铁路车流径路优化算法的研究

建立了一种求解车流径路的启发式算法，目标函数是消耗的总车辆公里数最小，约束条件为区段能力和车流共同径路，以现行铁道部使用的“全国铁路环状径路图”为基本路网结构，点间车流和区段能力亦以现行运营的实际数据为依据，进行了车流径路计算。     

区域内停车场停车量分配优化

为通过管理措施使停车量在各停车场合理分配,建立了区域停车的停车量分配优化模型．模型以总行程时间（包括行车时间和步行时间）最少为目标函数,考虑了OD（起终点）约束及各停车场周转量约束．给出了模型的求解算法．通过仿真示例说明了模型的应用．     

铁路网最大货运发送量和流量分配综合优化研究

在高速铁路初步成网、既有线运输能力得到不同程度释放的背景下,本文研究了铁路网最大货运发送量和流量分配的综合优化问题.文中以增长后的铁路网货运需求量来描述货运发送量,构建了符合铁路运输车流组织特点的多目标优化模型.模型的目标函数包括货运发送量的最大化和不同货运发送量情形下的流量分配成本最小化.同时考虑了单股货流增长量上限、车流走行具有树形径路特点、非重复径路的数学逻辑表达等约束条件.最后,基于相同算例数据对所构建模型及既有研究文献中的模型进行求解试验,分别得到两种模型下的铁路网最大货物发送量和流量分配方案,通过对比求解结果,验证了本文模型的有效性.     

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随物流服务发展的多元化、竞争的激烈化,铁路需要实施差异化战略增强竞争力.在车流组织过程中的优化是保证差异化实施的重要环节.本文在不同服务水平的约束下,以总开行成本最小为目标构建差异化铁路运输产品开行设计优化模型.考虑铁路运输每支车流的可选径路数量的规模,求出车流可选径路集,在此基础上为每支车流选择合适径路.针对模型特点,设计一种两阶段启发式算法进行求解.最后设计算例对模型与算法进行验证,算例结果表明,所提出的优化思想和方法对铁路运输组织有一定的借鉴意义.     

重大件运输的货物分配与航速联合优化

为了研究半潜船运输过程中满载与空载燃油消耗不同对重大件货物运输和最优航速的影响,建立了货物分配与航速联合优化模型,并改进了递归平滑算法RSA(recursive smoothing algorithm),基于插入法和改进的递归平滑算法IRSA(improved recursive smoothing algorithm),提出了全局搜索算法求解该模型.用插入法解决货物分配问题,用IRSA求解满载和空载的最优航速.算法应用结果表明:与RSA相比,运用全局搜索算法使运输成本降低了240.3万元;与划分为6和9个时间段的离散到达时间方法相比,运用全局搜索算法计算时间分别缩短了71.1和767.3 s.      

日常动态货物列车开行方案优化研究

为使铁路行车组织符合日常货流动态变化，本文提出编制日常动态货物列车开行方案，以确定货物列车开行的始发终到站、开行数量、编组内容和开行时段.基于编组计划、运行图等基本运输计划构建列车时空网络，以车流走行费用，列车运营费用，车流延误费用之和最小为目标；考虑车流径路唯一，节点流量平衡，列车开行数量，车流中转时间等约束，构建整数规划模型.为提升算法的求解效率，增加解的个体数目实现算法的并行性，引入多邻域移动准则，设计改进的模拟退火算法进行求解.以蒙华铁路实际数据进行案例分析，结果证明了本文模型和算法的有效性.     

铁路空车调整优化模型及其蚁群算法

以理论研究为主，通过对空车调整问题的特点分析，明确了空车数量调配和网络配流是空车调整的两个核心问题；在分析已有模型及对问题进行抽象描述的基础上，建立了空车调整协同优化（EWDCO）模型，并设计了相应的蚁群算法。分析发现，共同径路约束与EWDCO模型是不协调的；通过对定理的证明得出，对流约束不会对EWDCO模型的最优解产生影响，模型可以描述为线性整数规划模型，其实质是带容量约束的最小费用流模型。同时，研究表明ACO对求解空车调整问题具有一定的优势，是一种较为有效的算法。     

铁路网上带权重的车流径路优化方法

主要研究了铁路网上车流径路的选择优化问题，在充分考虑到起初路网中的车流具有不同同权重的情况下，建立了该问题的０－１规划模型，并讨论了带权重与不带权重两种车流径路优化模型之间的关系。     

铁路网重空车流径路整体优化模型

基于我国铁路车流径路呈树形结构的特点,将分车种的空车调配纳入车流径路的优化体系,同时在满足点线能力限制的前提下,以重空车流整体走行费用最小为目标,构建了车流运行径路的优化模型,并在此基础上,考虑到空车调配过程中的车种代用因素,对模型进行扩展,描述了铁路网重空车流的分配方案．最后,以我国东北部分区域路网为案例背景,通过优化求解,获得了满意的车流径路方案和空车调配轮廓方案,从而验证了模型的合理性和有效性．     

兼顾公平与效率的入口匝道协调控制

为解决高速公路匝道控制片面追求控制效率而忽略交通公平性的问题,提出一种兼顾公平与效益的入口匝道协调控制策略.定义排队延误基尼系数,有效刻画匝道控制的公平性.基于宏观交通流模型,构建双目标优化模型,优化目标包含反映控制效率的总旅行时间和反映公平性的基尼系数.改进差分演化算法的约束惩罚和罚函数构造方法,使差分演化算法能适于约束多目标优化问题的求解.应用研究表明,改进差分演化方法能获取Pareto最优解,决策者可根据个人喜好选择满意解.     

基于改进灰狼算法优化BP 神经网络的短时交通流预测模型

准确的短时交通流预测是交通控制和交通诱导的依据. 提出一种基于改进灰狼算法(TGWO)优化BP 神经网络的短时交通流预测模型(TGWO-BP)，有效提高短时交通流预测精度. 针对标准灰狼算法(GWO)收敛速度慢，容易陷入局部极值的问题，提出一种自适应递减的收敛因子，使灰狼算法区分全局搜索和局部搜索；改进灰狼个体的位置更新公式，引入惯性权重，调节惯性权重大小使灰狼算法具有跳出局部极值的能力；对比分析TGWO-BP、GWOBP 、PSO-BP、BP这4 种短时交通流预测模型，结果显示，TGWO-BP的短时交通流预测模型误差为10.03%，达到较好的预测精度.     

Research on the Optimization Approach for Cargo Oil Tank Design Based on the Improved Particle Swarm Optimization Algorithm

Based on the improved particle swarm optimization(PSO) algorithm,an optimization approach for the cargo oil tank design(COTD) is presented in this paper.The purpose is to design an optimal overall dimension of the cargo oil tank(COT) under various kinds of constraints in the preliminary design stage.A non-linear programming model is built to simulate the optimization design,in which the requirements and rules for COTD are used as the constraints.Considering the distance between the inner shell and hull,a fuzzy constraint is used to express the feasibility degree of the double-hull configuration.In terms of the characteristic of COTD,the PSO algorithm is improved to solve this problem.A bivariate extremum strategy is presented to deal with the fuzzy constraint,by which the maximum and minimum cargo capacities are obtained simultaneously.Finally,the simulation demonstrates the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

多模式路径流量估计模型与算法

为了通过路段检测交通流量计算拥挤条件下多种交通模式需求,提出了一个随机用户平衡条件下的多模式路径流量估计模型,并给出了相应模型的增广拉格朗日乘子算法,算法将模型中的路段容量、观测路段流量平衡与估计需求的范围等约束条件转化为相应的惩罚函数项,并将原先的有约束优化流量估计模型转化为一个无约束优化模型,最后应用一个简单的投影迭代算法求解无约束优化模型.仿真结果表明:先验需求误差对模型的需求估计结果有重要影响,误差越小估计结果越准确,而先验需求误差对路段流量估计结果几乎没有影响,因此,模型和算法简单可用.     

时变交通下生鲜配送电动车辆路径优化方法

依据时变交通路网特点设计基于路段划分策略的行驶时间计算方法,综合考虑客户对生鲜产品最低新鲜度约束,车载限制和电动车电量约束,设计三约束决策因子方法.以配送总成本最小为目标,构建时变交通下电动车城市生鲜配送路径优化模型,根据模型特点设计自适应改进的蚁群算法.实验结果表明,本文方法能够根据客户生鲜新鲜度要求,客户属性和路网特性,合理安排发车时间,科学规划配送路径,有效避免交通拥堵;通过算法对比,本文模型和算法能够明显降低配送成本,提高企业经济效益.     

时变交通下生鲜配送电动车辆路径优化方法

依据时变交通路网特点设计基于路段划分策略的行驶时间计算方法，综合考虑客户对生鲜产品最低新鲜度约束，车载限制和电动车电量约束，设计三约束决策因子方法.以配送总成本最小为目标，构建时变交通下电动车城市生鲜配送路径优化模型，根据模型特点设计自适应改进的蚁群算法.实验结果表明，本文方法能够根据客户生鲜新鲜度要求，客户属性和路网特性，合理安排发车时间，科学规划配送路径，有效避免交通拥堵；通过算法对比，本文模型和算法能够明显降低配送成本，提高企业经济效益.     

随机交通网络约束最可靠路径问题

为了模拟仿真交通网络中,约束条件下考虑风险性车辆路径选择行为,建立随机交通网络环境下约束最可靠路径问题数学规划模型,并讨论了其对偶问题.采用梯度下降算法求解对偶问题,获得原问题最优值的上界和下界,通过迭代获得原问题的近似解.针对Sioux Falls network展开数值试验并对数值结果进行了对比分析.计算结果表明：在随机交通网络环境下,无约束和有约束条件下求解的最可靠路径是不同的;不同的资源约束条件下求解的最可靠路径也是不同的,资源约束条件对交通网络中最可靠路径的选择有很大的影响.     

有交通条件约束与软时间窗约束的配送配载模型算法研究

由于配送中客户的时间窗限制和车辆在运行过程中的交通条件约束,给配送中心的运营调度工作增加了新的难题,为此建立了在该约束条件下的车辆配送配载模型。通过在路径选择时考虑交通条件约束、在建立目标函数时以阈值的形式引入时间窗约束,对原始模型进行了拓展．并构造了该问题的遗传算法。     

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在分析了基于城市交通信息港的出行前最优路径选择问题的多目标属性的基础上，建立了出行前最优路径选择的多目标规划模型，模型所求得的解是综合最优路径，反映了城市交通出行者信息以及目标需求多样性的特点.设计了基于线性加权法的模型求解算法.通过算例初步验证了模型的合理性和有效性.     

快递配送车辆路径优化研究

考虑到快递配送和物流配送的异同,在物流配送路径优化问题的基础上构建了符合快递配送路径优化问题的数学模型.设计了一种采用自然数编码,综合考虑快件数量、车辆载重、车辆容量等约束的解码方式的遗传算法.通过一个拥有20个配送点的快递配送案例,验证本文所构建模型和算法能够得到合理配送路径和各个配送点的服务时刻.最后通过灵敏度分析和四轮厢式货车算例验证表明:当前情况下,研究快递配送路径优化时,快件数量、快递员最长配送时间和各配送点的作业时间必须考虑;当前快递配送车辆的载重和容量满足当前需求,无需更换载重和容量更大的配送车辆.     

环境因素下交叉口信号控制的双层多目标优化模型研究

机动车尾气排放不仅危害人们身体健康,同时也破坏了生态环境.考虑机动车尾气排放的基于用户均衡路径选择模型的双层多目标优化模型被提出用来优化交叉口信号控制周期和绿信比,其优化目标是改善交通流状况的同时合理降低交叉口机动车尾气排放.并给出了该模型的启发式遗传算法和基于MATLAB遗传工具箱的求解方法.通过一个实例来解释和验证了该模型以及求解算法的可行性.