客运专线动车组运用计划的计算机编制

根据动车组运用规则，建立了动车组运用计划整数规划模型．为降低求解的复杂性，将动车组运用计划编制问题转化为交路段生成和基于交路段的交路生成两个问题分步求解．用多起点搜索和交路段互换的方法，使求解结果在有效性和均衡性上得以优化．实际编制实验表明了模型和算法的有效性．     

基于交路接续的动车组运用计划优化模型与算法

针对动车组运用计划优化编制的问题,本文采用接续网络的方法,构建了动车组运用计划优化编制的0-1 整数规划模型.该模型在动车组初始运用状态和历史检修数据的基础上,以动车组担当交路的接续时间总和最小化和动车组检修前累计运行里程最大化为优化目标,以动车组检修里程周期和动车组交路接续时间标准为主要约束,并充分考虑动车组与交路的匹配关系,以及客流高峰时期增加开行交路的情况.在模型的求解方面,本文基于粒子群算法设计了模型的求解策略.最后通过算例分析验证了模型与算法的有效性,为动车组运用计划的优化编制提供参考依据.     

动车组列车车底交路优化研究

高速铁路、城际铁路以及客运专线正在随着我国高速铁路技术的发展,日益呈现着不断扩建的趋势。作为上述运输生产技术中最为核心的部分,动车组列车的生产和检修成本比重较大。因此,降低动车组列车数目、提高列车的运行效率,对于提高高速铁路经济性来说意义重大。在分析动车组运用计划概念、动车组交路计划约束因素的基础上,以动车组交路为优化目标,构建了动车组交路优化模型及算法,并进行了实例验算,验证了方法的有效性。     

多交路动车组周转模型研究

作为客运专线运输组织的关键技术之一,动车组的运用与运行图的编制以及车站作业计划的制定有着密不可分的联系. 为了解决基于枢纽站的多交路动车组周转问题,本文提出了部分环形运转的概念,并据此分析了多交路动车组周转问题的特点. 在建立动车组周转模型时,以动车组在车站的停留时间总和最小为优化目标,以动车组的开行条件、动车组之间的接续条件与唯一性条件以及基于时间容忍值σ的顺向接续优先条件为基本约束,设计了基于σ的紧凑接续算法,并以某小型路网为例对模型和算法的可行性进行了验证. 案例研究表明,多交路的动车组周转模型和算法能很好地解决枢纽站多个方向运行的列车运行线之间的相互接续,且能在很大程度上降低列车进出车站对车站咽喉区的影响.     

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作为客运专线运输组织的关键技术之一,动车组的运用与运行图的编制以及车站作业计划的制定有着密不可分的联系. 为了解决基于枢纽站的多交路动车组周转问题,本文提出了部分环形运转的概念,并据此分析了多交路动车组周转问题的特点. 在建立动车组周转模型时,以动车组在车站的停留时间总和最小为优化目标,以动车组的开行条件、动车组之间的接续条件与唯一性条件以及基于时间容忍值σ的顺向接续优先条件为基本约束,设计了基于σ的紧凑接续算法,并以某小型路网为例对模型和算法的可行性进行了验证. 案例研究表明,多交路的动车组周转模型和算法能很好地解决枢纽站多个方向运行的列车运行线之间的相互接续,且能在很大程度上降低列车进出车站对车站咽喉区的影响.     

高速公路生成建模与实证研究

高速公路的空间形态是城际交通服务水平的重要体现,高速路网的形成和扩 张蕴含着丰富的科学问题.为了探究高速公路的生成机制,本文以微观上路段的动态生成替代宏观上路网的全局规划,在局部的路段生长过程中引入生长规则,采用最短路确定 生长节点,构建非线性规划模型,并运用一维搜索算法进行求解确定路段的生长方向,进而构建出高速公路生成模型.模型再现了高速路网的生长过程及涌现特征,如共用路段、 枢纽节点.通过对比实际和仿真的树状结构高速路网,以及分析相关统计数据,结果表明, 该高速公路生成模型能较好地描述和解释实际路网形成的内在机理和宏观现象.     

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动车组运用是高速铁路运输组织的关键技术之一.本文结合国内外对高速铁路动车组运用问题的相关研究,根据动车组的运用特点和运用规则,在已知列车运行图的基础上,建立了求解动车组运用问题的整数规划模型.将动车组的接续运行与检修计划制定过程转化为动车组运用网络上具有较多约束条件和目标函数的TSP问题.并借鉴了蚁群算法求解该问题.为优化我国在建和拟建的高速铁路和客运专线的动车组运用及计算机自动编制动车组运用计划提供了有效的求解算法.最后结合武广客运专线运用计算机模拟进行验算,证实了算法的可行性、实用性.     

铁路货运机车乘务交路计划编制优化方法

铁路货物列车机车乘务交路计划编制问题是货运机车运用的工作基础,我国目前仍以人工经验编制为主,存在编制效率低、机班劳时不均衡、乘务资源浪费等问题。针对这些问题,结合乘务交路计划编制流程和机车运用管理规定,以乘务员非值乘时间最少为优化目标,建立乘务交路计划编制优化模型,并分别设计了基于先到先走原则的遍历搜索算法和遗传算法对模型进行求解。最后选取某铁路机务段2个货运车间的数据,验证所提出的模型和算法能有效求解铁路货运乘务交路编制方案,运用优化方法计算得到的乘务机班数比原有人工经验方案分别减少了22.5%和17.5%,提高货运部门编制乘务交路的效率。     

武广客运专线动车组运用优化模型及求解思路

动车组运用是客运专线运营的重要内容,通过动车组的运用优化可以有效的提高动车组运用效率以及客运专线运营效率。在给定列车运行图条件下,动车组所属权、检修规程、运用方式和作业时间标准是影响其运用计划编制的重要内容。针对武广客运专线,在分析武广客运专线动车组的修程修制和运用方式的基础上,结合给定的列车开行方案,以完成列车运行图任务所需动车组数量最少和动车组运用率均衡为目标,建立了考虑日常检修和一级检修的武广客运专线动车组运用优化模型,并给出了该优化模型的求解思路。作者首先将该模型简化为单目标规划问题,然后将其转化为动车组运用的TSP网络模型,该模型可以用蚁群算法进行求解。     

基于熵值法和TOPSIS方法的地铁列车交路评估研究

由于地铁列车交路对地铁运营效率有着显著影响,针对地铁列车交路评估,提出一种基于熵值法和逼近理想解排序（TOPSIS）法的地铁列车交路方案评估方法.为更好地反映专家评估中的模糊性,评估指标信息值用语言值给出,采用通用二元语义对语言值进行处理以避免语言信息在运算中过程中失真和扭曲,并提出基于二元语义的成本型指标与效益性指标的转换公式,基于熵值法确定评估指标为二元语义信息的指标权重求解方法.最后,提出基于语言值的TOPSIS的评估方法对地铁列车交路方案排进行排序,并给出地铁列车交路评估实例、结果验证方法的有效性和可行性.     

基于NSGA-Ⅱ的接运公交线路与时刻表协调优化方法

在公交规划研究中,常将公交网络规划问题分解为公交路线设计和行车时刻表设计,并尝试运用非传统优化方法解决,但对于多种公交模式换乘背景下的公交线路与时刻表协调优化问题的研究较为缺乏.文中以直接服务于轨道交通的接运公交为研究对象,在实现接运公交与轨道交通的有效衔接条件下,构建接运公交的路线选择与时刻表协调优化模型,并设计基于非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化算法对模型进行求解,实现接运公交路线与时刻表的协同编制,并通过实例分析检验模型.     

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区域公交调度是未来城市公共交通的发展趋势,主要解决如何合理统一安排最初分布于不同车场的车辆完成所有线路固定时刻表对应班次任务,从而减少车队规模和降低营运成本.考虑现实中许多突发事件干扰车辆按时完成班次,本文研究一类灰色旅行时间的区域公交车辆调度问题.在满足多车型、车场容量限制、燃料限制等现实因素基础上,设计改进蚁群算法,编制一个最低营运费用的公交调度方案.该方案可适应不断变化的交通环境,更容易在公交运营中被应用.最后,通过算例验证了模型和算法的正确性.     

考虑行程时间波动的电动公交可变行车计划

为解决因运行时间不确定性导致的公交到发时间不准点问题,本文基于公交线路双方向发车趟次和运营时间的不对称特征,提出一种可变行车计划优化问题。以最小化车辆使用数和乘客等待时间为目标,考虑车次链的行程接续和电动公交车辆电量等约束,构建公交时刻表和车辆排班一体化优化模型。根据可变行车计划优化问题特性设计改进的粒子群算法(Modified Particle Swarm Optimization for Timetabling and Scheduling, MPSO-TS)进行求解,定制粒子编码和子代更新方式。采用“基于优势车次链”的子代更新机制,以“车次链”为纽带最大程度地保留父代被继承信息中时刻表与车辆调度方案之间的关联性。使用连云港市某公交线路验证模型和算法,案例结果表明：可变行车计划能够有效保证车辆到发准点性,通过更紧密的排班计划将使用车数由35辆减少至31辆,车辆使用效率提升了28.1%;所提出的MPSO-TS算法求解效率较高,具有较好的稳定性,可有效避免计算结果陷入“局部最优”。     

单线纯电动公交车辆柔性调度优化

为解决纯电动公交车因充电错过最佳接续发车班次使公交车数量增加的问题，以公交车辆运营总成本最小为目标，构建允许存在误时发车的纯电动公交车辆柔性调度优化模型，通过最大可能地增加一辆公交车可执行班次的数量，减少车辆使用数量及运营成本. 设计遗传算法求解模型，为提高求解效率，将时刻表按班次发车顺序进行排序，以减少染色体数量. 数值实验结果表明：与纯电动公交车辆刚性调度相比，柔性调度能够极大地减少车辆使用数量；误时上限的取值对公交运营成本影响较大.     

模拟量子跃迁的出行方式转移模型

为定量描述出行方式转移规律,分析了出行方式转移与量子跃迁的相似特性,根据量子能级跃迁理论建立了出行方式转移模型,通过分析长春市居民出行调查数据,推导了出行方式转移的多项式拟合公式,分别采用2~4次多项式标定了拟合系数,并且进行了相关性检验。数据验证结果表明:某种出行方式向其他方式转移时,距离差与收入差的函数关系符合常数项为0的2次或高次多项式拟合公式;2次多项式拟合任意出行方式向其他方式转移所得到的复相关系数均在0.900 0以上,3次或4次多项式拟合所得到的复相关系数均为1.000 0。这证明模拟量子跃迁的出行方式转移模型可以定量描述任意出行方式向其他出行方式转移的规律。     

出租车合乘制调度优化模型研究

出租车作为一种灵活、方便的交通工具,为人们快捷、舒适、安全的出行提供了强有力的保障,出租车合乘制的推行将有助于进一步提高人们选择出租车出行的频次,保障出租司机的收入,减少道路拥堵与交通系统的能源消耗．以合乘出租车司机收益与乘客服务率最大化及乘客费用最小化为目标,建立了出租车最佳路径选择及配车调度优化模型,并设计了改进粒子群算法求解,通过多次仿真运算,结果表明该算法优化此类问题是有效的．     

公路城际出行链模式划分及其形成机制

为划分公路城际出行链模式并分析其形成机制,本文考虑城市内部换乘过程,解析了公路旅客城际出行过程.利用昆明市1 757份公路旅客出行调查问卷数据,提取了公路城际出行链结构特征.通过测算出行链结构值,提出了公路城际出行链模式的划分方法,将公路客运城际出行链模式划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类并分别获取了其形成机制.结果表明:昆明市公路城际通道的平均运距为237.95 km,公共交通是公路城际出行过程中城市内部换乘的主要交通方式;昆明市公路城际出行链的3类模式占比为13.9∶6.4∶4.7,整体结构较合理;其中,Ⅱ类出行链模式最能体现均衡、稳定的形成机制.对公路城际出行链的形成机制分析发现,收入因素是促使出行链结构合理化的重要动力;造成出行链结构不合理的重要因素是市内出行延误,而非城际通道出行过程.     

国内不同类型城市居民出行特征分析

通过收集大量国内城市的居民出行特征调查数据,对数据进行归纳整理,从出行次数、出行目的、出行方式结构、出行耗时等4个方面进行分析.通过对城市进行分类,找出不同类型城市的居民出行特征,分析产生这些特征的原因.对居民出行次数,按照人口规模分类,建立了不同人口规模城市的居民人均出行次数模型,通过建摸的方式找出不同人口规模城市的居民出行次数规律.     

城市公交区间车与全程车组合调度问题研究

为提高城市公交区间车线路上闲置车辆的利用率,对区间车设置及其组合调度可行性、工作流程进行了全面分析．针对区间车线路上车辆的运行特点,构建了区间车线路上发车场站的一组逆差函数,通过发车场站内部调度和场站之间插入空驶车次,实现了以最小的车队规模运行区间车线路的所有车次．研究了大连市某公交区间车线路．结果表明,区间车与全程车组合调度后的运行区间车线路的车辆数目获得了优化．     

班轮船舶调度多目标优化模型与蚁群算法

针对班轮船舶调度问题,在将班轮合理配置到各往返航班上和不存在时间冲突的基础上,以最小班轮变动成本、最小航线运载量缺口和最小班轮航次总绝对偏差为目标函数,构造了基于港口时段与往返航班的时空网络,建立了班轮调度的0-1整数规划数学模型。基于某船务公司实际运载数据,利用蚁群算法求解模型,并用邻域搜索技术提高求解效率。计算结果表明:在运载量满足运营要求的前提下,班轮运营的日均总变动成本从198 086.3元降低到170 472.2元,下降了约13.9%;班轮航次数总绝对偏差从4.4次降低到2.4次,下降了约45.5%,班轮利用率更加均衡;运载量缺口仍旧为0。可见,模型可行,算法有效。