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[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
李军涛 侯星星 茆俊亚 郭文文
深远海无人船在开发渔业资源时，面临着续航能力不足和路径规划算法收敛慢、精度低等问题，为尽可能减少渔业无人船在实际任务执行过程中环境影响和最大限度地优化航行路线，在保证其安全航行的前提下，设计了以路径长度、转舵和海流能耗等多个参数最小为目标的路径规划算法。通过对无人船在航行时海域环境和任务目标的分析，建立了时变海流干扰下的无人船多目标计算模型，采用改进的自适应灰狼优化算法进行求解，算法通过引入多项策略进行统筹优化。该算法应用于复杂水域下渔业无人船多目标优化领域的仿真实验，证实了算法的可行性和改进策略的有效性，多目标相较于3个单目标仿真结果对总目标值的优化率分别提高了9.2%、1.7%、11.9%；不同海流状态下的仿真路径表明了相较于传统的以距离最优算法能够节省更多的成本，有效地提高了无人船全局航迹的规划性能。
[期刊] 工业技术经济
[作者]
唐建荣 张白羽 陈实
产业结构的优化调整是解决当前经济高速发展与减缓碳排放之间深层次矛盾的有效手段。为测算产业结构变动所产生的低碳效应,本文基于可持续发展理论和2007年投入产出数据,在宏观层面上构建了一个包含2个目标函数和75个约束条件的投入产出多目标规划模型,定量分析了碳排放约束下经济与环境协调发展的可能性。实证分析的结果表明:产业结构调整作为碳减排的手段在一定范围内依然有效,论文据此提出了中国应该重点发展、鼓励发展、控制发展以及需要限制发展的行业;论文同时指出,仅通过产业调整难以实现碳减排目标,提高能源效率、促进技术进步和关键链的低碳化管理,也是不容忽视的碳减排路径。
关键词：
多目标规划 碳减排 产业结构
[期刊] 运筹与管理
[作者]
彭勇 殷树才
车辆路径问题由于其广泛的应用领域及经济价值而成为学术研究热点。然而,在已有的研究文献中,车辆的速度时变与服务多任务特性很少被关注。本文讨论了具有这两个特性的单车路径优化问题。建立了以送货完成时间最早为优化目标的时变单车送货路径优化模型。由于很难获得该模型的精确解,本文提出了一种贪婪补货策略压缩原问题解空间,设计动态规划算法给出了车辆行驶时间满足FIFO规则的送货顺序近似最优解。数值算例验证了该算法所得到的解仅是原问题的近似最优解这一结论。算例同时表明优化配送时间随着车辆装载能力的增大而缩短,并在车辆装载能力超过所有客户配送总需求时实现最短配送时间,即,使用较大装载能力车辆能节约更多配送时间。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
吴林峰 李春文
该文针对尾座式垂直起降无人机面临的时变侧风干扰问题,设计了一种基于新型姿态提取算法的轨迹跟踪控制方法。首先,根据侧风干扰与无人机姿态的关系建立数学模型,在此模型基础上推导出一种利用无人机滚转角的新型姿态提取算法,显著降低了干扰力。在反步式控制方法的基础上,采用嵌套饱和函数方法对控制输入进行限制,解决推力限幅问题,并通过PD+前馈控制方法解决姿态跟踪控制问题。此外,采用指令滤波器解决了时变侧风干扰造成的期望姿态无法求导的问题。结果表明:只要滤波频率足够大,轨迹跟踪误差便可达到任意小,并通过仿真实验验证了其有效性。
关键词：
尾座式无人机 垂直起降 侧风干扰
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
吴鹏 艾俊
服务设施选址对企业运营管理至关重要，尤其是在物流领域。为确保物流运输车辆的正常运作，及时的车辆检测非常关键。影响设施选址决策的因素如需求、成本等通常是动态变化的。因此，考虑时变需求的多周期设施选址更加符合实际。针对一类新的时变需求下多周期车辆服务设施选址优化问题，构建了同时最大化投资回报与客户满意度的双目标混合整数规划模型，采用了基于模型的ε-约束法获得小规模问题的Pareto前沿，并结合问题结构特性，设计了两种迭代启发式算法快速获得大规模问题的高质量近似Pareto前沿。典型实例和大量随机算例数值实验验证了模型的正确性和算法的有效性，并为车辆服务企业提供了多周期设施选址的管理启示。
[期刊] 物流技术
[作者]
刘亚京 吕文红 王国娟 梁璐莉
主要阐述末端无人机物流路径规划的研究进展。从智能避障、精确跟踪、多无人机协同规划三个方面论述了无人机路径规划研究现状;从无人机配送的约束条件(时间窗限制、续航里程限制)和无人机配送模式(配送中心和配送路径共同优化的方式、"配送车+无人机"新型配送)两个方面论述了末端无人机物流路径规划研究现状。研究表明末端无人机物流路径规划面临续航里程限制、配送回路总数过多等问题;今后末端无人机物流路径规划研究应该主要在配合无人机物流模式创新的基础上展开研究,如配送车携带充电桩、建立地面巡逻式移动充电站、建立无线充电基站等。
[期刊] 工业工程
[作者]
谢勇 郑绥君 程念胜 朱洪君
针对无人仓中多AGV路径规划与冲突问题，以最小化总行程时间为目标，建立多AGV路径规划模型，提出一种基于动态决策的改进DQN算法。算法设计了基于单AGV静态路径规划的经验知识模型，指导AGV的学习探索方向，提前规避冲突与障碍物，加快算法收敛。同时提出基于总行程时间最短的冲突消解策略，从根本上解决多AGV路径冲突与死锁问题。最后，建立无人仓栅格地图进行仿真实验。结果表明，本文提出的模型和算法较其他DQN算法收敛速度提升13.3%，平均损失值降低26.3%。这说明该模型和算法有利于规避和化解无人仓多AGV路径规划冲突，减少多AGV总行程时间，对提高无人仓作业效率具有重要指导意义。
[期刊] 工业工程
[作者]
朱婷 王旭磊 赵来军
研究了危险化学品道路运输路径优化（ＶＲＰ）问题，考虑了该问题的３个方面：１）路径选择涉及运输时间与运输风险两个目标；２）运输时间与风险具有时变特性；３）道路节点的服务时间窗限制。本文以运输时间和风险为多目标，综合考虑以上约束，建立了该问题的数学模型并设计了蚁群算法进行求解。求解结果表明该算法可以有效计算帕累托最优路径，决策者可结合实际问题和决策偏好作出最合适的决策，同时运输企业可依据不同时刻的运输结果制定车辆的出发时刻表，监管部门可通过合理规划各路径的服务时间窗及允许停留等待的节点来调节各路径运输时间及风险。
[期刊] 管理现代化
[作者]
段琛 蔡林
针对医院的医疗服务成本和就诊患者人数目标相互冲突的现状,构建了以最小化医疗服务成本和最大化就诊患者人数为目标的医疗服务优化模型,并采用线性加权法将多目标规划模型转化为单目标规划模型。医院管理者可根据需要,选取几组权重值进行模拟分析,获得最终优化方案。
关键词：
医疗服务 成本优化 多目标规划
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
孙颖 朱丽霞 丁秋贤 余斌
欠发达地区如何在不牺牲环境的前提下发展经济，实现可持续发展，产业结构的优化是关键。以洱海流域水环境承载力为基础条件，立足＂最优化原理＂，运用多目标动态规划模型确定流域主要污染物总量控制目标，寻求流域社会经济结构和发展速度等在资源环境指标约束下的最适配置。研究结果表明，平衡型增长方案是适合洱海流域社会经济发展的方案，既能使污染物排放量得到有效控制，又能保证近期、中期、远期经济稳定协调发展。根据研究结果，结合流域实际，制定重点产业、行业调整规划，优化集成流域三次产业结构调整方案，为洱海流域水环境保护及经济社会可持续发展提供决策依据。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张佳庆 孙韬 蒋弘瑞 段君瑞 缪煦扬 纪杰
跨越林区的高压输电线路建设存在诱发森林火灾的风险,因此必须重视高压输电线路的巡检工作。目前,以防范林区火灾风险为目的开展的无人机巡检路径规划的相关研究较少,且已有研究未针对电网系统的运维安全,也未考虑各火灾风险因素间的相互影响。因此,该文提出一种基于网络分析法(analytic network process, ANP)和遗传算法(genetic algorithm, GA)的森林电网无人机巡检路径规划方法。首先结合历史数据和实地调研,识别出影响森林火灾风险的典型因素,并对所在线路及周边林区开展火灾风险评估,划分出高火险区域;再将这些高火险区域设置为巡检节点,基于GA规划出最短的无人机巡检路径。此外,提出一种基于最大偏转角约束的路径优化方法,对路径中不满足最大偏转角约束的节点进行了优化。该文以中国池州市九华密集输电通道锦苏线3542#—3547#为应用对象,评估得出了线路周边存在10处高火险区域,规划出长度为5 391.72 m的无人机巡检路径,再利用最大偏转角约束的方法进行路径优化,优化后的路径总长为5 401.36 m,仅比原路径增长了0.179%。该文提出的无人机巡检路径规划方法以火灾风险评估为基础,兼顾了各林火风险因素间的相互影响,可以为后续林区高压输电线路的无人机巡检路径规划相关研究提供参考。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
严炜 龙长江 李善军
为解决不规则区域内农用无人机植保作业问题,以农用无人机的总飞行距离和多余覆盖率为指标建立模型,将无人机的植保作业航向角作为优化目标,并考虑有障碍物下的情形,采用差分进化算法(different evolution algorithm,DE)与量子退火算法(quantum annealing algorithm,QA)融合的方法对应用模型进行求解,分析算法的执行过程并进行MATLAB仿真试验。结果显示:在设定的不含障碍物农田区域环境下,相较于未规划与差分进化算法规划情况,采用差分量子退火算法(differential evolution algorithm-quantum annealing,DEQA)时无人机总的飞行距离分别减少101.52、73.00 m,转弯路径分别减少43.02、43.10 m,多余覆盖率分别减少22.25%和12.79%;在设定的含障碍物农田区域环境下,相较于未规划与差分进化算法规划情况,采用差分量子退火算法时无人机总的飞行距离分别减少73.24、24.54 m,转弯路径分别减少52.50、12.72 m,多余覆盖率分别减少72.34%、23.52%,其余指标均有所下降。仿真结果表明,采用差分量子退火算法能够完成农田区域路径规划问题,可为农用无人机路径规划提供技术支持。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
唐灿 宗望远 黄小毛 罗承铭 李文成 王绍帅
针对含障碍物多田块条件下的多台农用无人机路径规划问题,研究提出一套完整的多无人机协同作业路径优化算法解决方案。以最小转移路径长度为作业优化目标,先基于多边形扫描填充算法计算出水平航向条件的初始覆盖作业航线,对航线间危险转移过程进行安全边界相交性测试,每单一田块分别采用凸多边形"最小跨度法"和非凸多边形"步进旋转法"优化作业航向。然后建立航线调度及航次规划数学模型,并基于Google OR-Tools开源优化软件套件进行求解。对比不同航线组合调度策略下的作业效果,以及考虑消耗品补给时的OR-Tools 5种优化搜索策略算法与无人机沿航向方向等面积划分算法的作业优化效果。针对4组假想田块和真实田块的算例仿真试验表明,该算法能够有效地实现多田块在满足各种约束条件下的多机协同路径规划,算法耗时70～552 s,相比于等面积划分算法,航线间转移路径总长度下降24.86%～47.10%。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
焦庆宇 陈新锋 郑志刚 柏艺琴 刘艳思 张正娟 孙龙妮
为解决无人机数量的快速增长导致其对地面尤其是城市内运行风险的提升,提高无人机的运行效率,减少无人机对地面人群造成的威胁,需基于人群密度对无人机制定特定的路径规划。然而,现阶段对无人机进行路径规划时仍以静态人口统计数据作为地面风险的分析依据,未能根据人群密度的时空变化特征对无人机进行实时路径规划。论文首先分析城市路网人群密度时空数据特征;其次,利用卷积神经网络对不同区域的人群密度进行预测;最后,根据已预测的人群密度数据,利用改进A~*算法对无人机进行实时路径规划及风险评估。使用该模型对北京上空无人机路径进行规划,结果显示,无人机运行风险降低了76%,可为无人机交通管理系统实时路径规划功能的建立提供理论参考。
[期刊] 经济纵横
[作者]
黄勤 伏蓉
城市规划兼具公共政策属性和空间属性。我国经济增长和城镇化＂快速、压缩＂式推进过程中，城市规划问题不仅表现为公共政策性的偏离，也表现为空间调控功能的失衡。在新型城镇化背景下，城市规划变革势在必行。我国城市规划既要回归公共政策属性，更要还原其空间属性，实现政策性与空间性并重。为此，应在规划的价值取向、调控功能、作用范围、实现机制及运作过程等方面进行转变。
关键词：
城市规划 公共政策 空间调控 新型城镇化
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