專(zhuān)利名稱(chēng)：水電工程交通運(yùn)輸仿真優(yōu)化算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水電工程交通運(yùn)輸仿真優(yōu)化算法，具體地講是一種綜合計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和啟發(fā)式優(yōu)化算法的方法，該方法不僅能實(shí)現(xiàn)真實(shí)模擬水電工程交通運(yùn)輸工況，還進(jìn)一步求解出一組最優(yōu)的交通運(yùn)輸機(jī)械配置方案，為工程決策者提供決策輔助。
背景技術(shù)：
目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真理論以及系統(tǒng)工程技術(shù)的發(fā)展，建立大型工程施工交通運(yùn)輸系統(tǒng)的仿真和可視化表現(xiàn)已成為可能。交通運(yùn)輸是一個(gè)高度復(fù)雜的隨機(jī)性過(guò)程，利用仿真技術(shù)對(duì)描述這種時(shí)變的、復(fù)雜的隨機(jī)過(guò)程是非常有效的。但是仿真模型僅是對(duì)問(wèn)題的直觀(guān)描述，仿真運(yùn)行只能提供一定條件下的可行方案，它并不能給出問(wèn)題的最優(yōu)解。關(guān)于水電工程交通運(yùn)輸，在物料調(diào)配計(jì)劃和運(yùn)輸路徑既定的情況下，利用仿真一方面可以驗(yàn)證先前規(guī)劃是否合理，另一方面可以通過(guò)衡量仿真性能指標(biāo)枚舉獲得一些合理的機(jī)械配置方案。然而當(dāng)合理機(jī)械配置方案較多時(shí)，決策者很難通過(guò)主觀(guān)的判斷來(lái)進(jìn)行最優(yōu)決策。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種將仿真技術(shù)和優(yōu)化方法相結(jié)合的仿真優(yōu)化算法，應(yīng)用于水電工程交通運(yùn)輸機(jī)械配置的研究，在以往僅利用仿真枚舉獲得合理的機(jī)械配置方案的基礎(chǔ)上，更能解決當(dāng)合理機(jī)械配置方案較多時(shí)，滿(mǎn)意給決策者提供最優(yōu)的方案需求。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的首先利用動(dòng)態(tài)隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型建立水電工程交通運(yùn)輸仿真模型，包括以下步驟(1) 對(duì)水電工程交通運(yùn)輸進(jìn)行業(yè)務(wù)理解，由業(yè)務(wù)理解得知水電工程交通運(yùn)輸過(guò)程實(shí)際是一個(gè)由特定的運(yùn)輸環(huán)節(jié)構(gòu)成的循環(huán)過(guò)程；( 進(jìn)行水電工程交通運(yùn)輸系統(tǒng)描述，整個(gè)復(fù)雜的運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單抽象為一個(gè)有限多級(jí)服務(wù)系統(tǒng)它由裝載系統(tǒng)、道路系統(tǒng)、叉口系統(tǒng)及卸車(chē)系統(tǒng)組成。( 分別對(duì)以上四個(gè)系統(tǒng)建立模型，并最終形成系統(tǒng)的整體模型。其中，深入研究了叉口建模問(wèn)題，提出了動(dòng)態(tài)服務(wù)臺(tái)設(shè)立機(jī)制，即在一個(gè)交叉路口，通過(guò)判斷經(jīng)過(guò)該路口的土石方流的不同方向的個(gè)數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)立服務(wù)臺(tái)個(gè)數(shù)，規(guī)定相同方向的土石方流共用一個(gè)服務(wù)臺(tái)。并且為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)服務(wù)臺(tái)的控制機(jī)制，為每一個(gè)服務(wù)臺(tái)設(shè)立的交通燈控制系統(tǒng)。(1)交通燈變換規(guī)則在每一個(gè)服務(wù)臺(tái)設(shè)立一個(gè)交通燈，從屬與同一個(gè)交叉路口的服務(wù)臺(tái)的交通燈以一定時(shí)間間隔按編號(hào)次序依次亮綠燈，此時(shí)其它交通燈都為紅燈。即一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，只有一個(gè)方向的土石方流能夠通過(guò)路口。原理如表1，表格的第一行代表交通燈變換的時(shí)間區(qū)間，這里取交通燈變換的時(shí)間間隔為2分鐘，表格的左側(cè)一列代表服務(wù)臺(tái)編號(hào)。某一時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的列中，數(shù)1所在行對(duì)應(yīng)的服務(wù)臺(tái)為當(dāng)前亮綠燈的服務(wù)臺(tái)。表1交通燈機(jī)制示意圖
3交通燈變換時(shí)間間隔
紅綠燈編號(hào)-_____-
0-2 (分鐘)2-4 (分鐘)4-6 (分鐘)110020103001(2)交通燈控制機(jī)制一個(gè)自卸汽車(chē)進(jìn)入服務(wù)臺(tái)(排隊(duì)情況在排隊(duì)節(jié)點(diǎn)考慮)首先判斷此時(shí)的交通燈， 如果交通燈是綠燈則汽車(chē)可以直接通過(guò)，如果交通燈不是綠燈，汽車(chē)則需要將自己的仿真時(shí)鐘推進(jìn)到交通燈下一次亮綠燈的時(shí)間點(diǎn)，等待下一次的事件調(diào)用。下面是以T分鐘為變化時(shí)間間隔的交通燈系統(tǒng)相關(guān)計(jì)算公式J代表服務(wù)臺(tái)編號(hào)；J。s代表當(dāng)前汽車(chē)經(jīng)過(guò)的服務(wù)臺(tái)編號(hào)；‘代表當(dāng)前亮綠燈的服務(wù)臺(tái)編號(hào)；sNow代表汽車(chē)的子時(shí)鐘；η代表該路口的服務(wù)臺(tái)總數(shù)；T代表交通燈變換的時(shí)間間隔汽車(chē)進(jìn)入服務(wù)臺(tái)時(shí)亮綠燈的服務(wù)臺(tái)編號(hào)/ = !/—"^々7^^+、計(jì)算該服務(wù)臺(tái)的交通燈下一次亮綠燈的時(shí)間點(diǎn)If (jcg > Jcs)當(dāng)前服務(wù)臺(tái)下一次亮綠燈的時(shí)間=sNow-sNow% T+T*(n-j。g+jj ；Else當(dāng)前服務(wù)臺(tái)下一次亮綠燈的時(shí)間=sNow-sNow% T+T*(n_jcg)。其次，建立水電工程交通運(yùn)輸仿真優(yōu)化的目標(biāo)集U1)機(jī)械設(shè)備的平均利用率U1- %pJ / (j代表機(jī)械類(lèi)型包括裝載機(jī)和自卸汽車(chē)) P:' /n其中ρ J代表第j類(lèi)機(jī)械設(shè)備的利用率，η代表機(jī)械設(shè)備總數(shù)2)工況內(nèi)各土石方流完工時(shí)間均衡性U2ε 二 ΣΛ(ΤΧι -Twp)2 (i代表土石方流的編號(hào))
i=l&代表第i個(gè)土石方流實(shí)際的完工時(shí)間；Twp代表土石方均衡模塊規(guī)定的工況的完工時(shí)間；λ代表罰因子，當(dāng)&>、時(shí)，給λ賦值一個(gè)較大的數(shù)作為處罰；當(dāng)Tsi < Twp是，令 λ = 13)叉口的自卸汽車(chē)平均等待時(shí)間U3 -Jct4)交通運(yùn)輸?shù)目偝杀綰4交通運(yùn)輸?shù)目偝杀痉譃閮蓚€(gè)部分機(jī)械設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本。其中將運(yùn)營(yíng)成本如人工費(fèi)、燃料費(fèi)、維修費(fèi)等攤派成機(jī)械裝、運(yùn)Im3物料消費(fèi)的成本計(jì)算。
權(quán)利要求
1. 一種水電工程交通運(yùn)輸仿真優(yōu)化算法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)叉口動(dòng)態(tài)建立服務(wù)臺(tái)的機(jī)制，并使用交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行通行控制，使得叉口的模型同時(shí)適用于丁字路口和十字路口建模；( 將仿真模型嵌入到基于演化策略的啟發(fā)式優(yōu)化算法中，得到水電工程交通運(yùn)輸最優(yōu)的機(jī)械配置方案，為工程決策者提供決策支持。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水電工程交通運(yùn)輸仿真優(yōu)化算法，深入研究了叉口動(dòng)態(tài)建立服務(wù)臺(tái)機(jī)制，更好的模擬實(shí)際水電工程施工過(guò)程交通運(yùn)輸?shù)亩氯闆r，仿真模型通用性、擴(kuò)展性更強(qiáng)。將仿真模型嵌入基于演化策略的啟發(fā)式優(yōu)化算法中，得到了水電工程交通運(yùn)輸最優(yōu)的機(jī)械配置方案，為決策者提供了施工決策依據(jù)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102194020SQ20101012419
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者劉霞 申請(qǐng)人:劉霞