路网承载能力约束下的城市交通方式结构优化研究

缓解城市交通拥堵总体上来说可以从两个方面入手：增加交通设施供给。通过科学规划和建设，合理地改建扩建城市道路，提高路网的承载能力；通过交通系统管理、智能交通技术，挖掘交通系统的潜在能力。抑制城市交通需求。通过限制发展策略(如限制私家车)、优先发展策略(如公交优先)、行政手段(如单、双号出行)和经济手段(如拥挤收费)，降低交通需求。课题以城市综合交通网络为研究对象，从理论模型、技术方法和工程应用三个方面研究我国城市发展应该采取什么样的交通方式结构，进而优化道路网、常规公交网和轨道网在城市交通系统中的配置及其关系，为我国城市交通发展战略决策和综合交通系统规划提供方法论。 提出道路网交通承载能力估计方法，建立路网承载能力约束下的多方式综合交通网络模型；解决不同交通方式网络的共点、共线问题，研究多方式交通网络的路径费用构成和最短路径集合的提取，解析整体交通需求在不同方式网络上的配比。构筑城市交通系统的整体优化方法和综合交通枢纽的优化方法；分析各种交通方式网络之间的耦合关系，研究多方式交通网络结合部的优化，提出城市综合交通网络结构的优化方法。结合具体城市交通系统，建立量化分析平台，提出改善道路系统状态并且优化资源配置效益的城市交通方式结构。实现科学理论与工程实践的紧密结合，为综合交通网络优化配置提供实证范例。 2100433B

以城市综合交通网络为研究对象，从理论模型、技术方法和工程应用三个方面系统地回答我国城市发展应该采取什么样的交通方式结构，进而优化道路网、常规公交网和轨道网在城市交通系统中的配置及其关系，为我国城市交通发展战略决策和综合交通系统规划提供方法论。.提出道路网交通承载能力估计方法，建立路网承载能力约束下的多方式综合交通网络模型；解决不同交通方式网络的共点、共线问题，研究多方式交通网络的路径费用构成和最短路径集合的提取，解析整体交通需求在不同方式网络上的配比。构筑城市交通系统的整体优化方法和综合交通枢纽的优化方法；分析各种交通方式网络之间的耦合关系，研究多方式交通网络结合部的优化，提出城市综合交通网络结构的优化方法。结合具体城市交通系统，建立量化分析平台，提出改善道路系统状态并且优化资源配置效益的城市交通方式结构。实现科学理论与工程实践的紧密结合，为综合交通网络优化配置提供实证范例。

以串并混合型离散制造系统为研究对象，开展变动作业计划约束下系统整体预防性维护活动的动态调度研究。首先，通过分析系统层维护调度的参数构成、基本输入和状态转移等需求，研究建立基于役龄递减和故障率递增的混合式修复非新规则，实现设备层的维护调度建模。然后，基于组成本理论和动态规划方法，分析变动作业计划对组成本及动态调度过程的约束机制，建立机会维护下系统整体的动态维护调度策略。之后，结合设备层的维护调度模型，研究不同配置下设备提前或延期维护的节余成本的计算方法，完成系统层维护调度目标函数的构建，实现系统层维护调度策略的分阶段的动态优化。最后，以三阶段四设备组成的离散机械制造系统为测试床，通过仿真运行和对比分析，验证本研究维护调度策略和优化模型的有效性。本研究的动态维护调度理论融入变动作业计划约束，不仅对提高离散制造系统的维护调度水平具有现实意义，而且将促进维护调度和作业调度两个研究领域的交叉与耦合。

本项目以串并混合型离散制造系统为研究对象，主要开展了变动作业计划约束下系统整体预防性维护活动的动态调度研究。首先，通过分析离散制造系统系统层维护调度的参数构成、基本输入和状态转移等需求，研究建立了基于役龄递减和故障率递增的设备层混合式修复非新规则，实现了设备层的维护调度建模。然后，基于组成本理论和动态规划方法，分析了变动作业计划对组成本及动态调度过程的约束机制，建立了机会维护下离散制造系统整体的动态维护调度策略。之后，结合设备层的维护调度模型，研究了不同配置型式下设备提前或延期维护的节余成本的计算方法，完成了系统层维护调度目标函数的构建，实现了系统层维护调度策略的分阶段的动态优化。最后，分别以八设备串行离散制造系统和三阶段四设备串并混合型离散制造系统为仿真测试平台，通过仿真分析展示了本研究维护调度策略的具体决策过程，同时通过与其他两种维护调度策略，即所有作业区间设备都提前维护的策略和所有作业区间设备都延期维护的策略进行对比分析，进一步验证了本研究维护调度策略和优化模型的有效性。 本研究的动态维护调度理论融入了变动作业计划约束，不仅对提高离散制造系统的维护调度水平具有现实意义，而且促进了维护调度和作业调度两个研究领域的交叉与耦合。在本项目预定研究计划的基础上，项目组还进行了拓展研究，开展了多种维护技术下的多设备离散制造系统的维护调度研究以及考虑产线缓冲区条件下的多设备系统的维护调度研究，并取得了一系列的研究成果。 通过项目组研究成员3年来的共同努力，项目组最终完成了项目研究报告一份，发表和录用期刊论文16篇，其中SCI/EI论文12篇，包括《Reliability Engineering and System Saftety》、《European Journal of Operational Research》、《Computers and Industry Engineering》等国际知名SCI期刊论文3篇。此外，执行期间项目组还组织或参与了制造系统维护相关的学术会议2次，培养博硕士生6名。 2100433B

FRP外包加固可大幅提高混凝土柱的承载能力和延性。虽然已有众多的FRP外包加固混凝土柱的实际应用，各国设计规范仍有欠缺，大多仅局限于轴压短柱。而偏压柱与长柱在实际工程中非常常见，因此需要对此建立完整的设计方法。 本项目研究了偏心距对FRP约束混凝土应力-应变行为的影响，并得出了能考虑偏心距影响的FRP约束混凝土的应力-应变模型。研究结果表明：偏压作用下，FRP约束混凝土的强度和极限轴向应变均有大幅提高，但是应力-应变曲线后期斜率随之减小。这说明直接将轴压作用下FRP约束混凝土的应力-应变模型用于偏压作用情况进行计算过于保守，建议设计规范中采纳能够考虑偏心距影响的FRP约束混凝土应力-应变模型。本项目研究还建立了一套完整FRP约束钢筋混凝土柱的设计方法，包括短柱设计公式、长柱设计公式及长/短柱判别公式，部分研究成果已被英国和香港的设计规程采纳。 2100433B