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    重庆时时彩组六杀两码: 水电工程交通运输仿真优化算法.pdf

    关 键 词:
    水电工程 交通运输 仿真 优化 算法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010124193.3

    申请日:

    2010.03.15

    公开号:

    CN102194020A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06F 17/50申请公布日:20110921|||文件的公告送达IPC(主分类):G06F 17/50收件人:刘霞文件名称:视为撤回通知书|||文件的公告送达IPC(主分类):G06F 17/50收件人:刘霞文件名称:实审请求期限届满前通知书|||文件的公告送达IPC(主分类):G06F 17/50收件人:刘霞文件名称:发明专利申请公布通知书|||公开|||文件的公告送达IPC(主分类):G06F 17/50收件人:刘霞文件名称:发明专利申请初步审查合格通知书|||文件的公告送达IPC(主分类):G06F 17/50收件人:刘霞文件名称:视为未提出通知书
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 刘霞
    发明人: 刘霞
    地址: 100191 北京市海淀区知春路大运村学生公寓6号406A
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010124193.3

    授权公告号:

    ||||||||||||||||||

    法律状态公告日:

    2014.02.19|||2013.09.11|||2013.04.24|||2012.02.08|||2011.09.21|||2010.09.15|||2010.08.25

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||文件的公告送达|||文件的公告送达|||文件的公告送达|||公开|||文件的公告送达|||文件的公告送达

    摘要

    本发明涉及一种水电工程交通运输仿真优化算法,深入研究了叉口动态建立服务台机制,更好的模拟实际水电工程施工过程交通运输的堵塞情况,仿真模型通用性、扩展性更强。将仿真模型嵌入基于演化策略的启发式优化算法中,得到了水电工程交通运输最优的机械配置方案,为决策者提供了施工决策依据。

    权利要求书

    1.一种水电工程交通运输仿真优化算法,其特征在于包括以下步骤:(1)设计实现叉口动态建立服务台的机制,并使用交通灯控制系统进行通行控制,使得叉口的模型同时适用于丁字路口和十字路口建模;(2)将仿真模型嵌入到基于演化策略的启发式优化算法中,得到水电工程交通运输最优的机械配置方案,为工程决策者提供决策支持。

    说明书

    水电工程交通运输仿真优化算法

    技术领域

    本发明涉及一种水电工程交通运输仿真优化算法,具体地讲是一种综合计算机仿真技术和启发式优化算法的方法,该方法不仅能实现真实模拟水电工程交通运输工况,还进一步求解出一组最优的交通运输机械配置方案,为工程决策者提供决策辅助。

    背景技术

    目前随着计算机技术和仿真理论以及系统工程技术的发展,建立大型工程施工交通运输系统的仿真和可视化表现已成为可能。交通运输是一个高度复杂的随机性过程,利用仿真技术对描述这种时变的、复杂的随机过程是非常有效的。但是仿真模型仅是对问题的直观描述,仿真运行只能提供一定条件下的可行方案,它并不能给出问题的最优解。关于水电工程交通运输,在物料调配计划和运输路径既定的情况下,利用仿真一方面可以验证先前规划是否合理,另一方面可以通过衡量仿真性能指标枚举获得一些合理的机械配置方案。然而当合理机械配置方案较多时,决策者很难通过主观的判断来进行最优决策。

    发明内容

    为克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种将仿真技术和优化方法相结合的仿真优化算法,应用于水电工程交通运输机械配置的研究,在以往仅利用仿真枚举获得合理的机械配置方案的基础上,更能解决当合理机械配置方案较多时,满意给决策者提供最优的方案需求。

    本发明是通过以下技术方案实现的:

    首先利用动态随机网络模型建立水电工程交通运输仿真模型,包括以下步骤:(1)对水电工程交通运输进行业务理解,由业务理解得知水电工程交通运输过程实际是一个由特定的运输环节构成的循环过程;(2)进行水电工程交通运输系统描述,整个复杂的运输系统简单抽象为一个有限多级服务系统:它由装载系统、道路系统、叉口系统及卸车系统组成。(3)分别对以上四个系统建立模型,并最终形成系统的整体模型。其中,深入研究了叉口建模问题,提出了动态服务台设立机制,即在一个交叉路口,通过判断经过该路口的土石方流的不同方向的个数,动态调整设立服务台个数,规定相同方向的土石方流共用一个服务台。并且为了进一步实现服务台的控制机制,为每一个服务台设立的交通灯控制系统。

    (1)交通灯变换规则

    在每一个服务台设立一个交通灯,从属与同一个交叉路口的服务台的交通灯以一定时间间隔按编号次序依次亮绿灯,此时其它交通灯都为红灯。即一个时间点,只有一个方向的土石方流能够通过路口。原理如表1,表格的第一行代表交通灯变换的时间区间,这里取交通灯变换的时间间隔为2分钟,表格的左侧一列代表服务台编号。某一时间点所对应的列中,数1所在行对应的服务台为当前亮绿灯的服务台。

    表1交通灯机制示意图

    (2)交通灯控制机制

    一个自卸汽车进入服务台(排队情况在排队节点考虑)首先判断此时的交通灯,如果交通灯是绿灯则汽车可以直接通过,如果交通灯不是绿灯,汽车则需要将自己的仿真时钟推进到交通灯下一次亮绿灯的时间点,等待下一次的事件调用。下面是以T分钟为变化时间间隔的交通灯系统相关计算公式:

    J代表服务台编号;Jcs代表当前汽车经过的服务台编号;jcg代表当前亮绿灯的服务台编号;sNow代表汽车的子时钟;n代表该路口的服务台总数;T代表交通灯变换的时间间隔

    汽车进入服务台时亮绿灯的服务台编号:

    计算该服务台的交通灯下一次亮绿灯的时间点:

    If?(jcg>Jcs)

    当前服务台下一次亮绿灯的时间=sNow-sNow%T+T*(n-jcg+Jcs);

    Else

    当前服务台下一次亮绿灯的时间=sNow-sNow%T+T*(n-jcg)。

    其次,建立水电工程交通运输仿真优化的目标集U

    1)机械设备的平均利用率U1

    ρ=Σj=1nρj/n]]>(j代表机械类型包括装载机和自卸汽车)

    其中ρj代表第j类机械设备的利用率,n代表机械设备总数

    2)工况内各土石方流完工时间均衡性U2

    ϵ=Σi=1nλ(Tsi-Twp)2]]>(i代表土石方流的编号)

    代表第i个土石方流实际的完工时间;Twp代表土石方均衡??楣娑ǖ墓た龅耐旯な奔?;λ代表罚因子,当时,给λ赋值一个较大的数作为处罚;当是,令λ=1

    3)叉口的自卸汽车平均等待时间U3:

    4)交通运输的总成本U4

    交通运输的总成本分为两个部分:机械设备的购置费用和运营成本。其中将运营成本如人工费、燃料费、维修费等摊派成机械装、运1m3物料消费的成本计算。

    C=Σj=1m(cjΣi=1nxij)+Σj=1m(ejΣi=1nMij)]]>j=(1,2,...,m)代表机械类型;

    i=(1,2,...,n)代表土石方流的编号

    其中cj代表第j类机械设备的单位购置成本;xij代表第i个土石方流分配的第j类机械设备的个数;ej代表第j类机械设备的单位摊派运营成本;Mij代表第i个土石方流分配的第j类机械设备所完成装载或运输的土石方量

    最终得到:U={U1max,U2min,U3min,U4min}

    最后,选择演化策略的启发式优化算法,并采用综合模糊评价方法进行适应度评价,对水电工程交通运输这个多目标优化问题进行求解,得出最优的一组机械配置方案。

    本发明的有益效果是该水电工程交通运输仿真优化算法结构简单、易于实现,具体很强的扩展性,能提供装运机械的最佳组合方案,客观反映交通系统的拥堵情况,为工程投标提供了有效的决策辅助。

    附图说明

    图1是交通运输系统仿真流程图。

    图2是基于演化策略的水电工程交通运输优化流程图。

    图3是水电工程交通运输仿真优化流程图。

    具体实施方式

    参见图1,本仿真优化算法发明中水电工程交通运输仿真步骤如下:

    Step1:仿真开始,读入土石方调运计划、道路信息等工程数据;

    Step2:初始化各种仿真参数;

    Step3:生成自卸汽车在交通运输系统中行驶的动态循环网络;

    Step4:设置系统仿真时钟开始时间;

    Step5:扫描所有流动实体,确定下一最早发生事件对应的主导实体;若不存在主导实体,则转至Step?15;

    否则,执行Step?6;

    Step?6:判断当前主导实体是否在排队队列中,若不在队列中或为队头元素则执行Step?7;否则,累加当

    前主导实体的排队时间,并转至Step?5;

    Step?7:判断当前主导实体对应的活动,若为装载,则执行Step8;若为重行,则执行Step?10;若为岔

    口活动,则执行Step?11;若为卸料,则执行Step?12;若为空返,则执行Step?13;

    Step?8:判断装载点剩余土石方量,若剩余土石方量小于等于0,则对应自卸汽车退出系统;

    Step?9:判断装载机的服务状态,若为装载机忙,则自卸汽车进入装载排队队列;否则,自卸汽车完成

    装载活动,并转至Step?14;

    Step?10:自卸汽车完成重行活动,转至Step?14;

    Step?11:判断当前岔口服务状态,若岔口忙,则自卸汽车进入岔口排队队列;否则,自卸汽车接受并完

    成岔口服务,并转至Step?14;

    Step?12:自卸汽车完成卸料活动,转至Step?14;

    Step?13:自卸汽车完成空返活动,转至Step?14;

    Step?14:确定当前主导实体的下一事件,推进自卸汽车的子时钟值Sub-TIME和仿真系统时钟值TIME,

    返回Step?5;

    Step?15:输出仿真结果;

    Step?16:仿真结束。

    参见图2,本仿真优化算法发明中水电工程交通运输优化步骤如下:

    ①系统随机给出初始拖轮配置结构(x11,x12,...,xij,...,xnn)作为父代,其中xij,的值为第i条土石方流第j类机械的配置数。同时将变量t和T赋值为。,变量t控制子代群体个数,而变量T记录优化迭代次数。

    ②判断是否满足优化迭代终止条件。如果满足条件的话,就停止优化迭代,输出最佳的优化结果一一最佳的拖轮配置结构程序运行结束。如果不满足条件进行下一步骤。如果只是刚开始进行优化,也即T=0,则跳过这一步,直接进行下一步骤。

    ③把(x11,x12,...,xij,...,xnn)向量值交给仿真???,开始进行一次仿真试验运行。仿真试验将按照给定的参数(如仿真天数,拖轮匹配策略,仿真规则等)运行。

    ④仿真??榫菁扑?,得出仿真试验结果,即机械设备的平均利用率、土石方流完工时间标准差、叉口的平均等待时间等,这三项构成仿真输出向量(y1,y2,y3)。

    ⑤系统计算机械配置结构(x11,x12,...,xij,...,xnn))的总体费用y4,从而构成整体输出向量(y1,y2,y3,y4)。

    ⑥将变量t累加1次。

    ⑦判断子代群体的个数是否为μ,如果不等于则继续产生子代,直到数量达到μ为止。

    ⑧运用评价策略比较父代的输出向量(y1,y2,y3,y4)和子代群体的输出向量(y′1,y′2,y′3,y′4),保留好的配置结构作为新的父代,系统将储存该父代的向量(x11,x12,...,xij,...,xnn)和向量(y1,y2,y3,y4),其中向量(x11,x12,...,xij,...,xnn)用作可能输出的最佳拖轮配置结构,而向量(y1,y2,y3,y4)留着以新的子代的向量(y′1,y′2,y′3,y′4)做比较。

    ⑨将变量t清零,将变量T累加1次。

    ⑩回到第②步,继续开始新的一轮优化迭代过程。

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    本文标题:水电工程交通运输仿真优化算法.pdf
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