为提升高速公路合流区交通运行效率及驾乘人员舒适性,在保障安全的前提下,面向人工驾驶车辆(Human Driven Vehicles,HDV)和智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles,CAV)混行的异质交通流环境,提出高速公路CAV合流次序优化与轨...为提升高速公路合流区交通运行效率及驾乘人员舒适性,在保障安全的前提下,面向人工驾驶车辆(Human Driven Vehicles,HDV)和智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles,CAV)混行的异质交通流环境,提出高速公路CAV合流次序优化与轨迹规划方法.首先,以车辆通行时间和延误作为合流区交通运行效率表征指标,建立合流次序优化函数,采用并调整蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)算法,获得最优合流次序;其次,依据合流次序,建立最小化加速度和急动度的CAV合流轨迹规划(Minimize Acceleration and Jerk Trajectory Planning,MAJTP)函数,运用最优控制理论,求解车辆纵向最优轨迹解析解,进而形成高速公路合流区CAV协同控制方法;最后,联合运用SUMO软件和PYTHON库,对本文所提方法进行交通仿真验证.仿真结果表明:在CAV渗透率分别为0.2、0.4、0.6和0.8时,相较于先进先出(First In First Out,FIFO)算法,基于MCTS算法的合流次序优化方法累积延误分别降低5.75%、8.84%、12.24%和11.06%;相较于最小化加速度的车辆轨迹规划(Minimize Acceleration Trajectory Planning,MATP)方法,MAJTP方法平均急动度更趋近于零,驾乘人员舒适性有所提升,验证了方法的有效性.研究成果可为高速公路合流区交通运行管控研究提供理论支持.展开更多
提出了一种基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)和启发式方法 (Heuristic Method,HM)的多参数运行工况高效构建方法。根据工况质量要求,选取表征行驶工况特征的速度、加速度和坡度参数相关指标,设计工况的目标函数;改进...提出了一种基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)和启发式方法 (Heuristic Method,HM)的多参数运行工况高效构建方法。根据工况质量要求,选取表征行驶工况特征的速度、加速度和坡度参数相关指标,设计工况的目标函数;改进多个启发式方法,确保被作用后的工况序列仍可满足行驶工况动态转移特性;采用MCTS选择更适合的启发式方法,进而高效地收敛至多参数目标行驶工况。基于重型汽车实际采集的试验数据,多次分析结果表明,生成的多参数行驶工况所有特征指标相对偏差均可保持在设定阈值以内,表明生成工况与原始数据特征具备一致性;相比于纯随机启发式方法,该方法能快速构建多参数期望运行工况。展开更多
露天矿无人矿车在装卸载作业区内运输过程中的长时间停车等待是制约露天矿无人运输系统效率提升的瓶颈。为提高无人矿车的运输效率,本文结合作业区内的运输作业流程,提出一种基于动态可行驶距离的多车协同通行决策方法。首先,将决策模...露天矿无人矿车在装卸载作业区内运输过程中的长时间停车等待是制约露天矿无人运输系统效率提升的瓶颈。为提高无人矿车的运输效率,本文结合作业区内的运输作业流程,提出一种基于动态可行驶距离的多车协同通行决策方法。首先,将决策模型建模为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)模型,表述优化目标和问题约束;其次,考虑到求解MILP模型存在难以满足动态决策实时性的问题,基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)实现多车冲突消解,核心思想是利用搜索树的推演能力进行多车通行前瞻模拟,计算多车的最优通行优先级,动态调整多车的可行驶距离;此外,根据无人矿车在作业区内的作业特征设计不同的MCTS节点价值函数,实现综合考虑运输效率与作业特征的通行优先级排序;最后,设计作业区4,8,12个停车位场景下的多车通行仿真实验,与基于先到先服务(First-Come-FirstServed, FCFS)的方法进行对比,吞吐量提升22.03%~28.00%,平均停车等待时间缩短31.71%~50.79%。同时,搭建微缩智能车辆的6停车位作业区场景实验平台,多车单次运输作业总用时相比FCFS缩短了18.84%。仿真与微缩智能车辆的实验结果表明,本文提出的方法能够提升露天矿作业区多车运输效率。展开更多
为解决在集装箱码头岸桥突发故障情况下装卸船作业的快速重调度问题,考虑故障岸桥对其他岸桥作业的时空约束,在满足作业安全和作业顺序的要求下,以最小化最大完工时间为目标,构建装卸船作业重调度序贯决策模型。为求解该模型,对基于离...为解决在集装箱码头岸桥突发故障情况下装卸船作业的快速重调度问题,考虑故障岸桥对其他岸桥作业的时空约束,在满足作业安全和作业顺序的要求下,以最小化最大完工时间为目标,构建装卸船作业重调度序贯决策模型。为求解该模型,对基于离散事件仿真的蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo tree search,MCTS)算法进行改进。仿真实验证明,提出的装卸船作业重调度方法有效,能够保证在岸桥突发故障情况下装卸船作业的有序进行。展开更多
文摘为提升高速公路合流区交通运行效率及驾乘人员舒适性,在保障安全的前提下,面向人工驾驶车辆(Human Driven Vehicles,HDV)和智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles,CAV)混行的异质交通流环境,提出高速公路CAV合流次序优化与轨迹规划方法.首先,以车辆通行时间和延误作为合流区交通运行效率表征指标,建立合流次序优化函数,采用并调整蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)算法,获得最优合流次序;其次,依据合流次序,建立最小化加速度和急动度的CAV合流轨迹规划(Minimize Acceleration and Jerk Trajectory Planning,MAJTP)函数,运用最优控制理论,求解车辆纵向最优轨迹解析解,进而形成高速公路合流区CAV协同控制方法;最后,联合运用SUMO软件和PYTHON库,对本文所提方法进行交通仿真验证.仿真结果表明:在CAV渗透率分别为0.2、0.4、0.6和0.8时,相较于先进先出(First In First Out,FIFO)算法,基于MCTS算法的合流次序优化方法累积延误分别降低5.75%、8.84%、12.24%和11.06%;相较于最小化加速度的车辆轨迹规划(Minimize Acceleration Trajectory Planning,MATP)方法,MAJTP方法平均急动度更趋近于零,驾乘人员舒适性有所提升,验证了方法的有效性.研究成果可为高速公路合流区交通运行管控研究提供理论支持.
文摘提出了一种基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)和启发式方法 (Heuristic Method,HM)的多参数运行工况高效构建方法。根据工况质量要求,选取表征行驶工况特征的速度、加速度和坡度参数相关指标,设计工况的目标函数;改进多个启发式方法,确保被作用后的工况序列仍可满足行驶工况动态转移特性;采用MCTS选择更适合的启发式方法,进而高效地收敛至多参数目标行驶工况。基于重型汽车实际采集的试验数据,多次分析结果表明,生成的多参数行驶工况所有特征指标相对偏差均可保持在设定阈值以内,表明生成工况与原始数据特征具备一致性;相比于纯随机启发式方法,该方法能快速构建多参数期望运行工况。
文摘露天矿无人矿车在装卸载作业区内运输过程中的长时间停车等待是制约露天矿无人运输系统效率提升的瓶颈。为提高无人矿车的运输效率,本文结合作业区内的运输作业流程,提出一种基于动态可行驶距离的多车协同通行决策方法。首先,将决策模型建模为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)模型,表述优化目标和问题约束;其次,考虑到求解MILP模型存在难以满足动态决策实时性的问题,基于蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo Tree Search,MCTS)实现多车冲突消解,核心思想是利用搜索树的推演能力进行多车通行前瞻模拟,计算多车的最优通行优先级,动态调整多车的可行驶距离;此外,根据无人矿车在作业区内的作业特征设计不同的MCTS节点价值函数,实现综合考虑运输效率与作业特征的通行优先级排序;最后,设计作业区4,8,12个停车位场景下的多车通行仿真实验,与基于先到先服务(First-Come-FirstServed, FCFS)的方法进行对比,吞吐量提升22.03%~28.00%,平均停车等待时间缩短31.71%~50.79%。同时,搭建微缩智能车辆的6停车位作业区场景实验平台,多车单次运输作业总用时相比FCFS缩短了18.84%。仿真与微缩智能车辆的实验结果表明,本文提出的方法能够提升露天矿作业区多车运输效率。
文摘为解决在集装箱码头岸桥突发故障情况下装卸船作业的快速重调度问题,考虑故障岸桥对其他岸桥作业的时空约束,在满足作业安全和作业顺序的要求下,以最小化最大完工时间为目标,构建装卸船作业重调度序贯决策模型。为求解该模型,对基于离散事件仿真的蒙特卡洛树搜索(Monte Carlo tree search,MCTS)算法进行改进。仿真实验证明,提出的装卸船作业重调度方法有效,能够保证在岸桥突发故障情况下装卸船作业的有序进行。
