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能源-交通融合下电-气-热多能系统协同优化调度方法

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上海交通大学学报 2024年

作者：范宏魏心武贾庆山罗佳怡上海电力大学电气工程学院清华大学智能与网络化系统研究中心

双碳目标下，能源系统与交通系统的交互程度将不断加深，存在多元能源-交通系统的协同优化调度问题，为此提出了能源-交通融合下电-气-热多能系统协同优化调度方法。首先，基于融合DBSCAN的K-means聚类算法与Dijkstra算法，对待调度交... 详细信息

双碳目标下，能源系统与交通系统的交互程度将不断加深，存在多元能源-交通系统的协同优化调度问题，为此提出了能源-交通融合下电-气-热多能系统协同优化调度方法。首先，基于融合DBSCAN的K-means聚类算法与Dijkstra算法，对待调度交通车辆聚类，并对道路网架结构及车辆运行与车到网（V2G）技术参与的能量传递模式进行建模，交通对象为电动车、天然气车；在此基础上以系统总成本最小与总用电负荷波动最小为目标构建双层优化调度模型；最后，通过算例分析，验证了该模型在降低系统成本、减小碳排放、提高风光消纳能力的有效性与多能系统调度的优越性。

关键词：能源-交通融合系统双层优化电-气-热多能系统

基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第8期54卷 2275-2281页

作者：张良力马晓凤武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063

为提高汽车充电站布局的合理性,减少资源浪费,提出基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法。预测电动汽车未来分布情况,将用户出行特征、交通密度、服务半径等因素作为选址的参考依据;以需求点到充电站间的距离最短为目标函数,... 详细信息

为提高汽车充电站布局的合理性,减少资源浪费,提出基于改进粒子群算法的新能源汽车充电站选址方法。预测电动汽车未来分布情况,将用户出行特征、交通密度、服务半径等因素作为选址的参考依据;以需求点到充电站间的距离最短为目标函数,设置相关约束条件,建立选址模型;探究经典粒子群算法的实现过程,获取粒子速度与位置更新公式;针对方法容易陷入局部最优问题,使用遗传算法对其加以改进;利用改进后的算法求解目标函数,设置初始参数和判定条件,增加粒子交叉、变异等操作,提高粒子群质量,当满足迭代次数要求时,输出个体最优位置,即充电站选址的最优方案。实验结果表明:本文方法所选的位置符合目标函数要求,令充电需求均衡,避免了资源浪费。

关键词：粒子群优化遗传算法新能源汽车充电站选址目标函数

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具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法

中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 521-530页

作者：陈洋钟树成陈志环武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

在一些实时性要求高的监测任务中,为提升多无人机协同工作的效能,提出了具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法。首先定义最大信息延迟描述监测信息的时效性,综合考虑了无人机能量、禁飞区等多种约束,以无人机信息延迟和飞行总距离为... 详细信息

在一些实时性要求高的监测任务中,为提升多无人机协同工作的效能,提出了具有最小信息延迟的多无人机路径规划方法。首先定义最大信息延迟描述监测信息的时效性,综合考虑了无人机能量、禁飞区等多种约束,以无人机信息延迟和飞行总距离为优化目标,建立多无人机路径规划模型。然后,提出一种改进的多目标灰狼算法,引入交叉算子完成灰狼位置更新以增强其全局搜索能力,引入大规模邻域算法以提高其局部搜索能力。最后,利用概率路图算法对得到的飞行方案进行局部避障优化,从而得到最终的路径规划结果。仿真和实验结果表明,所提算法不仅可以得到很好的路径规划结果,而且对比NSGA-Ⅱ算法,本文算法得到的飞行路径总距离分别缩短了3.34%、5.09%,最大延迟时间降低了11.02%、15.66%,验证了所提算法的可行性和有效性。

关键词：信息延迟改进多目标灰狼算法路径规划避障概率路图算法

复杂协同攻击下一类非线性系统的分布式一致性滤波器设计

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控制与决策 2024年第1期39卷 189-195页

作者：高霞吴怀宇郑秀娟武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

针对复杂协同攻击下一类非线性系统的状态估计问题,提出一种分布式一致性递推滤波算法.首先,将拒绝服务攻击(denial of service, DoS)和虚假数据注入攻击(false data injection, FDI)现象描述为两个随机Bernoulli序列,并利用统一的框架... 详细信息

针对复杂协同攻击下一类非线性系统的状态估计问题,提出一种分布式一致性递推滤波算法.首先,将拒绝服务攻击(denial of service, DoS)和虚假数据注入攻击(false data injection, FDI)现象描述为两个随机Bernoulli序列,并利用统一的框架建立包含DoS和FDI的复杂协同攻击模型;然后,基于一致性理论设计具有分布式结构的递推滤波器,计算最优滤波器增益,并推导该滤波器估计误差满足均方有界的充分必要条件;最后,利用室内机器人的定位问题进行验证,仿真结果验证了所提出滤波器算法的有效性.

关键词：一致性滤波器状态估计 FDI攻击 DoS攻击室内机器人定位

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基于混合策略改进的樽海鞘群算法

控制与决策 2024年第8期39卷 2541-2550页

作者：梁成龙陈志环武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081 武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081

针对樽海鞘群算法(SSA)在求解复杂优化问题时存在的易陷入局部最优、收敛精度低等缺点,提出一种基于混合策略改进的樽海鞘群算法(ISSA).首先,采用Sobol序列实现樽海鞘种群的初始化,使初始种群在解空间中分布更加均匀,进而提高算法的全... 详细信息

针对樽海鞘群算法(SSA)在求解复杂优化问题时存在的易陷入局部最优、收敛精度低等缺点,提出一种基于混合策略改进的樽海鞘群算法(ISSA).首先,采用Sobol序列实现樽海鞘种群的初始化,使初始种群在解空间中分布更加均匀,进而提高算法的全局寻优能力;其次,在领导者位置更新阶段引入步长控制因子,根据不同寻优时期自动调节领导者的搜索范围,有效平衡算法的全局搜索与局部搜索;然后,采用改进的透镜成像策略对领导者进行映射,避免算法陷入局部最优;此外,在追随者位置更新阶段,引入一种自主选择追随机制,改善追随者的盲从性,以提高算法的收敛精度;最后,与其他几种代表性优化算法在12个基准测试函数上进行仿真实验对比,并进行Wilcoxon秩和检验,实验结果表明所提出ISSA在收敛速度和精度上有明显提升,相较于其他优化算法具有更好的寻优效果和稳定性.另外,通过两个工程设计案例实验进行测试,进一步验证了所提出ISSA的可行性和适用性.

关键词：樽海鞘群算法 Sobol序列步长控制因子透镜成像自主追随 Wilcoxon秩和检验

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减速顶压力阀碟形弹簧RCAD模型的研究

中国铁道科学 1993年第3期14卷 102-107页

作者：赵明哈尔滨铁路局减速顶调速系统研究中心

本文以可靠性分析理论为核心提出了减速顶压力阀碟形弹簧的RCAD(Reliablity Computer Aided Design)数学模型,并采用WHP算法进行优化计算。结果表明,该方法对碟簧设计具有普遍意义。

关键词：碟形弹簧 RCAD 减速顶

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耐久性环氧沥青路面结构有限元分析

科学技术与工程 2024年第19期24卷 8280-8289页

作者：郭赵元闵召辉林郭锋李明月东南大学交通学院南京210096 东南大学智能运输系统研究中心南京210096

环氧沥青是一种热固性材料,具有强度高、高温稳定性好、耐疲劳等优异性能。将环氧沥青混合料作为路面面层,是实现路面耐久性的一种可行方式。将环氧沥青混合料作为路面面层的铺装材料,并降低环氧沥青中环氧组分用量,通过抗压回弹模量试... 详细信息

环氧沥青是一种热固性材料,具有强度高、高温稳定性好、耐疲劳等优异性能。将环氧沥青混合料作为路面面层,是实现路面耐久性的一种可行方式。将环氧沥青混合料作为路面面层的铺装材料,并降低环氧沥青中环氧组分用量,通过抗压回弹模量试验和应力松弛试验获取环氧沥青混合料的力学参数。基于试验得到的混合料力学参数,设计不同路面结构组合,并使用有限元模拟手段对环氧沥青路面进行结构力学分析和组合优化设计。结果表明:沥青用量为60%和70%的环氧沥青混合料的路用性能和强度显著优于SBS改性沥青混合料。组合3(4 cm 60%EAC-13+4 cm AC-13),组合5(4 cm 70%EAC-13+4 cm 70%EAC-13),组合7(4 cm AC-13+4 cm 60%EAC-13)三种环氧沥青路面结构组合与其他结构组合相比具有较好的力学计算指标和经济性。

关键词：耐久性环氧沥青混合料抗压回弹模量应力松弛模量有限元分析

基于高基尼不纯度的UAV&UGV协作监测系统路径规划

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控制与决策 2024年第3期39卷 804-812页

作者：夏丹陈洋陈志环杨艳华武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

空地异构机器人系统由无人机和地面车组成,通过两者相互协作完成持续监测任务可以提高工作效率、解决无人机续航能力不足的问题.在该异构机器人系统中,地面车可以为无人机进行补能,保证监测任务的持续性.由于周期性的监测路径极易发生... 详细信息

空地异构机器人系统由无人机和地面车组成,通过两者相互协作完成持续监测任务可以提高工作效率、解决无人机续航能力不足的问题.在该异构机器人系统中,地面车可以为无人机进行补能,保证监测任务的持续性.由于周期性的监测路径极易发生监测规律信息的泄露,提高无人机监测路径的随机性具有重要意义.针对此问题,引入基尼不纯度指标来评估监测路径的随机性,以目标点的归一化访问间隔时间及其基尼不纯度的加权之和最小为优化目标,建立无人机和地面车协作系统持续监测路径规划模型,提升监测路径的隐私性.采用蚁群算法对无人机监测路径和地面车补能路径进行优化求解,验证了模型的有效性与合理性.通过与其他算法比较,说明了蚁群算法具有更快的搜索速度和运行效率.

关键词：异构机器人路径规划持续监测基尼不纯度路径随机性蚁群算法

基于多区域CGE的能源排放与运输融合政策研究

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长安大学学报(自然科学版) 2024年第5期 194-203页

作者：王宗保钟鸣马晓凤武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉理工大学国家水运安全工程技术研究中心

碳税政策和“输煤转输电”政策是减少能源受端地区碳排放和推进以电代煤的重要手段，但是现有研究较少对这2种政策的综合影响进行对比分析。为了定量分析上述融合政策综合影响，基于多区域可计算一般均衡建模方法，构建区域能源排放与... 详细信息

碳税政策和“输煤转输电”政策是减少能源受端地区碳排放和推进以电代煤的重要手段，但是现有研究较少对这2种政策的综合影响进行对比分析。为了定量分析上述融合政策综合影响，基于多区域可计算一般均衡建模方法，构建区域能源排放与运输融合政策分析模型。该模型通过模拟相关政策对地区碳排放和区域贸易的多边影响，为地区碳排放控制和能源输送策略提供参考。并以长三角地区为研究对象，深入分析该地区的排放与运输政策对经济发展、二氧化碳排放、能源需求结构以及区域间能源调入的影响。研究结果表明：“输煤转输电”政策和碳税政策均有利于推动长三角地区电力消费的增长和抑制二氧化碳排放；“输煤转输电”政策制定需要考虑地区的能源需求结构，在“输煤转输电”转变比例为0.15时，该政策不仅带动GDP增长和电力消费提升，还能有效减少地区的二氧化碳排放；碳税政策也可抑制二氧化碳排放，但对地区GDP产生不利影响；考虑到碳税政策对电力需求的刺激作用，在实施碳税政策的同时，适度提升“输煤转输电”的转换比，更有利于能源受端地区的经济发展和电力调入量；当地区碳税价格为120元/t时，为了优化GDP表现，建议将转换比例调至约0.12;对于能源低碳转型的重点地区，需要综合运用排放与运输政策，提升地区低碳发展水平。

关键词：交通工程能源与运输政策可计算一般均衡能源运输碳税