融合涟漪扩散算法的动态洪水疏散仿真系统研究

1

作者 阮雪景 孙海 韩果芮 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1891-1899,共9页

受气候变化和人类活动的共同影响,洪灾的发生频率和损失程度持续增加。为解决传统洪水疏散模拟中忽视行人绕行机制和洪水对行人移动实时影响的问题,构建了融合元胞自动机模型和涟漪扩散算法优化的实时洪水疏散仿真系统,并开展了微型场... 受气候变化和人类活动的共同影响,洪灾的发生频率和损失程度持续增加。为解决传统洪水疏散模拟中忽视行人绕行机制和洪水对行人移动实时影响的问题,构建了融合元胞自动机模型和涟漪扩散算法优化的实时洪水疏散仿真系统,并开展了微型场景试验和珠海市华平社区动态洪水疏散案例研究。结果表明:优化后的涟漪扩散算法通过提升出口吸引力,实现了对行人绕行障碍物的模拟,与传统模型相比,成功疏散人数显著提升;增加洪水排斥力将人群移动和洪水演进同步耦合,使行人实时感知洪水变化并做出最佳的出口选择;行人提前7 min响应,全员成功撤离并使总疏散时间减少26.1%;高熟悉度人群比例达到30%时,拥堵现象明显缓解,在此基础上进一步提高熟悉度对疏散效果作用不显著。 展开更多

关键词 公共安全 洪水 涟漪扩散算法 人员疏散 元胞自动机 仿真系统 疏散策略

原文传递

基于实时备降安全约束的无人机风电场巡检路径规划 被引量：3

2

作者 胡小兵 卢泽 +1 位作者 李航 周航 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期28-39,共12页

为提高无人机(UAV)风机巡检过程的巡检效率和安全性,合理规划无人机巡检路径,提出一种基于实时备降安全约束的无人机巡检路径规划方法。首先,基于风速风向影响下无人机的动态续航能力、航迹备降等约束条件,建立备降区安全性计算模型,评... 为提高无人机(UAV)风机巡检过程的巡检效率和安全性,合理规划无人机巡检路径,提出一种基于实时备降安全约束的无人机巡检路径规划方法。首先,基于风速风向影响下无人机的动态续航能力、航迹备降等约束条件,建立备降区安全性计算模型,评估巡检路径安全性,建立安全约束;然后,针对无人机巡检路径长度的目标函数,提出基于涟漪扩散算法(RSA)特征的最优巡检路径规划方法,依据RSA算法离散式、多智体的方法特点,在安全性约束下有效求解无人机风电场巡检的旅行商问题(TSP),规划风电场巡检路径;最后,对于不同算法进行对比试验和风电场仿真试验。结果表明:实时备降安全约束模型能够综合不同的风险因素计算出安全路线,提高巡检路径的安全性,RSA算法则能够在保证精确度的条件下快速求解安全约束下的风电场巡检TSP问题,提高巡检路径规划水平。 展开更多

关键词 实时备降 安全约束 风电场 无人机(UAV) 巡检 路径规划 涟漪扩散(rsa)算法 旅行商问题(TSP)

原文传递

识别城市轨道交通关键站点和区段的加权改进介数方法:以北京市轨道交通网络为例

3

作者 李航 高致远 +2 位作者 崇熙晓 李佳茹 胡小兵 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10441-10448,共8页

为准确识别城市轨道交通的关键站点和区段,基于改进介数方法,进一步考虑乘客出行路径选择偏好和不同站点区段运输流量特征,对轨道交通网络中所有起点-终点(origin destination, OD)对之间满足给定约束条件的合适路径进一步区分提出了加... 为准确识别城市轨道交通的关键站点和区段,基于改进介数方法,进一步考虑乘客出行路径选择偏好和不同站点区段运输流量特征,对轨道交通网络中所有起点-终点(origin destination, OD)对之间满足给定约束条件的合适路径进一步区分提出了加权改进介数。即,在计算节点或链接出现在网络中所有OD对合适路径的次数时,分别对长度更短、客流量更大的合适路径赋更高的介数权重,克服了改进介数方法等同对待这些合适路径的缺陷。之后,以北京轨道交通网络为例开展仿真案例验证研究。结果表明:加权改进介数方法能够为识别城市轨道交通网络的关键站点和区段提供新的有用信息;为了提高识别的准确性,需运用传统方法和加权改进介数等方法综合分析。可见,该方法使得识别结果更加真实可信。 展开更多

关键词 轨道交通网络 加权介数 路径长度和客流量 关键站点和区段 涟漪扩散算法(rsa)

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于终端策略的近似涟漪扩散算法

4

作者 王瑞祥 张盈斐 +1 位作者 李航 胡小兵 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第6期1762-1770,共9页

针对k最短路径问题(k-SPP)的高效求解需求,提出了一种基于涟漪扩散算法(RSA)的改进方法。首先,对原始RSA进行优化,限制每个节点产生的涟漪数量以提高计算效率,形成近似涟漪扩散算法(ARSA)。其次,提出一种终端策略H T,通过对节点分层并... 针对k最短路径问题(k-SPP)的高效求解需求,提出了一种基于涟漪扩散算法(RSA)的改进方法。首先,对原始RSA进行优化,限制每个节点产生的涟漪数量以提高计算效率,形成近似涟漪扩散算法(ARSA)。其次,提出一种终端策略H T,通过对节点分层并设置不同的涟漪上限,以权衡最优性和计算效率。同时,利用模糊推理系统(FIS)根据网络特征动态设置终端策略H T,提高算法适用性。仿真实验结果表明,在网格网络、随机网络、小世界网络及无标度网络中,终端策略H T能有效提升ARSA的性能,而模糊推理系统则实现了终端策略的快速设置。现实网络的实验验证了改进算法在求解k-SPP上的高效性和可靠性,为复杂网络环境中的路径规划提供了新的解决思路。 展开更多

关键词 k最短路径问题 近似涟漪扩散算法 终端策略 模糊推理系统 路径规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于火场预测和多出口决策的协同进化救援路径优化方法 被引量：5

5

作者 宋英华 何子慧 郭晨 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期143-150,共8页

为给深入火场救援的消防员提供最佳救援路线,掌握营救和自救时机,通过改变涟漪规则、动态调整扩散速度、多出口决策设置来改进基于涟漪扩散算法(RSA)协同进化路径优化方法(CEPO)。基于火场预测和多出口决策提出协同进化救援路径优化(CER... 为给深入火场救援的消防员提供最佳救援路线,掌握营救和自救时机,通过改变涟漪规则、动态调整扩散速度、多出口决策设置来改进基于涟漪扩散算法(RSA)协同进化路径优化方法(CEPO)。基于火场预测和多出口决策提出协同进化救援路径优化(CERPO)方法,并以湖北某校教学楼火灾扩散仿真模拟为背景,在不同时间节点情境下规划最佳救援往返路径并比较路径异同,与D算法对比验证CERPO有效性和灵活性。研究结果表明:CERPO能基于火灾预测提前避障规划最佳路径,并在第500 s情境下及时启动多出口决策,规划新的撤离路径;CERPO与传统算法相比可避免绕路,提高消防救援效率,研究结果可为救援路径规划提供参考。 展开更多

关键词 消防救援 火灾预测 协同进化路径优化 涟漪扩散算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

时变路网下新冠患者救护车辆路径协同优化

6

作者 温惠英 蒋晗 +1 位作者 吴嘉彬 林译峰 《计算机仿真》 北大核心 2023年第1期167-171,共5页

近年来,由于新冠疫情具有传染强、危害大、传播途径广等特点,导致全球新冠患者呈现爆发式增长,救护车辆供不应求,医疗体系受到巨大冲击。为了迅速控制疫情发展势态与挽救患者生命,应将新冠患者或潜伏者疑似人员尽快运输至隔离点进行治... 近年来,由于新冠疫情具有传染强、危害大、传播途径广等特点,导致全球新冠患者呈现爆发式增长,救护车辆供不应求,医疗体系受到巨大冲击。为了迅速控制疫情发展势态与挽救患者生命,应将新冠患者或潜伏者疑似人员尽快运输至隔离点进行治疗与隔离。考虑城市时变路网下交通环境的不确定性,提出了救护车辆路径协同优化方法,设计了改进波纹扩散算法(Improved ripple spreading algorithm, IRSA)进行求解,并基于南京市部分路网搭建仿真平台以验证方法的有效性。结果表明,所提方法比现有在线优化算法具有更好的优化效果与可靠性,可有效缩短行程时间,提高救援效率。研究成果可为患者的隔离或救援运输提供理论指导与技术支撑。 展开更多

关键词 时变路网 新冠患者 路径协同优化 改进波纹扩散算法 疫情防控

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑火灾动态扩散过程的高层建筑疏散路径研究 被引量：29

7

作者 张明空 胡小兵 王静爱 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期32-38,共7页

为给火灾中高层建筑人员提供最优逃生路径,提高高层人员面对火灾的应急能力,提出基于涟漪扩散算法(RSA)的协同进化路径优化方法(CEPO);借助火灾动力学软件(FDS)模拟北京某高层建筑的火灾扩散情况,采用CEPO方法优化人员疏散路径,并选取... 为给火灾中高层建筑人员提供最优逃生路径,提高高层人员面对火灾的应急能力,提出基于涟漪扩散算法(RSA)的协同进化路径优化方法(CEPO);借助火灾动力学软件(FDS)模拟北京某高层建筑的火灾扩散情况,采用CEPO方法优化人员疏散路径,并选取传统动态路径优化方法(DPO)验证CEPO方法的有效性。结果表明:CEPO方法总的疏散时间较传统DPO方法缩短约8%, DPO方法无法成功疏散的总人数是CEPO方法未能成功疏散总人数的270%;用CEPO方法能获得实际最优疏散路径,避免出现绕远的不合理现象,有效提高高层建筑的火灾疏散效果。 展开更多

关键词 高层建筑 火灾疏散 协同进化路径优化(CEPO) 涟漪扩散算法(rsa) 最优疏散路径

原文传递

一种评估网络结点和链接重要性的改进介数 被引量：1

8

作者 胡小兵 李佳茹 +2 位作者 刘骋越 李航 周航 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期33-40,共8页

为准确评估出网络系统中的重要结点和链接,首先通过分析网络系统抗打击能力的3类情况,基于传统介数定义,给出一种改进的网络结点和链接介数定义,即网络中所有起点-终点(OD)对之间满足给定约束条件的路径通过某个结点或链接的次数;然后... 为准确评估出网络系统中的重要结点和链接,首先通过分析网络系统抗打击能力的3类情况,基于传统介数定义,给出一种改进的网络结点和链接介数定义,即网络中所有起点-终点(OD)对之间满足给定约束条件的路径通过某个结点或链接的次数;然后提出一种新的涟漪扩散算法(RSA),用于求解网络结点和链接的改进介数;最后分别计算出北京地铁网络中各结点和链接的传统和改进介数值,用于评估其重要性,通过对比传统介数和改进介数计算结果,结果表明:改进介数是一种普适化的定义,而传统介数只是改进介数的一个特例;改进介数能够从更加全面的角度评估网络结点和链接的重要性。 展开更多

关键词 结点和链接 改进介数 网络系统 起点-终点(OD)对 涟漪扩散算法(rsa) 北京地铁网络

原文传递

基于涟漪扩散算法的应急疏散路径优化方法研究 被引量：5

9

作者 胡小兵 袁莉燕 +3 位作者 李航 赵宇勃 张勇 李奇轩 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期253-261,共9页

针对大型公共场所内人群应急疏散路径优化问题,本文提出一种考虑容量限制的多起点多终点涟漪扩散算法(Capacity Constrained Ripple Spreading Algorithm,CCRSA)。该算法通过动态更新各链接在各时刻的剩余最大通行容量,容量不足时添加... 针对大型公共场所内人群应急疏散路径优化问题,本文提出一种考虑容量限制的多起点多终点涟漪扩散算法(Capacity Constrained Ripple Spreading Algorithm,CCRSA)。该算法通过动态更新各链接在各时刻的剩余最大通行容量,容量不足时添加涟漪在节点的等待行为,一次性得出多个起点到多个终点的包含等待时间的疏散时间最短路径;并使用路径寻优规则确定优先疏散路径,分配疏散人员数量,实行差异化疏散,提高路网中各链接的利用率。使用大量具有不同节点数量、不同待疏散人数的随机路网与北京颐和园实际路网案例对算法进行测试,并设置了疏散时间、人员实际/理想疏散时间标准差、程序运行时间这3个评价标准。实验结果表明:与传统的应急疏散路径规划算法相比,CCRSA平均可减少13.07%的人群疏散时间,以较高运行效率得到更加满足各疏散人员期望的疏散方案。 展开更多

关键词 交通工程 人群应急疏散 涟漪扩散算法 多对多路径优化 容量动态更新

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于涟漪扩散算法的航空器滑行路径优化 被引量：3

10

作者 吴闯洋 胡小兵 马霁 《计算机仿真》 北大核心 2023年第12期87-92,共6页

针对当前机场场面交通拥挤、航班不正常率日益增高的现状,研究了航空器滑行路径优化问题。结合场面运行规则,提出基于真实滑行路径的多目标涟漪扩散算法以优化进离港航班的滑行路径。构建基于冲突解决的场面优化模型,以天津滨海国际机... 针对当前机场场面交通拥挤、航班不正常率日益增高的现状,研究了航空器滑行路径优化问题。结合场面运行规则,提出基于真实滑行路径的多目标涟漪扩散算法以优化进离港航班的滑行路径。构建基于冲突解决的场面优化模型,以天津滨海国际机场为例进行20架航班的仿真验证,将通过广播式自动相关监视系统采集的真实路径集合与改进的涟漪扩散算法获得的帕累托最优路径集合进行比较分析。结果表明:与真实路径相比,20架航班的总滑行时间从7107.1s降至6852.1s,减少255s,总完成时间从7153.2s降至6894.1s,减少259.1s,共6架航班的滑行时间得到明显优化。通过案例仿真结果发现,通过改进的涟漪扩散算法得到的帕累托最优滑行路径以符合真实滑行规则为前提,可以有效的优化机场场面滑行路径。 展开更多

关键词 混合整数线性规划 帕累托最优路径 涟漪扩散算法 路径规划 场面优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

城市动态灾害环境下多种类多目标路径优化算法 被引量：1

11

作者 张盈斐 李航 +3 位作者 齐玉亮 王伟明 张海林 胡小兵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期217-224,共8页

为提高城市应对动态灾害的响应能力,针对动态灾害环境中应急车辆行驶路线的规划问题,考虑路径安全度为乘法权重,车辆行驶路径长度和通行时间为加法权重,首先,提出一种动态环境下可同时计算乘法与加法权重的多种类多目标路径优化问题(MCM... 为提高城市应对动态灾害的响应能力,针对动态灾害环境中应急车辆行驶路线的规划问题,考虑路径安全度为乘法权重,车辆行驶路径长度和通行时间为加法权重,首先,提出一种动态环境下可同时计算乘法与加法权重的多种类多目标路径优化问题(MCMPOP)的求解模型;其次,通过改进涟漪扩散算法(RSA)求解MCMPOP;然后,为验证算法的有效性,通过510组仿真试验,对比MCMPOP下非支配排序遗传算法(NSGA)-Ⅱ与改进RSA的计算时间与解的质量;最后,选取“7·20”郑州特大暴雨事件数据进行实例验证。结果表明:与NSGA-Ⅱ相比,改进的RSA可以求解出完整的Pareto最优路径集合,有效保证算法的计算效率和Pareto最优解的质量;可在应急车辆可接受的安全范围内,筛选出行驶路线长度和时间成本较小的Pareto最优路径,为应急车辆提供更多可靠的行驶路线,提高城市的应急管理能力。 展开更多

关键词 动态灾害环境 多种类多目标路径优化问题(MCMPOP) 涟漪扩散算法(rsa) 路线规划 PARETO前沿

原文传递

市区行李值机服务移动站点优化方法 被引量：1

12

作者 胡小兵 张雪梅 +1 位作者 周航 马一鸣 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2022年第3期136-145,共10页

为提高航空运输的服务质量和竞争力,克服传统城市候机楼在服务范围有限、成本高和选址难度高等弊端,提出1种基于市区移动站点(UMS)的航空旅客行李值机服务模式。UMS基于乘客的实时位置分布差异来动态调配移动站点在城市的位置,因此需要... 为提高航空运输的服务质量和竞争力,克服传统城市候机楼在服务范围有限、成本高和选址难度高等弊端,提出1种基于市区移动站点(UMS)的航空旅客行李值机服务模式。UMS基于乘客的实时位置分布差异来动态调配移动站点在城市的位置,因此需要解决UMS站点布局优化问题。综合考虑乘客到服务站点的平均路径长度和乘客最大可接受距离等2个重要指标,基于服务站点位置、不同时段的客源分布和站点的最大服务容量等限制因素对2个重要指标进行约束,建立基于路网的UMS布局优化的数学模型。为满足UMS服务模式对优化运算时效性的严格要求,提出1种混合智能优化算法,采用涟漪扩散算法(RSA)求解乘客与UMS站点多对多路径优化问题,采用自适应遗传算法(AGA)高效优化UMS位置分布。以天津城市路网的实际案例与随机生成测试案例对市区移动站点和城市候机楼2种模式的各服务时段的服务质量进行比较。结果显示:在相同站点数量的情况下,乘客到服务站点的平均路径长度比城市候机楼模式减小30.9%,超出乘客的可接受路径长度比城市候机楼模式减少43.7%;UMS位置分布优化使用混合算法(RSA-AGA),其平均计算时间为377 s,比城市候机楼模式所需的平均计算时间减少了41.2%;UMS服务模式在不同站点数量和随机生成测试案例中,各项优化目标均优于城市候机楼模式,更符合乘客的实时需求,验证了UMS运营模式的优越性。 展开更多

关键词 智能交通 城市候机楼 市区移动值机站点 涟漪扩散算法 自适应遗传算法 行李值机服务

在线阅读 下载PDF 职称材料

动态灾害环境下多对多物资配送路径规划方法 被引量：3

13

作者 胡小兵 孟相至 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第8期297-306,共10页

动态灾害环境下多对多物资配送路径规划问题具有重大的现实意义,它需要在路径规划的同时应对路网环境随时间的变化,并找到不同应急物资储备点、配送点之间的最佳对应关系,同时保证求解的时效性和成功率。目前的静态预案规划方法(SPO)和... 动态灾害环境下多对多物资配送路径规划问题具有重大的现实意义,它需要在路径规划的同时应对路网环境随时间的变化,并找到不同应急物资储备点、配送点之间的最佳对应关系,同时保证求解的时效性和成功率。目前的静态预案规划方法(SPO)和动态路径规划方法(DPO)难以确保动态灾害环境下求解效果的理论最优性,甚至可能导致部分配送点不能及时获得应急物质的配送。通过对基于涟漪扩散算法(RSA)的协同进化路径优化(CEPO)方法的修改将其扩展到动态灾害环境下多对多问题的求解,实现通过一次离线运算得到动态灾害环境下多对多路径优化问题的理论最优解。并通过实验验证了该方法的可行性和优越性。 展开更多

关键词 路径规划 协同进化路径优化方法(CEPO) 涟漪扩散算法(rsa) 台风动态环境

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于遗传和涟漪扩散模型的机场停机位分配混合算法

14

作者 张可 胡小兵 +2 位作者 冷甦鹏 徐硕 刘浩 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期138-146,共9页

机场停机位分配问题是一个组合优化问题,在遗传算法的实现中通常使用基于飞机停泊顺序的排列表示法。该类遗传算法的设计时常需要考虑求解时的可行性和内存效率问题。本文提出了一种混合遗传算法,将GAP的原顺序解转换为数值解,使基本的... 机场停机位分配问题是一个组合优化问题,在遗传算法的实现中通常使用基于飞机停泊顺序的排列表示法。该类遗传算法的设计时常需要考虑求解时的可行性和内存效率问题。本文提出了一种混合遗传算法,将GAP的原顺序解转换为数值解,使基本的二进制表示法和所有的经典进化算子都可用于以上问题。在混合遗传算法中,等待停机位的飞机被映射为特定参数化空间中的点。受液体表面涟漪扩散的自然现象启发,本文提出了一种确定性模型,将相关空间参数作为输入,连接所有飞机的映射点而构建飞机到停机位的队列,由此,本文采用了一种可兼容所有经典进化算子的二进制遗传算法,可利用这些空间参数求得最优或逼近最优解。仿真试验验证了为解决机场停机位分配问题提出的基于涟漪扩散模型的混合遗传算法的有效性。 展开更多

关键词 交通工程 停机位分配问题 计算机仿真 遗传算法 涟漪扩散模型 组合优化

原文传递

求解多目标路径优化问题的涟漪扩散算法 被引量：3

15

作者 胡小兵 陈树念 +1 位作者 张盈斐 谷升豪 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第23期81-90,共10页

对于多目标路径优化问题(MOPOP),提出了一种求解完整(非部分或近似的)Pareto最优面的涟漪扩散算法(RSA)。新的涟漪扩散算法是在路网中模拟一场涟漪接力赛,通过对到达终点的涟漪进行回溯来确定完整的Pareto前沿。RSA类似于大多数受自然... 对于多目标路径优化问题(MOPOP),提出了一种求解完整(非部分或近似的)Pareto最优面的涟漪扩散算法(RSA)。新的涟漪扩散算法是在路网中模拟一场涟漪接力赛,通过对到达终点的涟漪进行回溯来确定完整的Pareto前沿。RSA类似于大多数受自然启发的方法,本质上是一个基于微观智体的自下而上的仿真模型。通过定义微观智体的行为,即路网中的节点根据到达的Pareto非占优涟漪产生新的涟漪,涟漪接力赛在宏观层面的表现为输出完整的Pareto前沿。而且,RSA仅需一次涟漪接力赛就可以找到一对多问题中每个MOPOP的完整Pareto前沿。实验结果验证了新的RSA方法的有效性和高效性。 展开更多

关键词 涟漪扩散算法 多目标优化 路径优化 完整的Pareto前沿

在线阅读 下载PDF 职称材料

复杂城市环境下无人机路网模型研究 被引量：6

16

作者 胡小兵 杨常澍 周隽 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期251-261,共11页

针对复杂城市环境下无人机路径规划问题,采用三维可视图法研究路网模型。首先,在考虑无人机飞行安全裕度的前提下,将城市密集而不规则的障碍物环境进行变形重组,再以不同的水平和竖直间隔对障碍物外表面进行离散化的节点采集,并构建基... 针对复杂城市环境下无人机路径规划问题,采用三维可视图法研究路网模型。首先,在考虑无人机飞行安全裕度的前提下,将城市密集而不规则的障碍物环境进行变形重组,再以不同的水平和竖直间隔对障碍物外表面进行离散化的节点采集,并构建基于三维可视图的复杂城市低空路网模型。其次,为降低无人机之间的潜在冲突和碰撞风险,引入无人机机动保护区的概念,进一步缩减路网规模,优化路网结构。最后,结合无人机性能和平稳飞行的要求,以最大航向角改变量作为主要限制条件,以最小化路径长度为目标,提出改进的涟漪扩散算法进行求解。仿真结果表明:三维可视图中的采点间隔直接决定了路网模型中节点和链接的数量,并对最优路径与规划时间具有显著影响;1000组仿真实验表明,考虑机动保护区后,最短路径的平均长度相较于无机动保护区时增长了不足1%,而计算耗时降低了近70%。仿真实验验证,通过引入无人机机动保护区和航向角改变量的限制,能够有效降低路网规模,提升运算效率,并有利于获得平滑的路径,降低无人机的潜在碰撞风险。 展开更多

关键词 航空运输 路网模型 三维可视图 无人机 路径规划 改进涟漪扩散算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

求解时间窗口网络中前k条最短路径的方法 被引量：2

17

作者 郭荣梅 胡小兵 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1387-1395,共9页

在一个时间窗口网络中寻找前k条最短路径是一项具有挑战性的任务.在时间窗口网络中,一个节点可能只有在某些特定的时间窗口内才能通行.现有的研究大都假设运动体可以立即通过可通行节点,或者在暂不可通行节点处等待直到未来时间窗口的... 在一个时间窗口网络中寻找前k条最短路径是一项具有挑战性的任务.在时间窗口网络中,一个节点可能只有在某些特定的时间窗口内才能通行.现有的研究大都假设运动体可以立即通过可通行节点,或者在暂不可通行节点处等待直到未来时间窗口的开始时刻才通过.本文针对一个更一般的时间窗口情况,其中运动体一旦到达节点,可以选择在节点的时间窗口中的任何离散时刻通过该节点.本文将这样的时间窗口网络称为拓展时间窗口网络,其解空间大小和复杂程度都显著增加.通过模拟水面上的自然涟漪扩散现象,本文提出了一种有效的涟漪扩散算法,用于求解拓展时间窗口网络中的前k条最短路径.除了一对一问题之外,涟漪扩散算法(ripple spreading algorithm,RSA)还扩展到一对多问题.在一对多问题中,需要找到从给定起点到网络中的每个其他节点的所有前k条最短路径.新方法具有最优性的理论保证,其计算复杂度仅为O(k×NATU×NL),其中NL是网络中链接的数量,NATU是涟漪通过链接平均所需的仿真时间单位数.实验结果证明了RSA的有效性. 展开更多

关键词 前k条最短路径问题 拓展时间窗口网络 涟漪扩散算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种用于求解项目时间管理问题的前k个最优解的新算法 被引量：1

18

作者 刘骋越 李佳茹 胡小兵 《系统工程》 CSSCI 北大核心 2020年第6期118-128,共11页

项目管理问题(Project Management Problcm,PMP)是一个多目标优化问题,它通常需要考虑三个相互冲突的优化目标:时间,质量和成本。大多数现存的方法只能为项目管理问题求解近似的Parcto前沿。理论上,如果能够针对每个单目标优化问题找出... 项目管理问题(Project Management Problcm,PMP)是一个多目标优化问题,它通常需要考虑三个相互冲突的优化目标:时间,质量和成本。大多数现存的方法只能为项目管理问题求解近似的Parcto前沿。理论上,如果能够针对每个单目标优化问题找出前k个单目标最优解,则基于所有单目标优化问题的前k个单目标最优解,就可以保证找到离散多目标优化问题(比如PMP)的完整Parcto前沿。因此,求解多目标优化问题的完整Parcto前沿的关键是要设计有效的方法以求解出每个单目标优化问题的前k个单目标最优解。本文针对如何计算项目时间管理问题(Project Time Management Problem,PTMP)的k个最优解,提出了一种涟漪扩散算法,该算法通过模仿自然涟漪扩散现象,从而确定管理项目的前k个最佳方案,使得项目总时间最短。对比实验证明了新方法的有效性。 展开更多

关键词 涟漪扩散算法 项目时间管理 多目标优化 前k个最优解

原文传递

考虑旅客到达准时性的城市值机移动站点动态分布模型

19

作者 张铭霞 周航 胡小兵 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2023年第5期167-175,共9页

现有城市值机移动服务站点设施分布模型在优化中未考虑旅客到达服务站点的时间不确定性,其优化结果通常与实际情况存在差异,导致无法对提前或延误到达的旅客进行服务。为解决时间不确定性对优化求解造成的不利影响,研究基于旅客准时性... 现有城市值机移动服务站点设施分布模型在优化中未考虑旅客到达服务站点的时间不确定性,其优化结果通常与实际情况存在差异,导致无法对提前或延误到达的旅客进行服务。为解决时间不确定性对优化求解造成的不利影响,研究基于旅客准时性概率函数的动态设施分布模型。针对城市值机移动服务站点布局优化问题,构建完整的数学模型,并提出动态设施分布的优化评价指标。采用正态分布型旅客准时性概率函数,用以预估旅客实际到站时间与申报到站时间的差异。基于不同服务时段客源点的位置分布,采用涟漪扩散算法和遗传算法优化服务站点位置并计算所有旅客与站点间的最优路径。基于天津市路网和旅客分布的真实数据,对旅客准时到站和考虑旅客到站时间不确定2种场景进行仿真对比实验。结果表明:旅客到站时间概率模型优化结果优于旅客准时到站模型,动态设施分布评价指标提升4.31%。其中,旅客到达站点的平均路径长度减少0.35%,旅客可接受距离总超出量减少6.26%,站点服务容量总超出量减少4.13%。旅客到站时间概率模型能够充分考虑到站时间不确定性,并基于旅客实际到站时间更好地优化设施布局。基于旅客准时性概率函数的城市值机移动服务站点动态分布模型具有可移植性,可应用于物流服务的动态选址等问题。 展开更多

关键词 智能交通 城市候机楼 城市值机移动服务站点 涟漪扩散算法 遗传算法 正态分布 到站时间概率

在线阅读 下载PDF 职称材料

城市空中交通动态空域垂直起降飞行器路径优化

20

作者 周航 赵风旸 胡小兵 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期295-308,共14页

针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,... 针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,提出准确的eVTOL功率消耗模型优化飞行路径;最后,基于涟漪扩散算法(RSA)提出适用于动态空域中的动态加权路网(RSA-DWRN)算法。通过构建包含时变气流和障碍区影响的城郊结合路网结构,以优化路径耗电量、飞行时间、计算时间和匹配度为指标,比较RSA-DWRN和传统动态路径优化算法DPO-A*在5种场景下600次实验优化效果。仿真结果表明:RSA-DWRN算法在4类指标下效果最好,且当动态空域环境因素越复杂时,RSA-DWRN表现越优;当空域中存在移动障碍物时,DPO-A*算法无法预测其运动轨迹且需频繁更新路网状态,大量提高了路径规划计算成本,而RSA-DWRN算法在相同情景下与动态环境变化过程协同进化,得到同时保证优化结果和计算效率的最优解。 展开更多

关键词 航空运输 城郊结合路网 涟漪扩散算法 电动垂直起降飞行器 动态空域 路径优化

在线阅读 下载PDF 职称材料