基于双层博弈模型的机场间航线网络协同演化研究

为有效优化机场间航线网络，实现机场群中各机场功能定位，通过研究机场补贴策略与航空公司航线调整关系，旨在实现机场补贴策略与所需航线网络间的最佳匹配。从机场功能协同发展视角分析旅客、航空公司及机场间的博弈关系并构建双层博弈模型。在上层博弈模型中，引入经验加权吸引力模型(EWA)分析航空公司定价策略与旅客“渗流”关系，以便确定航空公司最佳定价策略。在下层博弈模型中，使用上层模型结果并引入非对称的随机反应(QRE)均衡模型，分析机场补贴与航空公司航线调整的关系，确定机场最佳补贴策略。结果表明：影响机场群内旅客出行行为选择关键因素是出行成本，该成本使航空公司票价折扣效果存在高敏感区、惰性区和无效区，通过完善机场群内地面交通，控制旅客出行成本，可有效引导机场群间旅客流动；航空公司定价与旅客出行选择博弈的收益存在多个峰值点，需根据旅客出行成本和初始票价确定票价折扣，最佳折扣区间集中在0.4～0.9；采用补贴优化航线网络，机场间不同补贴策略效能存在垄断区间、低效区间和最佳协同区间；融合旅客出行选择和机场间协同补贴的双重因素可有效提升航空公司盈利能力，推动航空公司提升机场群中航线的互补性，有效实现机场间...     

基于运输组织模式导向的旅客列车开行方案模型研究

提出基于运输组织模式为导向的旅客列车开行方案与客流分配的双层规划模型,上层模型为优化高速线、既有线和城际线的旅客列车开行方案的模型,以区间通过能力及运输组织模式等为约束条件,体现以既有线、高速线和城际线为铁路系统的一体化优化.下层模型为客流分配模型,对多类旅客的选择行为分析的基础上,以旅客出行效益最大化为目标,体现旅客...     

基于竞争的区域机场群旅客吞吐量预测方法

随着高铁建设和机场数量的增多,民航与高铁的竞争及区域机场间的竞争日渐激烈,给机场旅客吞吐量预测带来挑战,仅考虑单一机场要素的预测方法已无法适应区域内多机场系统旅客吞吐量的预测需要.文中同时考虑民航与高铁以及机场间的双重竞争,对竞争态势下的区域多机场吞吐量预测进行研究.在探究客流分担影响机制的基础上,构建基于竞争环境下的多机场旅客吞吐量需求预测双层Nested Logit模型,提出双重竞争下机场吞吐量预测方法.确定旅客出行行为选择的显著影响因素,构造效用函数,进行问卷设计与样本数据采集,利用T ran-sCAD软件对效用函数进行参数估计和标定.以珠江三角洲机场群为依托,对提出的方法进行示例应用.结果表明:双层Nested Logit模型能较好地量化表征航空与高铁及机场间的双重竞争关系,且能同步预测包括目标机场在内的机场群内所有机场的旅客吞吐量,便于机场群的整体性规划和协作,为旅客吞吐量的准确预测提供新方向.     

综合客运通道设计的双层规划模型及算法

描述了综合客运通道的网络结构,分析了通道内旅客出行的广义费用函数,将运输成本、安全性、舒适性等服务属性作为出行阻抗的度量因素,以添加新的旅客运输方式为手段来优化旅客运输网络,设计了综合客运通道离散型网络优化设计问题的双层规划模型,上层模型以网络容纳的OD需求量最大为目标,下层模型为用户平衡问题．采用分支定界法对模型进行求解,并通过算例证明了模型的有效性．根据结果比较各方案的单位投资额所引起的网络容纳OD需求增加量,进一步从投资效率角度解释了方案的优劣,分析表明,该模型和算法能够得到综合客运通道网络优化设计的最优投资方案,为建设决策部门提供定量的决策支持．     

配送中心选址与车辆路径一体优化模型与算法

在配送系统中,配送中心选址问题与在此基础上的车辆路径问题相互影响.为了反映两者之间的相互关系,建立了配送系统优化的双层规划模型.模型上层为配送中心选址问题,下层为车辆路径优化问题.由上层模型给出初始配送中心选址方案;在此基础上由下层模型进行配送车辆路径优化;然后计算上层模型中的供应商到配送中心的运输费用,从而得到上层模型的目标函数;再对上层模型方案进行调整.设计了基于遗传算法与粒子群算法的求解方法.算例分析表明,与两者分别优化相比,双层规划模型可以降低配送系统的总成本,提高配送系统的整体效率.     

天津航空旅客2006年流失预测及流失原因剖析

本文应用天津航空旅客流失调查的统计数据,总结天津航空旅客流失的客观因素,对流失原因的主观因素方面进行剖析,并对2006年天津机场旅客吞吐量和2006年航空旅客流失数量作出预测,估算了天津航空市场容量.对天津机场规划发展和航空公司开展航线运营、调整运量提供理论依据和数据支持.     

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科学合理的多机场系统场址选择是一项涉及众多因素和利益主体的重要决策问题,就是要使系统中各机场容量协调并使系统收益最大化. 在分析旅客机场随机性选择行为基础上,构建双层规划模型来描述多机场系统场址选择决策过程中多目标价值准则,定量研究宏观机场决策者与微观旅客的相互作用. 模型上层规划从决策者的角度出发,使总的机场建设费用最小,下层规划则描述旅客机场选择行为,并使其总的出行费用最小. 考虑到变量的离散特性,文章分析了求解所构模型的方法,并通过实例模型的求解来检验模型和算法的可行性和有效性. 实例计算表明,双层规划模型的多价值准则决策方法更接近实际情况,在多机场系统选址规划中具有一定的实用性,对优化机场资源配置和提高机场竞争力具有现实意义.     

考虑货主偏好的内支线集装箱班轮航线网络规划模型

为了增加内支线集装箱班轮航线网络的货运需求量,以最大船型限制、航线运营补贴与干支线配合为约束条件,以航线网络结构、适配船型与班期密度为决策变量,构建了考虑货主偏好的集装箱内支线班轮航线网络规划模型;为了评估规划航线对不同偏好货主的吸引力,在获得航线的集装箱运输时间与价格后,基于Logit模型计算了规划航线与市场现有航线的货主选择比例;设计了求解模型的智能启发式算法,在规划方案评价过程中计算了航次时间、航线成本、单箱运价与货运需求,在方案改善过程中调整了航线的挂靠港口与挂靠顺序;设定大连港为干线港口,渤海湾内12个港口为支线港口,规划了内支线集装箱班轮航线网络。计算结果表明:12个支线港共开设了7条航线,市场货运总需求为5 208TEU,规划航线的货运需求量为4 420TEU;规划航线的货主选择比例达到85%;无论货主偏好运输时间或成本,规划航线在各支线港的货主选择比例皆超过60%。可见,考虑货主偏好的内支线班轮航线网络规划模型是有效的;开设直达航线有助于吸引时间偏好货主;开设串挂航线与提高运营补贴有助于吸引成本偏好货主;采用货主选择过程代替到港时间窗约束会提升模型优化效果。     

基于可靠性分析的区域灾害应急物流网络设计

为了设计能够最大限度地抵御自然灾害破坏并满足应急物资和抢险救援需求的物流网络,从系统可靠性角度出发,提出了区域路网应急连通可靠性的概念.运用双层规划方法构建了网络设计模型,上层模型为物流运行总时间最小和系统应急连通可靠性最大的双目标规划模型,下层模型为固定需求用户平衡配流模型.将双目标函数转化为单目标函数后求解上层模型,用改进模拟退火优化算法求解整个双层规划模型.结果表明:在相同投资约束下,上层模型中增加系统应急连通可靠性最大的目标函数后,网络最大关键度由821.55降至32.66,物流总代价降低了0.22％,物流运行时间不变.实际网络最优方案的设计应综合考虑物流效率与系统可靠性.     

考虑速度限制的连续交通网络设计问题

本文提出了一个考虑车速限制的双目标连续交通网络设计问题,旨在通过合理的路段拓展与限速策略提高网络交通运行效率和减少交通系统的环境污染.构建了一个双目标双层规划模型来描述提出的交通网络设计问题.其中,上层问题从交通管理者的角度出发,以系统总阻抗与总投资额之和最小及网络总的车辆尾气排放最小为目标,制定最优的网络设计方案和不同时段最优的限速方案;下层问题基于用户平衡准则,描述不同时段出行者的路径选择行为.设计了基于非支配排序的遗传算法对提出的双层规划模型进行求解,并采用数值算例验证了提出的模型与算法的有效性.     

考虑充电需求的电动公交车运营优化模型与算法

随着新能源汽车技术的快速发展,电动公交车被视为缓解城市交通拥堵和降低环境污染的有效手段,然而电动公交车的里程限制和充电需求等特点使得公交网络设计和运营面临新的挑战。本文在公交分配的基础上,考虑电动公交车充电需求,对新型电动公交的发车频率、运营车辆数、车辆充电计划进行优化设计。构建一个双层规划模型,上层为带有电动公交线路运营充电仿真模块的公交网络优化模型,从运营商的角度来实现乘客出行成本和电动公交网络运营总成本最小;下层基于UE(User Equilibrium)均衡准则来描述乘客出行路径选择行为并预测公交网络流量。提出基于代理模型的算法（Surrogate-model-based Algorithm）来求解所构建的双层规划模型,并嵌入基于超路径的投影算法求解下层电动公交均衡分配问题,利用线路运营充电仿真模块求解上层运营车辆数车辆、充电计划及车次数量。最后采用数值算例验证了该模型和算法的有效性,算例结果显示,所提出的代理模型算法比传统遗传算法求解效率和精度更高,且随着网络规模的增大效果更为明显。     

城市轨道交通快慢车开行方案双层规划模型

针对城市轨道交通客流时空分布不均衡特征和乘客长距离出行时效需求,并考虑乘客的换乘行为,提出基于双层规划模型的快慢车开行方案优化方法.上层模型以乘客出行时间和列车周转时间最小为目标,考虑快慢车开行比例、线路通过能力等主要约束,构建多交路条件下的快慢车开行方案优化模型;下层模型通过设计换乘网络刻画乘客换乘行为,构建快慢车方案下的客流分配模型.设计粒子群算法求解所建双层规划模型,以广州地铁14号线为案例,验证本文构建模型的有效性和适用性.     

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旅客吞吐量的预测对于机场的建设和管理具有重要的意义,而目前多数预测技术都不适用于我国尚不成熟的航空市场.本文从可能影响机场旅客吞吐量的若干因素出发,采用主成分分析法提取了最关键的因素,剖析了机场旅客吞吐量的内在影响机理,并且提出了基于影响机理的预测模型.以北京首都机场的旅客吞吐量预测为例进行了应用研究,采用趋势分析法对预测结果进行了检验.结果表明,模型能够较准确地预测出机场的旅客吞吐量.     

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停机位指派是机场运营管理的关键活动之一,合理高效的停机位指派,除有利于提高机场运行效率和旅客满意率水平之外,对降低航空公司地面运行成本也有重要意义. 本文从航空公司、机场及旅客三者综合效能最大化角度出发,以飞机地面滑行距离、机场停机位空闲时间及旅客步行距离总成本最小为目标函数,构建机场停机位指派模型,设计了指派模型的贪婪禁忌搜索算法. 该算法首先采用贪婪算法产生一个初始指派方案,然后采用禁忌搜索算法在初始指派方案的基础上进行逐步优化. 算例研究验证了模型的正确性和算法的有效性,该模型和算法可满足国内大型机场停机位指派实际运作需要.     

市场经济条件下铁路旅客票价及速度效益分析

在分析旅客票价和运营速度对客流量的影响的时候,用均衡配流原理对最主要的三种运输方式穴铁路、公路、航空雪进行分析。考虑客运企业希望效益最大化与旅客希望出行费用最低,引进双层规划模型来进行分析,客运企业与旅客这对矛盾体相互作用的结果是存在一个平衡点,同时满足双层规划模型中的上下层目标,这个平衡点就是双层规划问题的最优解。这样就为制定合理的票价策略和最优列车速度方案提供了一种定量分析的方法。     

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现代绿色物流系统的建设要求物流链上各环节按照绿色理念建设运营.本文将绿色物流的思想引入内陆港选址问题,建立了考虑噪声、事故、拥挤、碳排放等环境因素的广义费用函数,并根据内陆港建设决策方与货主之间的主从递阶决策关系,构建了可兼顾投资者与货主对成本要求的内陆港双层规划选址模型.模型上层目标为在允许的投资范围内确定内陆港地址,使得系统总成本最小;下层目标为货主在各内陆港之间分配运输需求量,使得总支出费用最低.并设计了基于遗传算法的求解方法.实例分析表明,本文建立的绿色理念下的内陆港双层规划选址模型是有效的,同时遗传算法可以产生稳定的最优解.     

京津冀三大机场国内航线竞争现状分析

为深入研究京津冀三大机场的协同发展现状,对其发展过程中的优势和不足展开了分析。首先,通过统计三大机场通航航线的数量分布,基于绝对通航率、平均通航率以及实际通航率三大指标,分析得出三大机场的竞争区域;然后,利用s-曲线分析了三大航空公司在航线市场上的运力投入、资源配置和运营现状。研究结果表明:三大机场在七大区域内的航线布局存在差异;各机场逐步重视差异化发展;南航与东航在三大机场的航线资源配置较优,而国航在三大机场的航线资源配置与旅客市场份额存在投入与产出不合理的问题,这表明京津冀三大机场航线资源配置尚未达到最优,且航空公司的经营效率也有较大的提升空间。     

基于粒子群算法的双目标可靠性网络设计

用离散的路段通行能力变量来刻画路网的随机性,建立了网络设计的双层规划模型。上层模型为基于路网期望总走行时间最小和路网净经济效益可靠度最大的双目标规划模型,下层模型为弹性需求下的用户平衡配流模型。采用增设多余需求路段的方法求解下层模型,采用基于向量的粒子群算法(VEPSO)求解整个双层规划模型。计算结果表明:所得到的解为一组Pareto解,路网期望总走行时间和净经济效益可靠性为2个相悖目标;随着期望总走行时间下降,可靠度也有所降低;在可靠度不变的情况下,减少期望总走行时间,会导致总投资额的增加。在进行网络设计时,应结合总投资额和现实需要来选取最优解作为网络设计方案。     

大型活动后车道单行优化的双层规划

为了缓解大型活动后疏散期间的拥堵,建立了车道单行优化问题的双层规划模型．该模型考虑了交通组织者与参与者之间的共同作用．模型的上层模型的优化目标是总疏散时间最短,下层模型的优化目标是出行者自身疏散时间最短．将离散粒子群算法用于解决该双层规划问题．用简化的实际交通网络检验优化效果．实验结果表明,基于双层规划模型的车道单行方案能减少总疏散时间20％．     

基于双层规划的动态腹地二级港口物流网络优化

以港口为节点的区域物流与其所在地区的区域经济相互影响、协调发展. 本文研究了二级港口物流网络问题,即港口之间的海上航线系统以及各个港口与其经济腹地之间的集疏运系统的二级网络. 在动态腹地条件下,构建以区域港口群总运输成本为上层优化目标,以个体港口的经济效益为下层目标的双层规划模型. 模型反映了港口竞争力、腹地划分以及运力配备的动态性,因此更接近港口实际. 为有效求解模型,利用Kuhn-Tucker理论将双层规划问题转化成单层规划模型,并且应用算例对模型和算法的有效性进行验证,最后通过Matlab对模型进行了求解. 数值结果表明,双层规划模型及求解方法具有可行性.