露天矿作业区无人矿车协同通行决策方法研究

露天矿无人矿车在装卸载作业区内运输过程中的长时间停车等待是制约露天矿无人运输系统效率提升的瓶颈。为提高无人矿车的运输效率,本文结合作业区内的运输作业流程,提出一种基于动态可行驶距离的多车协同通行决策方法。首先,将决策模型建模为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)模型,表述优化目标和问题约束;其次,考虑到求解MILP模型存在难以满足动态决策实时性的问题,基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)实现多车冲突消解,核心思想是利用搜索树的推演能力进行多车通行前瞻模拟,计算多车的最优通行优先级,动态调整多车的可行驶距离;此外,根据无人矿车在作业区内的作业特征设计不同的MCTS节点价值函数,实现综合考虑运输效率与作业特征的通行优先级排序;最后,设计作业区4,8,12个停车位场景下的多车通行仿真实验,与基于先到先服务(First-Come-FirstServed, FCFS)的方法进行对比,吞吐量提升22.03%~28.00%,平均停车等待时间缩短31.71%~50.79%。同时,搭建微缩智能车辆的6停车位作业区场景实验平台,多车单次运输作业总用时相比FCFS缩短了18.84%。仿真与微缩智能车辆的实验结果表明,本文提出的方法能够提升露天矿作业区多车运输效率。

事故树分析法在起重吊装作业安全中的运用

以事故树分析法为基础,对船舶修造企业发生的起重吊装作业事故做出分析。通过对事故案例的收集和整理,以事故树的分析方法找出可能引发顶上事件的所有基本事件,从而找到导致事故发生的原因。将起重吊装作业坠落物伤人事故作为顶上事件,通过分析得到最小割集合数目65项,对基本事件按重要度排序后得出作业区之间人员交叉、现场人员距起吊物太近、现场警示标志和提醒失效等基本事件对起重事故的影响较大的结论,并以近期发生的事故验证了事故树分析的准确性和有效性。最终提出安全管理措施建议,目的在于有效预防同类事故发生的几率,提高企业安全生产管理水平。

一种基于割集断面树的电网关键输电断面搜索方法

关键输电断面是大电网运行调度中的重点监控环节。运行方式分析中需要有效的搜索算法识别关键输电断面,以便调度人员提前掌握和预判系统可能存在的热稳定风险。为此,提出了一种基于割集断面树的电网关键断面搜索方法,可以实现快速准确的关键断面搜索。首先在图模型中搜索桥结构,实现图模型简化;其次根据线路间开断灵敏度和潮流方向一致性构造断面构成关系矩阵,提出了割集断面树的定义和构造方法;最后,结合重过载辨识,实现了具有割集性质的电网热稳定关键断面搜索。IEEE 39节点系统的测试结果表明:所提方法可以快速准确地得到电网的关键断面,相比现有方法得到的断面结果更加全面。

可动态生成具有优先级工序集的动态Job-Shop调度算法

为了在满足约束条件的前提下使不同时刻加入到作业集合中的全部作业所用的加工总时间尽可能地少,提出算法:根据动态的作业集合构造虚拟加工树,虚拟加工树上的叶结点代表最先加工的工序,虚拟根节点代表最后一道工序,边代表偏序关系;以层优先为虚拟加工树上的工序设置优先级,工序的优先级可作为调度过程中考虑的一个因素;除了在工序需要动态调整的情况下,在调度过程中始终遵循着机器忙原则.在调度过程中,首先根据虚拟加工树动态地生成备选工序集合,然后根据工序的优先级并且结合其它的调度策略从备选集合中调度工序,直到备选集合为空,即所有作业加工完毕.这里提到的调度策略包括短用时策略、长路径策略和动态调整策略.通过实例验证,该算法对于动态Job-Shop问题可以获得比较好的解.

基于工序集的动态关键路径多产品制造调度算法

针对已有的树状结构多产品加工和装配综合调度方法,不能兼顾树状结构纵横双向、影响调度结果的问题,提出基于工序集的动态关键路径多产品制造调度算法.该算法首先采用根对齐的方法,将多个树状结构的产品转化成一个虚拟加工树,使多产品调度问题简化为单产品调度问题;在调度过程中,根据虚拟加工树动态生成可调度的备选工序集合,按提出的动态关键路径策略和短用时调度策略从备选集中选择工序,并应用首次适应调度法调度工序,直到备选集合为空,即所有产品加工完毕,实现以纵向为主兼顾横向的双向调度优化.实例证明,算法对多产品加工和装配综合调度问题可以获得更优的解.

基于FTA法的宁夏电网运行元件故障率分析

元件的故障率研究是电力系统可靠性分析中的一个重要环节。综合考虑影响故障率的三个因素,建立了元件故障率的故障树模型。并用下行法求出了该故障树的最小割集,给出了计算方法。通过对2006年宁夏电网下属银川供电局和石嘴山供电局的输变电设施的停运统计,运用故障树法对变压器、架空线和断路器三类主要输变电设施进行了故障率计算与分析,提出了影响宁夏电网故障率高低的因素,为降低输变电设施的故障率提供有益的依据。

结合C-V模型水平集与形态学的彩色树木图像分割

树木图像分割是一种从图像中把树木与周围背景完整分离的技术,是计算机仿真学科在林业应用方面的核心内容,也是计算机视觉方向的研究热门,为林业应用提供一定的技术支持。根据树木图像含有分裂、合并、形成尖角等相对比较复杂形状的特点,首先对图像运用基于C-V模型水平集的计算,通过计算活动轮廓长度和差异量来判断迭代收敛的情况,待迭代稳定后对其进行形态学后处理操作,将某些过分割区的细密纹理和噪声剔除,从而得到全局最佳优化的图像分割效果。为彩色树木图像的分割提供一种更为有效的方法。

中国邮路问题的一个解法

本文给出中国邮路问题的一个解法。虽然它仍只是初始方案,但因考虑了问题的足够信息,因而这种方案至少拉近了与最优解的距离。

基于最小割集综合排序的液压系统故障定位方法

以故障树分析为基础,综合考虑最小割集的搜索成本、故障概率及影响程度等因素研究了液压系统的故障定位问题。针对系统特点确定了最小割集的数量和属性,利用权的最小平方法建立了加权规范化故障定位搜索决策矩阵,利用相对贴近度法对最小割集进行综合排序求出了搜索序列。针对充液阀故障引起压装机主缸不能工进这一工程问题,采用算法给出的搜索序列较好地实现了快速、准确的故障定位,验证了该算法的有效性。

基于模糊故障树的数控刀架系统可靠性分析

从数控刀架转位过程的失效模式出发,运用故障树分析理论,建立了以刀架锁不紧和刀架卡死为顶事件的故障树模型,并收集相关的故障历时数据。针对模型中各事件故障发生概率不确定等因素,引入模糊数学理论,构建概率模糊数,并给出运算法则。对模糊故障树进行定量分析,得到顶事件故障概率区间及底事件重要度排序。结果表明:发信元件、预定位元件及规范操作为影响刀架可靠性的薄弱环节,从而为刀架可靠性的提升提供了良好的数据分析基础。

云计算中加密数据的模糊关键字搜索方法

传统的可搜索加密方案仅支持精确匹配的搜索,在效率和性能上都不能适应云计算环境。用支持多种字符串相似性操作的R+树构建索引,实现了云计算中对加密数据的模糊关键字搜索;用编辑距离来量化关键字的相似度,提出了一种可以返回与关键字更接近的文件检索方法。通过字符串聚类提高了模糊关键字搜索的效率。

基于学习自动机的最小连通支配集算法

为解决连通支配集的最小化问题,提出基于改进的分布式学习自动机的近似算法,在分布式学习自动机按随机选择进行深度搜索的基础上考虑回溯策略。该算法构造的是网络中的一棵支配树,只需要节点的局部信息。在网络建模图——单位圆盘图上对支配树性质进行分析和模拟实验。实验结果表明,与现有算法相比,该算法能得到更优的最小连通支配集。

考虑运营费用和线性化树形改编策略的货物列车开行方案研究

国外货物列车开行方案的制定通常以车流和车列的综合费用最小为目标,而我国大多以车流的集结和改编车小时消耗最小为目标,很少考虑每个车列的运营费用,造成理论开行费用偏小,其方案未必最优.此外,我国现有开行方案模型将车流树形改编策略递归表示,不利于对不可行流的处理.鉴于此,本文对现有模型进行改造,在总目标中增加车列运营费用;在约束中引入新的决策变量,实现线性化的车流树形改编策略.设计并行禁忌搜索算法实现对模型的求解.结果表明,单位列车运营费用中的固定费用对开行方案有着重要的影响,其费用越高,总开行列数越少,列车平均运距越长,但总改编车流量增加;线性化的改编策略直观展现车流的改编路径,便于对不可行流的运输方案进行调整.

改进的基于移动小波树的数据流异常检测方法

针对移动小波树数据流异常检测算法的不足,提出了一种改进的移动小波树异常检测方法,利用比率阈值去除颠簸数据的干扰,提高了检测精度;利用二分查找检测算法,提高了检测的效率;结合实时增量更新算法满足了数据流在线处理的要求;改进了阈值设定方法,可实现双边异常检测。用射线数据和电能质量扰动数据进行仿真实验,结果验证了方法的有效性。

关于集合运算的数据结构和算法

本文探讨适合于表示集合的数据结构，提出一系列与集合有关的算法，并分析算法的时间复杂性。

基于多维权有向图的多式联运中运输方式的选择研究

建立了以运输费用、运输能力及运输时间三者为基础的模型,同时结合多维权有向图理论对其进行求解,并对其进行了实证分析。

基于认证树的外包数据库连接查询验证方案

在外包数据库广泛应用的同时,其安全性受到了很大的挑战。用户在查询数据时无法保证查询结果的正确性和完整性。文章针对现有的外包数据库不能支持连接查询验证问题,提出一种基于认证树的外包数据库连接查询验证模型,并给出了模型的形式化定义以及模型的正确性和安全性定义。文章利用双线性映射累加器、认证树等技术构建了基于认证树的外包数据库连接查询验证方案,利用密码学的VBDHE和q-BSDH困难性假设给出了安全性分析;通过证明敌手不能通过伪造错误结果来使得验证通过,从而证明了方案的正确性。实验结果及性能分析表明,文章方案在密钥生成、查询验证、通信开销、存储开销等方面比其他方案有更高的效率。

基于代数模型的机电作动器Vague动态故障树分析

结合Vague集理论和动态故障树分析方法,提出一种基于代数模型求解的Vague动态故障树的机电作动器可靠性分析方法。定义了动态故障树的时间算子,给出了动态逻辑门的代数模型,推导了运算律的证明;为了规范动态故障树顶事件的结构函数,给出了最小割序集的规范化算法。底事件使用三角形Vague集可靠性数据充分考虑底事件概率水平的不确定性;用代数模型对动态故障树进行建模,具有通用性,考虑了故障发生的时序性更符合机电作动器的原理。将代数模型表达分解为静态和动态两部分分别进行分析,降低了计算量。分析结果表明了该方法可以有效地对机电作动器进行可靠性分析,为故障定位提供思路,更具灵活性。

关联数据分布树在分布式查询中的应用

连接操作是影响分布式查询性能的关键因素,数据存储是影响连接操作的重要因素。为了提高分布式系统的查询性能,通过研究数据之间的关系,提出一个关联数据分布树。利用该关联数据分布树来构造一系列的关联元组集合,然后按照各个站点的负载能力,把这些关联数据集合分配给相关站点。实验结果表明,当多个关系频繁的进行连接操作时,关联数据分布树能有效地提高整个分布式系统的查询性能。

求解固定费用运输问题的遗传算法

为克服基于边集编码的遗传算法求解固定费用运输问题的不足,对采用先根遍历边构成有序边集编码的生成树,提出了森林补充式多点交叉操作的遗传算法。经证明,对于有个源节点和个目的节点的固定费用运输问题,该算法的空间复杂度为O(m+n-1)2),时间复杂度为Oβ(m+n-1))3,β为最大迭代次数。实验数据表明,随着问题规模和求解难度的增加,该算法与边集编码的遗传算法解的质量都呈下降趋势,但所得解的质量优于边集编码的遗传算法。