罚转向网络最短路径算法及其复杂性研究

本文建立和研究了具有转向惩罚值的网络模型．论文首先引入了罚转向网络符号及规则，对所建立的罚转向网络模型的性质进行了讨论，在证明了路径与子路径关系的三个定理之后，提出了求解其最短路径的算法并证明了算法的复杂性结论，论文最后给出了一个用该算法求解项转向网络的最短路径实例．     

基于道路堵塞及顾客时间要求的快件配送最优路径选择

针对道路堵塞如节假日导致的临时最短配送路径失效的问题,提出配送网络最优路径选择模型,并设计了求解快递配送网络关键边和最优路径的算法。首先,计算出整个网络的关键边,掌握配送网络特征;其次,考虑顾客时间要求,研究不完全信息(中断无法提前预知,只有到达中断边的起点处才可知)下的最优路径,根据最短路径上各边新的特点,计算出每条边中断后对应的一组备用路径,再选择运输时间小于或等于顾客可等待时间的路径为有效路径,考虑道路堵塞情况,从有效路径中选择最优路径;最后,结合配送网络的实际情况对最优路径进行了算例分析。     

基于供应主体选择和物资调配的国民经济动员链弹性研究

考虑国民经济动员链包含多个供应主体和集散中心,且供应主体有一定概率发生中断,结合数量柔性契约构建包含采购、分配、运输过程的随机整数规划模型.运用带有精英保留策略的快速非支配遗传优化算法(NSGA-Ⅱ),求解供应中断情形下的国民经济动员链最优弹性,并探索了中断概率、契约参数等变化对于动员链最优弹性的影响.结果表明:在供应...     

弹性需求下城市公交网络服务的优化

对具有弹性需求的城市公交网络系统进行了票价结构与发车频率组合的优化。考虑到公交定价和发车频率会影响乘客需求以及乘客对路径的选择行为,将这一问题描述为一个双层规划问题,上层是寻求社会福利最大的优化问题;下层考虑了乘客的出行选择行为,为弹性需求下乘客在城市公交网络上流量分布的随机用户平衡分配模型。鉴于双层规划问题的非凸性,运用模拟退火算法对模型进行求解,并给出一个仿真算例说明提出的模型和算法的合理性。     

突发事件中对嫌疑犯有效封堵的模型与算法

基于CUMCM-2011 B题中关于嫌疑犯的封堵问题的研究.通过建立描述市区交通网络图的权矩阵,采用求最短路的Dijstra算法求出市区任意两节点的最短路径及路长,构作最佳路径阵和距离矩阵,以此为基点建立封堵路口的最优调度方案模型,再在此基础上建立封堵住嫌疑犯的最优模型,并设计了模型求解的算法.将算法应用于CUMCM-2011 B题中关于嫌疑犯的封堵问题,获得最优封堵方案.     

城市公共交通流:一种新的建模与算法(英文)

交通拥塞是当前发展中国家的大多数城市所面临的共同问题。本文提出了一种应用于城市交通网络流最优分配的二次规划模型,并结合这一大型交通网络流配置问题的求解,研究了二次规划计算机算法特点,提出了一种改进算法。本模型及算法在中国一个大型城市的交通规划中得到应用。     

凸二次半定规划一个新的原始对偶路径跟踪算法

本文提出求解凸二次半定规划的一个新的原始对偶路径跟踪算法.在每次迭代中,通过求解一个线性方程组产生搜索方向.在一定条件下证明算法产生的迭代点列落在中心路径的邻域内,且算法至多经■次迭代可得到一个ε-最优解.     

基于“货到人”拣选模式的储位分配问题研究

研究了“货到人”拣选模式下的储位分配问题,以订单拣选过程中搬运货架总时间最短为目标建立了整数非线性规划模型,并证明其为NP-hard问题,分别设计了求解模型的贪婪算法和单亲进化遗传算法。首先根据订单和物品的关联关系对物品进行聚类,基于聚类结果设计了求解模型的贪婪算法。然后设计了直接求解模型的单亲进化遗传算法,遗传算法中采用了0-1矩阵编码、多点基因倒位算子、单点基因突变算子和精英保留等策略,通过合理选取参数,能够很快求解出问题的近似最优解。最后利用模拟算例和一个具体实例进行计算,并对贪婪算法和遗传算法的求解时间和求解效果进行了比较分析。结果显示,对于小规模问题,两种算法均能在较短的时间内以很高的概率得到问题的全局最优解,对于中等规模的实际问题,利用两种算法得到的储位分配方案均优于企业目前采取的基于出库频率的储位分配方案,遗传算法得到的储位分配方案对应的货架搬运次数、货架搬运总时间等均优于贪婪算法。本文设计的遗传算法可以作为智能仓库管理信息系统的核心算法。     

基于改进蚁群算法的最短路径问题研究及应用

蚁群系统作为一种蚁群算法是解决最短路径问题的一种行之有效的方法.然而,它自身也存在着一些缺陷,主要针对基本蚁群算法易陷入局部最优这一缺陷对其进行改进,集中体现在初始信息素求解和信息素更新这两方面.为了进一步了解改进蚁群算法的优点,进行了实验仿真:将改进的蚁群算法应用子模拟医疗救护GIS中,利用GIS的网络分析功能对城市道路网络的最短路径选择算法进行了深入地探讨研究,并以山西省太原市的交通路线作为实例进行研究.计算机仿真结果表明,改进的蚁群算法在解决最短路径问题时较基本蚁群算法的性能好,它具有一定的理论参考价值和现实意义.     

基于二次B样条的时间最优轨迹规划

轨迹规划是机器人运动中的基本问题,文章给出带动力学限制的时间最优二次B样条轨迹的规划方法.算法首先搜索可见性图的对偶图得到初始折线路径.在此基础上可以求解带有避障条件的二次B样条拟合问题,到无碰撞光滑的运动轨迹.在此基础上,联合动力学限制建立新的时间最优模型,并用"Bang-Bang-Singular"控制策略求解得到运动轨迹.数值实验表明,文章方法可以求得符合动力学限制的时间最优运动路径.     

基于Grbner基方法的交通分配算法

交通规划中的第四阶段交通分配是交通规划中最重要的环节之一,合理的交通分配方法是未来规划期内交通运输系统状态良好的关键,对交通分配模型进行优化有利于交通规划正确高效.经典的交通规划分配模型算法计算复杂,比较次数多,计算量大,而Grbner基方法在计算机上容易实现,计算思路清晰简洁,适合在交通分配中采用.选取了交通分配中的典型算法增量分配法,对其中最短路算法用Grbner基方法改进,构造了基于Grbner基方法的交通分配模型.模型先将交通分配中的最短路问题转化为求多项式集的Grbner基,然后直接得出交通分配中的最短路径,使交通分配算法高效简洁.最后,为算法加以实例佐证,证实算法在工程应用中可行.     

基于动态服务网络的铁路紧急输送计划编制模型和算法

根据特殊条件下铁路输送计划问题的动态性、多目标性、时效性等特点,采用时空网络构建铁路输送计划网络模型.并建立了基于动态路径的铁路输送计划编制数学模型.模型属于大规模的整数规划,以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标.根据模型的特点,提出了松弛求解算法,借助LINGO求解工具求解松弛模型,通过逐步固定变量为整数值求得最优解.算例研究表明,算法可行有效.     

基于动态服务网络的铁路紧急输送计划编制模型和算法北大核心

根据特殊条件下铁路输送计划问题的动态性、多目标性、时效性等特点,采用时空网络构建铁路输送计划网络模型.并建立了基于动态路径的铁路输送计划编制数学模型.模型属于大规模的整数规划,以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标.根据模型的特点,提出了松弛求解算法,借助LINGO求解工具求解松弛模型,通过逐步固定变量为整数值求得最优解.算例研究表明,算法可行有效.     

多无人机协同任务规划问题

研究无人机任务规划问题,从无人机侦查和轰炸两方面入手.首先,运用迭代算法求解出从基地到雷达区域边际上任一目标出入口的最短路径.在此基础上,以无人机在雷达范围内滞留时间最短,以及被探测次数最少为目标,建立多目标最优化模型.通过改进交叉算子的遗传算法找出最优侦查路径.对于轰炸任务,以无人机在雷达范围内滞留时间最短,以及轰炸总时间最短为目标,建立多目标最优化模型.采用改变惯性权重的自适应粒子群算法找出最佳轰炸路线.由于计算时间较长,本文对68个目标进行聚类分析,提出针对轰炸任务的快速算法,相较原轰炸方案,其计算效率提高80%以上.     

结点有约束的交通网络最短路径模型

结点有约束的网络是一类特殊的网络，如具有禁止通行限制信息的交通路网等，由于最短路径的求解是有后效性的，经典的Dijkstra算法等不能直接用来求解该问题，本文提出了一种结点有约束的交通网络最短路径建模方法，该方法所建模型为一般网络模型，可用任一传统高效的算法求其最短路径，从根本上降低了问题的复杂性，为很好地解决交通、通信等领域中的此类问题提供了有益的方法。     

直营连锁企业生产分配供应单周期模型研究

直营连锁企业一直面临着一个重要的决策问题是生产多少产品按什么分配方案供应给它的连锁店进行销售,使得连锁企业的损失最小和利润最大.文章首先建立了连锁企业在给定总生产量和基于期望损失下的单周期最优分配模型,导出了生产分配供应的最优策略公式,提出了求解最优生产总量和最优分配供应策略的近似计算方法,以及在销售周期内打折定价策略.最后通过对某食品直营公司的销售数据进行计算,所提近似算法可以获得连锁公司对应的最优分配供应策略,数值结果表明采用最优分配供应策略可以减少直营连锁企业的期望损失风险,增加期望收益.文章给出了连锁企业最优生产供应策略的模型和近似求解算法,对于连锁企业的生产和分配供应具有重要的理论指导意义.     

圆弧-线段型加工路径的最优速度规划

在数控加工中,速度规划是优化加工时间的核心问题.文章针对圆弧一线段型路径,提出最优速度规划算法.文章通过建立加工时间最短的速度规划模型,基于"Bang-Bang"控制,对圆弧进行最优速度规划.通过圆弧相邻线段的速度可达性检验修调速度,提出圆弧样条的最优速度规划算法.与高速小线段拐角过渡插补算法相比,实验结果表明文章的算法更加高效.     

基于Stackelberg博弈的时变双层交通分配模型

提出一个时变双层交通分配模型,其中上层网络管理者设立了一个路段的最大排队长度,其目标是使由网络流和排队长度定义的总出行时间最小.目标函数在离散时段内以路段流量和排队长度作为决策变量,同时考虑不同类型的信号交叉口延误的影响.下层网络用户的反应依赖于上层管理者的决策,其选择是使自身感知阻抗最小的路径,服从一个基于成对组合Logit的路径选择模型,构成一个成对组合Logit的均衡分配问题.结合了交通分配和流传播方法,将其表示为一个均衡约束下的双层数学规划问题,形成了一个Stackelberg非合作博弈.使用遗传算法求解该双层规划问题,并采用实证分析来表现模型的特征和算法的计算表现.结果表明路径重叠、路段流量、路段排队长度等因素对网络均衡流分布均有显著影响.     

有向循环图寻径控制

有向循环图 G(N ;1 ,s)作为有向双环网的图论模型备受关注 .本文将图的点集分划为几个不交子集 ,找到任意节点对之间路径沿跳长为 1和跳长为 s的边数的上确界 .找到了判断节点对间最短路径的充要条件 ,利用点集的分布特征设计了一个最优寻径算法 .对双环网络的容错路径进行了深入研究 ,给出了容错直径公式 ,提出了一个最优容错路径算法 .     

具有实际约束的多阶段M-V投资组合时间一致性策略研究

从动态规划的角度分析,方差算子的不可分离性导致标准的多阶段均值-方差模型的最优投资策略不满足时间一致性。文章采用条件期望映射的方法,构建了一个具有交易成本、借贷约束和阈值约束的多阶段M-V投资组合模型。由于考虑了交易成本,该模型是一个具有路径依赖性的动态优化问题。为了获得其时间一致性投资策略,文章将该问题近似地转化为连续性动态规划模型,证明最优解的近似度,并运用离散迭代算法求解。最后,使用上海证券交易所的部分历史数据验证了模型和算法的有效性。