检索结果-内蒙古大学图书馆

安全与环境学报 2025年第5期 1891-1899页

作者：阮雪景孙海韩果芮青岛农业大学建筑工程学院中国海洋大学工程学院

受气候变化和人类活动的共同影响,洪灾的发生频率和损失程度持续增加。为解决传统洪水疏散模拟中忽视行人绕行机制和洪水对行人移动实时影响的问题,构建了融合元胞自动机模型和涟漪扩散算法优化的实时洪水疏散仿真系统,并开展了微型场... 详细信息

受气候变化和人类活动的共同影响,洪灾的发生频率和损失程度持续增加。为解决传统洪水疏散模拟中忽视行人绕行机制和洪水对行人移动实时影响的问题,构建了融合元胞自动机模型和涟漪扩散算法优化的实时洪水疏散仿真系统,并开展了微型场景试验和珠海市华平社区动态洪水疏散案例研究。结果表明:优化后的涟漪扩散算法通过提升出口吸引力,实现了对行人绕行障碍物的模拟,与传统模型相比,成功疏散人数显著提升;增加洪水排斥力将人群移动和洪水演进同步耦合,使行人实时感知洪水变化并做出最佳的出口选择;行人提前7 min响应,全员成功撤离并使总疏散时间减少26.1%;高熟悉度人群比例达到30%时,拥堵现象明显缓解,在此基础上进一步提高熟悉度对疏散效果作用不显著。

关键词：公共安全洪水涟漪扩散算法人员疏散元胞自动机仿真系统疏散策略

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基于涟漪扩散算法的应急疏散路径优化方法研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 253-261页

作者：胡小兵袁莉燕李航赵宇勃张勇李奇轩中国民航大学体系安全与智能决策实验室天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 河北省高速公路京雄筹建处河北保定071000

针对大型公共场所内人群应急疏散路径优化问题,本文提出一种考虑容量限制的多起点多终点涟漪扩散算法(Capacity Constrained Ripple Spreading Algorithm,CCRSA)。该算法通过动态更新各链接在各时刻的剩余最大通行容量,容量不足时添加... 详细信息

针对大型公共场所内人群应急疏散路径优化问题,本文提出一种考虑容量限制的多起点多终点涟漪扩散算法(Capacity Constrained Ripple Spreading Algorithm,CCRSA)。该算法通过动态更新各链接在各时刻的剩余最大通行容量,容量不足时添加涟漪在节点的等待行为,一次性得出多个起点到多个终点的包含等待时间的疏散时间最短路径;并使用路径寻优规则确定优先疏散路径,分配疏散人员数量,实行差异化疏散,提高路网中各链接的利用率。使用大量具有不同节点数量、不同待疏散人数的随机路网与北京颐和园实际路网案例对算法进行测试,并设置了疏散时间、人员实际/理想疏散时间标准差、程序运行时间这3个评价标准。实验结果表明:与传统的应急疏散路径规划算法相比,CCRSA平均可减少13.07%的人群疏散时间,以较高运行效率得到更加满足各疏散人员期望的疏散方案。

关键词：交通工程人群应急疏散涟漪扩散算法多对多路径优化容量动态更新

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基于涟漪扩散算法的元胞自动机人员疏散模型研究

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安全与环境学报 2023年第5期23卷 1668-1678页

作者：张盈斐张公鹏李航胡小兵中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 北京联合大学旅游学院北京100101

为探究大型公共场所内应急疏散调控策略的合理性、有效性和安全性,开展了2类场所的应急疏散调控策略的仿真研究,记录疏散时间、疏散拥堵时间和路径拥堵程度作为衡量应急疏散调控措施的指标,建立以多对多涟漪扩散算法为核心的线性元胞自... 详细信息

为探究大型公共场所内应急疏散调控策略的合理性、有效性和安全性,开展了2类场所的应急疏散调控策略的仿真研究,记录疏散时间、疏散拥堵时间和路径拥堵程度作为衡量应急疏散调控措施的指标,建立以多对多涟漪扩散算法为核心的线性元胞自动机模型。结果显示,与原有的疏散路线相比,使用算法规划的应急疏散路径可以缩短疏散时间;与仅仅使用算法规划应急疏散路径相比,考虑单一的路径拥堵情况或路网结构而增加的调控措施可能与疏散初衷相悖;但在使用算法规划路径的基础上,综合考虑路径拥堵情况和路网结构而增设的调控措施,其疏散效果是最好的。研究结果可为应急疏散管理者提供紧急情况下的调控策略,避免疏散过程中出现的拥挤、踩踏等二次事故的发生,进而保障人群的疏散安全。

关键词：安全工程人员疏散涟漪扩散算法元胞自动机调控策略

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求解多目标路径优化问题的涟漪扩散算法

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计算机工程与应用 2021年第23期57卷 81-90页

作者：胡小兵陈树念张盈斐谷升豪中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学经济与管理学院天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

对于多目标路径优化问题(MOPOP),提出了一种求解完整(非部分或近似的)Pareto最优面的涟漪扩散算法(RSA)。新的涟漪扩散算法是在路网中模拟一场涟漪接力赛,通过对到达终点的涟漪进行回溯来确定完整的Pareto前沿。RSA类似于大多数受自然... 详细信息

对于多目标路径优化问题(MOPOP),提出了一种求解完整(非部分或近似的)Pareto最优面的涟漪扩散算法(RSA)。新的涟漪扩散算法是在路网中模拟一场涟漪接力赛,通过对到达终点的涟漪进行回溯来确定完整的Pareto前沿。RSA类似于大多数受自然启发的方法,本质上是一个基于微观智体的自下而上的仿真模型。通过定义微观智体的行为,即路网中的节点根据到达的Pareto非占优涟漪产生新的涟漪,涟漪接力赛在宏观层面的表现为输出完整的Pareto前沿。而且,RSA仅需一次涟漪接力赛就可以找到一对多问题中每个MOPOP的完整Pareto前沿。实验结果验证了新的RSA方法的有效性和高效性。

关键词：涟漪扩散算法多目标优化路径优化完整的Pareto前沿

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基于涟漪扩散算法的航空器自主航迹规划方法

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北京航空航天大学学报 2023年

作者：张盈斐袁莉燕周航胡小兵中国民航大学安全科学与工程学院中国民航大学电子信息与自动化学院中国民航大学中欧航空工程师学院

针对动态连续空域（非离散路网）中航线优化难以保证最优性以及计算效率低下的问题，提出一种非圆形涟漪扩散算法。首先，考虑动态空域中时变气流及障碍区的影响，建立了空域风速模型、航线路网和动态网络权重模型，构建包含时变气流和... 详细信息

针对动态连续空域（非离散路网）中航线优化难以保证最优性以及计算效率低下的问题，提出一种非圆形涟漪扩散算法。首先，考虑动态空域中时变气流及障碍区的影响，建立了空域风速模型、航线路网和动态网络权重模型，构建包含时变气流和障碍区影响的6种空域环境和4种路网结构。然后，以优化路径长度、飞行时间及计算时间为指标，对比1000次实验中传统动态路径优化算法、协同进化路径优化算法和非圆形涟漪扩散算法对航线优化的效果。仿真结果表明：传统动态路径优化算法在3类指标下的效果最差，非圆形涟漪扩散算法的计算时间明显小于其它2种算法，有效提高了工程计算效率。

关键词：航迹规划涟漪扩散算法动态空域自由航线

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一种快速求解最短路径巡游问题的涟漪扩散算法

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计算机应用研究 2022年第11期39卷 3298-3302,3308页

作者：马一鸣胡小兵周航中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300

针对最短路径巡游问题(SPTP),提出了基于涟漪扩散算法(RSA)特征的SPTP分解方法。RSA通过模拟水面上涟漪传播的现象,在SPTP子问题间建立联系,相较于其他基于问题分解的算法减少了计算冗余度。进一步改进RSA,使其在维持时间复杂度不变的... 详细信息

针对最短路径巡游问题(SPTP),提出了基于涟漪扩散算法(RSA)特征的SPTP分解方法。RSA通过模拟水面上涟漪传播的现象,在SPTP子问题间建立联系,相较于其他基于问题分解的算法减少了计算冗余度。进一步改进RSA,使其在维持时间复杂度不变的情况下求解多起点—多终点SPTP。在多种拓扑结构的网络中进行对比实验,结果表明,RSA在保证最优性的同时运算效率最高。RSA对于多起点—多终点SPTP的高效求解,可为多种现实问题快速提供解决方案,具有很高的应用价值。

关键词：最短路径巡游问题涟漪扩散算法问题分解路径优化多对多路径优化

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基于涟漪扩散算法的航空器滑行路径优化

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计算机仿真 2023年第12期40卷 87-92页

作者：吴闯洋胡小兵马霁中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中国民航大学中法联合空管应用数学研究中心天津300300

针对当前机场场面交通拥挤、航班不正常率日益增高的现状,研究了航空器滑行路径优化问题。结合场面运行规则,提出基于真实滑行路径的多目标涟漪扩散算法以优化进离港航班的滑行路径。构建基于冲突解决的场面优化模型,以天津滨海国际机... 详细信息

针对当前机场场面交通拥挤、航班不正常率日益增高的现状,研究了航空器滑行路径优化问题。结合场面运行规则,提出基于真实滑行路径的多目标涟漪扩散算法以优化进离港航班的滑行路径。构建基于冲突解决的场面优化模型,以天津滨海国际机场为例进行20架航班的仿真验证,将通过广播式自动相关监视系统采集的真实路径集合与改进的涟漪扩散算法获得的帕累托最优路径集合进行比较分析。结果表明:与真实路径相比,20架航班的总滑行时间从7107.1s降至6852.1s,减少255s,总完成时间从7153.2s降至6894.1s,减少259.1s,共6架航班的滑行时间得到明显优化。通过案例仿真结果发现,通过改进的涟漪扩散算法得到的帕累托最优滑行路径以符合真实滑行规则为前提,可以有效的优化机场场面滑行路径。

关键词：混合整数线性规划帕累托最优路径涟漪扩散算法路径规划场面优化

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基于涟漪扩散算法的应急设施选址-路径优化研究

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运筹与管理 2024年第11期33卷 9-14页

作者：禹世林宋元涛何旭卢晓涛徐稳中国科学院大学应急管理科学与工程学院北京100049 中国航空规划设计研究总院有限公司北京100011 广西计算中心有限责任公司广西南宁530000

在应急管理中时间就是生命,应急运输车辆的时变速度特征会影响到应急设施选址-路径优化结果,从而影响救援及时性。鉴于此,本文考虑了交通路网的时变速度特征,实现了应急车辆运输过程与交通速度协同演变,构建了以备选应急设施到所有受灾... 详细信息

在应急管理中时间就是生命,应急运输车辆的时变速度特征会影响到应急设施选址-路径优化结果,从而影响救援及时性。鉴于此,本文考虑了交通路网的时变速度特征,实现了应急车辆运输过程与交通速度协同演变,构建了以备选应急设施到所有受灾节点的总配送时间最小化的选址-路径模型,设计了一种可以有效克服动态交通网络时变特性的涟漪扩散算法用于求解最佳应急设施选址-路径方案。以北京市石景山区应急物资储备中心为例,与其他算法相比,实验结果表明涟漪扩散算法在解决复杂时变路网下的选址-路径问题时优势明显,具有更强的鲁棒性、更好的求解精度和计算速率。

关键词：涟漪扩散算法应急设施选址-路径优化时变路网

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求解时间窗口网络中前k条最短路径的方法

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电子学报 2020年第7期48卷 1387-1395页

作者：郭荣梅胡小兵中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

在一个时间窗口网络中寻找前k条最短路径是一项具有挑战性的任务.在时间窗口网络中,一个节点可能只有在某些特定的时间窗口内才能通行.现有的研究大都假设运动体可以立即通过可通行节点,或者在暂不可通行节点处等待直到未来时间窗口的... 详细信息

在一个时间窗口网络中寻找前k条最短路径是一项具有挑战性的任务.在时间窗口网络中,一个节点可能只有在某些特定的时间窗口内才能通行.现有的研究大都假设运动体可以立即通过可通行节点,或者在暂不可通行节点处等待直到未来时间窗口的开始时刻才通过.本文针对一个更一般的时间窗口情况,其中运动体一旦到达节点,可以选择在节点的时间窗口中的任何离散时刻通过该节点.本文将这样的时间窗口网络称为拓展时间窗口网络,其解空间大小和复杂程度都显著增加.通过模拟水面上的自然涟漪扩散现象,本文提出了一种有效的涟漪扩散算法,用于求解拓展时间窗口网络中的前k条最短路径.除了一对一问题之外,涟漪扩散算法(ripple spreading algorithm,RSA)还扩展到一对多问题.在一对多问题中,需要找到从给定起点到网络中的每个其他节点的所有前k条最短路径.新方法具有最优性的理论保证,其计算复杂度仅为O(k×NATU×NL),其中NL是网络中链接的数量,NATU是涟漪通过链接平均所需的仿真时间单位数.实验结果证明了RSA的有效性.

关键词：前k条最短路径问题拓展时间窗口网络涟漪扩散算法

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城市空中交通动态空域垂直起降飞行器路径优化

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交通运输系统工程与信息 2024年第5期24卷 295-308页

作者：周航赵风旸胡小兵中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 中国民航大学体系安全和智能决策实验室天津300300 中国民航大学安全科学与工程学院天津300300

针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,... 详细信息

针对目前城市空中交通动态空域航线优化方法难以保证最优性和计算效率上不足,以及对市区与市郊混合运行场景覆盖的缺陷,首先,提出一种适用于市郊和市区运行的城郊结合路网构建方法;其次,基于电动垂直起降飞行器(eVTOL)飞行动力学模型,提出准确的eVTOL功率消耗模型优化飞行路径;最后,基于涟漪扩散算法(RSA)提出适用于动态空域中的动态加权路网(RSA-DWRN)算法。通过构建包含时变气流和障碍区影响的城郊结合路网结构,以优化路径耗电量、飞行时间、计算时间和匹配度为指标,比较RSA-DWRN和传统动态路径优化算法DPO-A*在5种场景下600次实验优化效果。仿真结果表明:RSA-DWRN算法在4类指标下效果最好,且当动态空域环境因素越复杂时,RSA-DWRN表现越优;当空域中存在移动障碍物时,DPO-A*算法无法预测其运动轨迹且需频繁更新路网状态,大量提高了路径规划计算成本,而RSA-DWRN算法在相同情景下与动态环境变化过程协同进化,得到同时保证优化结果和计算效率的最优解。

关键词：航空运输城郊结合路网涟漪扩散算法电动垂直起降飞行器动态空域路径优化

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