窗方案,天窗兑现率达100%,有助于缓解编组站维修与运输之间的冲突。

基于车船直取模式的集装箱海铁联运衔接优化

为解决车船直取模式下集装箱海铁联运衔接优化问题,基于固定的船期,本文考虑火车班列和集装箱船在时间和运量两个维度上的衔接,以衔接班列数量最大化、衔接船舶数量和时刻表调整最小化为目标,构建海铁联运班列时刻表优化的混合整数非线性规划模型,并基于分层优化方法进行求解。以深圳盐田港为例,对模型进行分析验证。结果表明:考虑时间和运量衔接的班列时刻表优化,可以带来衔接的班列数量增加6个,车船直取集装箱总量增加466 TEU,提高了75%;衔接的船舶数量增加了1个,3艘船装载的车船直取箱量分别提高了2.6%、4.2%和2.5%;集装箱在港口总停留时间缩短了26%。研究表明,该模型可为改善港口车船直取模式下海铁联运衔接水平提供有益参考。

交能融合项目路域光伏支架结构方案比较

[目的]为了得到交能融合项目路域光伏支架最佳的结构布置方案,提出了要将光伏支架上部结构与相应的基础结合起来综合进行比较的思路,并根据该思路进行了比较分析。[方法]针对一个标准的光伏阵列,结合以往项目经验,设计了3种可行的光伏支架结构布置方案,并对这3个方案进行了技术经济性比选。[结果]比选结果表明:双立柱双桩方案的总体造价最低,技术可行性最高。[结论]通过综合比较确定了交能融合项目路域光伏支架最佳的结构布置方案,可为同类型项目光伏支架结构布置方案优化提供思路。

汽车零部件物流运输包装一体化的应用

运输和包装是汽车零部件物流过程的重要组成部分,运输包装一体化能够将物流中两个主要因素很好地结合在一起。运输包装一体化中的包装管理在于包装设计、包装投入、动态调配和供应链管理,运输管理在于运输采用的循环取货(MR)工作模式的设计及规划。汽车零部件物流运输包装一体化项目的目的是将物料的运输与包装两个部分有效地组合应用,以达到降低物流成本、提高服务质量、提高到货准确率、降低库存等效果。物料的运输及包装由同一家企业完成,这样将会使物流整个环节的工作更加顺畅,成本也可以降至最低,从而达到降本增效的最佳状态。

立体交通系统通感算一体化关键技术

以无人机、智能网联汽车、道路基础设施等空地平台为载体的立体交通系统是智慧城市综合交通在6G网络中发展的前沿方向。随着海量无线通信终端、智能传感器等物理设备与交通运输环境、载运工具和道路基础设施深度融合,立体交通系统对通信感知的需求日益增长;然而,当前系统的发展受网络体系结构、通信资源、计算资源和感知能力的制约,其信息交互与综合处理能力亟待协同提高。另一方面,通信感知与边缘计算一体化(ISACEC)技术发展及其在空地协同网络中应用,为立体交通系统演进提供了新的推动力。面向立体交通系统应用场景,总结了ISAC-EC技术发展与应用现状,然后构建了空对地、地对空通信感知联合优化模型,给出了通信波束和雷达波束联合设计的关键技术思路;最后,针对典型应用场景开展仿真实验,结果展现了通感算一体化关键技术在立体交通系统中的应用潜力和优势,可为系统发展建设提供指导。

基于机电一体化的煤矿智能运输系统设计与优化

随着煤矿开采技术的不断发展,煤矿智能运输系统的设计和优化变得越来越重要。对此,针对现有煤矿运输系统存在的问题,提出了一种基于机电一体化的智能运输系统设计方案,并进行了系统优化。通过对煤矿智能运输系统的设计与优化,可以提高运输效率,降低运输成本,提高煤矿安全性。

城市轨道与常规公交融合发展研究

随着城市化的迅速发展,传统交通系统面临挑战,因此城市轨道与常规公交的融合备受关注。我们着眼于研究的核心议题,包括为何需要这种融合、目前存在的问题和可能的解决方案。通过对现有问题和优化措施的研究,我们旨在为城市交通规划提供一些见解,推动交通系统向更智能、高效、可持续的方向发展,从而提升城市居民的出行体验。

“综合社区型”轨道交通场站上盖综合开发策略研究

在综合开发导向下,轨道交通场站将不仅仅作为单一市政设施,需统筹考虑交通功能和开发功能。结合上海市交通设施和轨道交通场站的发展情况和实践案例,提出与待更新地块相结合的选址思路以及区域统筹、功能复合的“综合社区型”场站上盖开发规划理念。针对不同区位,给出中心城以单地块更新、与周边融合为主,近郊区域可适当拓展开发范围、以带动区域发展为主的不同开发策略,并分析交通组织原则。同时,探索上盖社区智慧物流、智慧公交、智慧停车的应用实践。为后续轨道交通场站上盖开发提供指导建议。

公铁联运下我国中西部地区低碳运输实证研究

现代化综合运输体系的构建对高效和绿色提出了新要求。本文选取我国中西部地区公铁联运为研究对象,采用熵权-TOPSIS方法求出枢纽城市物流网点集装箱货运需求量,构建运输成本和碳排放量最小的双目标公铁联运优化模型,并模拟与中西部地区公铁联运相关的4种情景进行求解,通过敏感性分析探讨公路单位运价、碳排放强度和碳税税率对低碳运输的影响。结果表明:与公路单一运输方式相比,采用公铁联运可以实现低碳化和低成本运输;运输成本和碳排放量随着铁路货运规模的增加而降低;灵活性强的公路运输仍然是主要的运输方式;相比于降低公路单位运价,政府应制定相应的铁路运价优惠政策,促使企业优先选择铁路运输;鼓励使用新能源物流配送车,降低公路碳排放强度,减少碳排放量;政府部门应因地制宜调整合理的碳税税率,促进运输的低碳化转型。

综合客运枢纽疏散流线设计优化方法

综合客运枢纽内部人员密集、通道网络复杂,且进出口数量较多,客流疏散效率不易提高。针对这个问题,不同于现有研究大多考虑改造物理设施,本文提出了通过控制通道开闭状态及通行流向,充分发挥既有设施通行能力的疏散流线设计优化方法。设计了由系统输入、疏散仿真及疏散流线优化模块组成的疏散流线设计仿真优化框架。其中,系统输入模块包含疏散需求、疏散网络、疏散行为参数;疏散仿真模块用于给定疏散流线方案下疏散效率的模拟测算;疏散流线优化模块则基于疏散仿真模拟结果迭代优化疏散流线方案。疏散仿真方面,考虑到行人在疏散途中可能动态修改疏散路线的特点,基于Logit模型构建了行人疏散择路行为模型。疏散流线优化方面,为提高疏散效率,避免局部通道过于拥挤,设计了以整体疏散时长、所有个体总疏散时间和通道最大饱和度最低为目标的疏散流线优化模型,并应用基于NSGA-Ⅲ的疏散流线多目标优化算法进行求解。以虹桥火车站到达层疏散场景为例开展模型验证,结果表明:相比于常规情况无特殊流线设计的疏散方案,优化方案的整体疏散时长、所有个体总疏散时间和通道最大饱和度分别降低36.2%、16.6%、51.6%。该方法对建设安全高效的综合客运枢纽内部行人疏散系统具有较好的参考及应用价值。

新形势下我国港口集装箱运输系统优化研究

经过几十年的发展,我国基本形成了较为完善的集装箱运输系统,有力支撑了我国经济社会的发展和对外开放战略的实施。近年来,随着港口资源的一体化整合、新冠肺炎疫情的持续发酵以及全球经贸格局、双循环新发展格局的深入调整,我国集装箱运输系统也呈现一些新变化和新要求。本文梳理了我国集装箱运输系统现状,结合新形势下的新挑战和新要求,研究提出了未来完善和优化集装箱运输系统的方向和重点,以更好地支撑未来我国港口等相关规划的编制和集装箱运输系统的高质量发展。

基于改进飞蛾扑火算法的集成调度仿真

针对制造型企业成本上升等问题,建立生产与运输集成调度的数学规划模型,提出一种双自适应权重飞蛾扑火算法(double adaptive weights for moth flame optimizer,DAWMFO)进行求解。提出了一种双自适应权重机制;使用螺旋函数更新种群,提高了算法的收敛速度和精度。采用改进算法对基准函数进行了测试,结果表明:DAWMFO不仅能够快速收敛且不易陷入局部最优,寻优能力较其他算法也有所提升。通过对生产与运输集成调度的数据集做仿真实验,验证了改进算法在求解此类问题时可行高效。

基于超参数优化WOA-Bi-LSTM模型的客运枢纽抵站客流预测方法

实现城市对外客运枢纽抵站客流的精准预测,是增强枢纽接续运输运力调度科学性的重要前提。为提高枢纽抵站客流的预测精度,研究了基于超参数优化的鲸鱼算法与双向长短期记忆神经网络模型(whale optimization algorithm and bi-directional long short-term memory,WOA-Bi-LSTM)组合的客流预测方法。融合历史抵站客流数据及天气、日期、时段等多源信息,分析抵站客流的时变特性,并开展不同影响因素与枢纽抵站客流量间的相关性分析。改进了传统双向长短期记忆神经网络模型(bi-directional long short-term memory,Bi-LSTM)的参数设置方法,用鲸鱼算法(whale optimization algorithm,WOA)代替手动调参,选取学习效率(η)与隐藏神经元个数(H)2个对模型预测精度具有较大影响的超参数进行最优超参数组合搜寻,通过计算其适应度函数进行循环逻辑判断,实现参数自适应优化。通过不断寻优,获取最优参数组合值,确定设置η为0.0603、H为120,并输出预测结果和3个模型精度评价指标(R^(2)判定系数,平均绝对误差与均方根误差);同时构建了3种不同超参数优化算法改进的Bi-LSTM组合模型、2种基于WOA算法改进的其他组合模型,以及2种未改进的神经网络模型与WOA-Bi-LSTM模型使用相同的抵站客流数据集进行多维度对比,验证所建模型的优越性与鲁棒性。结果表明:WOA-Bi-LSTM模型在节假日、工作日与非工作日等不同枢纽抵站客流预测场景下均体现出良好的适用性,与其他模型相比,R2相关系数最大,达到0.9514,表示所建模型的拟合效果最好;平均绝对误差与均方根误差最小,分别为762.96与556.25,误差相较于其他模型至少减少5.6%和3.2%。

双重不确定下应急物资多式联运可靠路径优化

为按时、可靠地将应急物资运达目的地,综合考虑需求和运输环境的双重不确定性、节点疫情感染风险、成本约束、班期限制和转运能力限制等,构建以可靠度最大为目标的应急物资多式联运可靠路径优化模型。同时针对所求问题的NP-难特点,设计蒙特卡洛自适应遗传算法和模拟退火遗传算法进行求解,并引入优劣解距离法对算例的运行结果进行分析。研究结果表明:蒙特卡洛自适应遗传算法较模拟退火遗传算法在求解质量和求解时间方面更优,在交叉概率为0.80,变异概率为0.08,种群大小为50的最佳参数组合下,得到的优化路径最大可靠度为85%,且求解出来的最优路线均未经过存在疫情感染风险的节点,求解结果较好。参数分析表明:在交叉概率相同的条件下,两种算法的平均运行时间均随着变异概率的降低而减少,随着变异概率的增加而增加;多式联运路径优化的决策会受水铁班期的影响。

考虑碳税成本的综合运输网络货流分配优化

为推进煤炭等大宗货物运输“公转铁”,从运输参与方(托运人、承运人和政府)角度出发,研究综合运输网络下货流分配的优化问题。综合考虑运输费用、运输效率、碳排放量3方面因素,建立综合运输网络货流分配的线性优化模型,研究公铁运量目标比值和碳排放空间目标值等政策引导约束对货流分配的影响。算例结果表明:公铁运量目标比值变化能直接影响各路径货流分配量,同时显著影响碳排放量;碳排放空间目标值降低到82.152万t以下可提高铁路运输占比,但由于运输效率成本增加较快导致运输总成本增加,为保证运输总成本较低并尽可能减少碳排放量,需对二者进行权衡。

考虑排放控制区的绿色多式联运路径和速度优化

针对考虑排放控制区的绿色公海多式联运路径和速度优化问题,本文首先构建不同碳排放政策下多目标混合整数非线性规划模型,并根据问题特性将其转化为等价的线性模型;其次,为有效求解模型,提出融合问题特性的改进自适应遗传算法,根据问题特点设计多层编解码机制和自适应遗传进化策略;最后,以我国某公海多式联运系统为例,验证所提模型和算法的有效性,并针对不同时间窗和低硫燃油价格进行敏感性分析。实验结果表明:与传统遗传算法和商业求解器Lingo相比,改进自适应遗传算法能获得更满意的方案,分别减少了5.2%和3.7%的多式联运总成本;强制碳排放政策下,排放限额的变化一般不会改变经营人的路线选择,只会影响经营人是否进行运输活动;碳税政策下,碳税价格上涨对多式联运总成本影响很小;碳交易政策下,不同排放限额的多式联运方案可能一致;货物准备时间延后和截止时间提前会增加运输成本,船舶在排放控制区内外使用不同航速能够带来明显的经济效益。

简谈“三抓两优一提升”管理法实践与效果

长庆油田第一输油处由于管道及站场建设年代较早,设计标准较低,管线腐蚀老化,以及受管道占压、打孔盗油、第三方施工破坏等外部因素影响直接威胁管道安全运行,极易在人口密集区、环境敏感区造成严重的次生灾害。“三抓两优一提升”管理包含“抓完整性管理、抓无人值守改造、抓新工艺应用”“优化两个越站和监控模式”及“提升技术服务质量”。该管理法在输油处的成功实施,可进一步提高生产组织效率,消除隐患,降低员工劳动强度,明确基层场站干部及员工操作步骤,指导场站规范生产操作流程,使员工质量意识、技术攻关、安全环保等能力得到全面提升。

多式联运中运输方式与运输路径集成优化模型研究

运输方式和运输路径选择问题是影响多式联运时间和费用的关键问题,直接影响承运人和客户的利益。依据运输方式选择和运输路径优化的关系特点,采用主从混合智能启发式方法,构建了运输方式选择和运输路径优化集成模型,给出了粒子群—蚁群双层优化算法求解方案,解决了运输网络多节点、多方式、多路径的集成优化问题。实验结果表明,该方案优于蚁群算法和遗传算法。