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可折叠集装箱接驳运输问题的建模与优化

可折叠集装箱接驳运输问题的建模与优化

作者：赵海舒东北大学

学位级别：硕士

集装箱接驳运输是指长距离的远洋或铁路运输开始之前或结束之后,在一定区域内的卡车运输环节,可以实现门到门运输。与海洋运输和铁路运输相比,接驳运输产生的单位距离单位集装箱运输成本相对较高,并且是大气污染物的主要来源之一。可折... 详细信息

集装箱接驳运输是指长距离的远洋或铁路运输开始之前或结束之后,在一定区域内的卡车运输环节,可以实现门到门运输。与海洋运输和铁路运输相比,接驳运输产生的单位距离单位集装箱运输成本相对较高,并且是大气污染物的主要来源之一。可折叠集装箱在空箱状态时可以折叠,例如“四合一”类可折叠箱其体积仅为展开状态时的四分之一,因此可以节约75%的存储空间。在接驳运输中应用可折叠箱是一种节省运输成本的有效途径。围绕一类可折叠箱的接驳运输问题,本文主要开展了如下一些工作:(1)对相关文献进行了检索,围绕集装箱接驳运输问题、可折叠箱的运输与空箱调运问题,以及相关问题的求解算法等方向,对相关领域的求解现状进行了综述和分析。(2)假设一辆集卡在一个计划期(通常为一天)内只运输空箱或满箱中的一种,基于确定的活动在顶点上的图(DAOV图),对一类可折叠箱接驳运输问题进行了数学描述。问题中包括集货任务和散货任务,也包括完成货物运输所必须的空箱的调运。该问题被描述为两个子问题:满箱子问题可描述为一个带时间窗的多旅行商问题,空箱子问题可描述为一个客户处的货物量可正可负且不同客户之间的货物可相互替代的带时间窗的车辆路径问题,两子问题之间有总车辆数等耦合约束。最后建立了问题的混合整数线性规划模型。(3)针对内容(2)中建立的数学模型,基于主动禁忌搜索(RTS)设计了问题的一个优化算法。采用双链编码结构,基于拓扑排序的思想进行解码,并对各顶点的开始访问时间进行调整,在对每一代的当前解进行存储之前对各车辆访问的任务片段进行重排序以消除编码之间的对称性。基于随机生成的大量算例对算法的有效性进行了验证,与CPLEX的求解结果进行了对比;与使用标准箱的情形的对比表明:使用可折叠箱可显著节省接驳运输成本。(4)对内容(2)中的假设进行松弛,设计基于区间的状态转换方法对一类更通用的接驳运输问题进行描述。方法中采用区间而不是精确值的方法定义集卡的状态,从而可以更方便地表达状态之间的转换及状态转换时间,进而建立了问题的一个数学模型。基于RTS算法设计了问题的求解算法,并基于大量随机生成的算例验证了这种方法的有效性,其中算例包括各客户点分散分布和部分客户点集中分布两种情形,并与内容(2)中的方法进行了对比,得出了一些初步的管理学启示。

关键词：集装箱接驳运输可折叠集装箱 RTS算法数学模型 DAOV图状态转换

北京市不同户外活动时间中小学生睡眠与近视关系

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中国公共卫生 2024年第10期 1201-1205页

作者：张京舒李婷杨涵秦冉赵海王路孙冰洁郭欣北京市疾病预防控制中心

目的分析北京市中小学生不同户外活动时间下睡眠与近视的关系，为儿童青少年近视防控提供科学依据。方法于2021年9—12月采用分层随机整群抽样方法选取22 957名中小学生作为研究对象，采用多因素logistic回归模型，分析不同户外活动... 详细信息

目的分析北京市中小学生不同户外活动时间下睡眠与近视的关系，为儿童青少年近视防控提供科学依据。方法于2021年9—12月采用分层随机整群抽样方法选取22 957名中小学生作为研究对象，采用多因素logistic回归模型，分析不同户外活动时间学生睡眠与近视的关系。结果参与调查学生的近视率为71.6%，每天户外活动时间不足的学生占比为61.0%，睡眠时间不足的学生占比为70.0%。睡眠时间不足学生的近视率（73.6%）高于睡眠时间充足的学生（67.2%）(χ2=96.970,P <0.001)。多因素logistic回归分析结果显示，调整性别、城乡、学段、父母是否近视、放学后做作业/读书写字时间、看电视时间、天黑后看电子屏幕时是否关灯后，在户外活动时间不足的学生中，睡眠时间不足学生发生近视的风险是睡眠时间充足学生的1.10倍（95%CI=1.03～1.18,P <0.05）。按性别分析，男生结果与总体类似，而女生未发现睡眠与近视存在关联。结论在户外活动时间不足的学生中，睡眠不足学生的近视率较高。家长和学校应引导学生多参与户外活动，确保学生睡眠时间充足，从而减少近视发生的风险。

关键词：睡眠户外活动近视学生北京市

北京市2019—2022年中学生高度近视及屈光度变化

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中国学校卫生 2024年第7期45卷 932-935页

作者：王路赵海孙冰洁夏志伟张京舒郭欣北京市疾病预防控制中心学校卫生所 100013

目的分析2019—2022年北京市中学生高度近视及屈光度变化,为研究制定相应的预防控制措施提供依据。方法采用分层整群随机抽样的方法,于2019—2022年在北京市16个区分别抽取83,83,84,84所中学,每年9—10月对初一至高三学生进行非睫状肌... 详细信息

目的分析2019—2022年北京市中学生高度近视及屈光度变化,为研究制定相应的预防控制措施提供依据。方法采用分层整群随机抽样的方法,于2019—2022年在北京市16个区分别抽取83,83,84,84所中学,每年9—10月对初一至高三学生进行非睫状肌麻痹的电脑验光检查,最终分别纳入21589,21161,21561,21123名中学生检查结果进行分析。采用χ^(2)检验和χ^(2)趋势检验比较不同组别高度近视率差异,采用年度百分比变化率(APC)评价其变化趋势。结果2019—2022年女生高度近视率均高于男生(15.60%,14.59%;15.33%,14.44%;14.65%,14.17%;14.63%,13.84%),其中2019年男女生高度近视率差异有统计学意义(χ^(2)=4.93,P0.05)。结论北京市中学生高度近视率有下降趋势,但仍处于较高水平。需进一步分级分类防控策略、细化规范化防控措施,控制近视的早发、高发、重度化。

关键词：近视屈光,眼患病率年度变化百分比学生

北京市中小学生健康相关行为现状及与家庭同住人关系

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中国公共卫生 2024年第8期40卷 964-968页

作者：赵海王路夏志伟张京舒赵金辉郭欣北京市疾病预防控制中心北京100013

目的研究北京市中小学生家庭结构现状及与健康相关行为的关系,为促进中小学生健康相关行为提供依据。方法采用分层整群随机抽样方法,于2022年9月—2023年2月抽取北京市16个区共计26403名小学、初中、高中、职业高中学生进行问卷调查。... 详细信息

目的研究北京市中小学生家庭结构现状及与健康相关行为的关系,为促进中小学生健康相关行为提供依据。方法采用分层整群随机抽样方法,于2022年9月—2023年2月抽取北京市16个区共计26403名小学、初中、高中、职业高中学生进行问卷调查。运用χ^(2)检验及多因素logistic回归分析中小学生健康相关行为与同住人的相关性。结果北京市中小学生每天饮用≥1次含糖饮料率为7.5%(1955/26403);每天摄入≥3种蔬菜率为44.2%(11614/26403);白天户外活动≥2 h率为35.0%(8838/26403);每天使用移动电子设备≥2 h率为42.0%(8547/26403)。中学生中的抑郁倾向率为17.9%(3130/17486)。与父母同住是每天饮用≥1次含糖饮料的保护因素(OR=0.80),而与祖辈同住是危险因素(OR=1.26)。与父母同住是每天蔬菜摄入<3种(OR=0.76)及抑郁倾向(OR=0.70)的保护因素。与祖辈(OR=0.93)和兄弟姐妹同住(OR=0.89)是每日户外活动时间<2 h的保护因素。与父母同住是每天≥2 h移动电子产品使用率(OR=0.72)的保护因素,而与祖辈(OR=1.16)和兄弟姐妹同住(OR=1.12)是危险因素。结论与父母同住是影响健康行为的最重要的因素,与大部分的健康相关行为均相关且与父母同住均呈正向作用。与祖父母及兄弟姐妹同住,可能会增加使用电子产品的风险,但同时也增加了户外活动的时间。在健康教育中,应根据同住人的不同特点,采取有针对性的干预。

关键词：健康家庭同住人学生北京市

弹性飞行器飞行动力学建模与刚柔耦合阶次分析

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宇航学报 2024年第2期45卷 240-249页

作者：安阳王天舒清华大学航天航空学院北京100084

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹... 详细信息

基于虚功率原理与混合坐标法,建立了弹性飞行器的飞行动力学模型。发现了附加在弹性结构上的部件会对飞行器姿轨运动与结构振动产生影响,从而给出了耦合系数与模态质量的修正项。定义了描述弹性变形项保留程度的刚柔耦合阶次,并以由弹性本体和刚体舵面组成的刚柔耦合多体系统为例,通过对比不同刚柔耦合阶次下动力学模型的时域响应与保守系统的动量计算结果,分析了动力学模型及动量公式中弹性变形项的保留阶次对动力学响应及动量计算精度的影响。揭示了传统模型忽略弹性变形高阶项可能导致的误差水平,为弹性飞行器动力学模型的简化与验证提供了参考。

关键词：弹性飞行器耦合动力学刚柔耦合阶次虚功率原理混合坐标法

基于PSModel的海上风电场全电磁暂态建模与仿真

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电网技术 2024年第1期48卷 262-271页

作者：崔森郁舒雁清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 电网安全全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电... 详细信息

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电压故障下有功和无功功率响应表达式,包括故障期间的穿越控制过程及不同过程间的暂态切换策略。提出了加权平均压降的风电场等值方法,采用自主研发的全电磁暂态仿真软件(power system model,PSModel)对我国广东某海上风电场进行全电磁暂态建模。根据稳态潮流及暂态特性结果验证了模型可通过系统测试,且有效实现了海上风电场的全电磁暂态建模,从而为该风场接入大电网后的安全稳定分析提供了研究基础。

关键词：直驱风电机组黑盒模型海上风电场 PSModel 故障穿越

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基于对偶四元数的多体系统动力学建模和控制

力学学报 2024年第7期56卷 2091-2102页

作者：王培栋王天舒清华大学航天航空学院北京100084

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶... 详细信息

空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶四元数的位姿一体化建模和控制方法,使之可以应用于多刚体系统.该方法不仅能够精确描述复杂的力学关系,还能够在统一的数学框架中有效地处理位姿耦合问题,这为后续设计姿轨一体化的控制系统提供了极大的便利.首先,基于铰链模型建立了对偶四元数形式的铰链和臂体之间的速度和加速度递推关系,然后,利用铰链和臂体间力-力矩传递关系建立了递推形式的逆向动力学方程,为了便于控制系统设计与分析,随后推导建立了矩阵形式的位姿一体化的正向动力学方程.然后针对推进器和控制力矩陀螺讨论了具体的执行机构的动力学建模问题,并分别讨论了机械臂和漂浮基座的位姿一体化控制问题.最后,对一个6自由度机械臂和漂浮基座的组合体进行了动力学建模和控制仿真,动力学仿真的结果证明了所提动力学建模方法的正确性,控制仿真表明控制系统能较快地抵消机械臂运动对基座产生的干扰力和干扰力矩,证明了所提控制方法的有效性和可行性.

关键词：多刚体动力学对偶四元数一体化控制空间机械臂漂浮基座

适用于大攻角与大舵偏角的刚柔耦合飞行动力学线性化模型

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第9期64卷 1547-1554页

作者：安阳王天舒清华大学航天航空学院北京100084

针对飞行器大攻角与大舵偏角等不满足传统模型假设的飞行特点,采用小扰动法建立了飞行器刚柔耦合飞行动力学线性化模型,并与航天工程中常用模型进行了对比分析。推导了矩阵形式的动力学方程线性化的一般形式,得到了飞行器纵向动力学模... 详细信息

针对飞行器大攻角与大舵偏角等不满足传统模型假设的飞行特点,采用小扰动法建立了飞行器刚柔耦合飞行动力学线性化模型,并与航天工程中常用模型进行了对比分析。推导了矩阵形式的动力学方程线性化的一般形式,得到了飞行器纵向动力学模型的方程系数。给出的舵面摆动惯性力与力矩的线性化表达式,精确描述了攻角与舵偏角的扰动对摆动惯性力与力矩的影响。通过在大攻角与大舵偏角条件下将该文推导的线性化模型、传统线性化模型与原始的非线性模型的仿真结果进行对比,验证了所提出的模型具有更高的仿真精度。该文指出了传统模型将攻角和操纵机构摆角视为小量可能导致较大误差,为飞行器制导与控制系统设计提供了高精度的线性化模型。

关键词：飞行动力学线性化大攻角大舵偏角高精度小扰动法

学习全会精神,共谋发展新篇--北大经院学者学习党的二十届三中全会精神笔谈综述

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经济科学 2024年第4期 231-240页

作者：温舒北京大学经济学院

2024年7月15日至18日,中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议在北京召开,全会紧密围绕推进中国式现代化这一主题,对进一步全面深化改革做出系统部署。7月19日上午,北京大学经济学院联合《经济科学》编辑部,在学院“党员之家”举... 详细信息

2024年7月15日至18日,中国共产党第二十届中央委员会第三次全体会议在北京召开,全会紧密围绕推进中国式现代化这一主题,对进一步全面深化改革做出系统部署。7月19日上午,北京大学经济学院联合《经济科学》编辑部,在学院“党员之家”举办“学习全会精神,共谋发展新篇--—北京大学经济学院学习党的二十届三中全会精神专家座谈会”,第一时间学习领会全会精神。与会专家学者紧扣党的二十届三中全会公报,结合自身研究专长,就全面深化改革、高水平社会主义市场经济体制、经济高质量发展、全面创新、宏观经济治理、对外开放、保障和改善民生、生态文明等十个话题展开热烈讨论。与会专家学者一致表示,作为新时代的科研工作者与教育工作者应坚持“四个面向”,为破解国家和社会发展重大问题、推进改革走深走实而贡献智慧,为培养信念坚定、技能过硬、全面发展的社会主义现代化建设者和接班人而躬耕奋斗。

关键词：中国式现代化共谋发展保障和改善民生专家座谈会全面深化改革教育工作者生态文明三中全会精神