基于免疫克隆算法的综合交通枢纽布局优化研究

为了描述综合交通枢纽的布局优化问题,在保证重点枢纽建设的前提下,综合考虑综合交通枢纽布局的影响因素,以城市需求点总需求权距离最小为目标,考虑了在枢纽覆盖距离内,需求点和枢纽候选点对应关系为约束建立了综合交通枢纽布局优化的数学模型.给出了针对该问题的自适应免疫克隆算法的具体求解设计和步骤,并结合算例证明了算法的有效性.     

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重载铁路集疏运调度系统车流组织优化问题涉及到空车与重车的协同优化,只有将二者结合才能够制定完整的车流组织方案.论文首先通过分析系统空重车流组织特征,以车辆周转时间最小为目标,建立基于企业需求与铁路供给的车流综合优化模型.其次以目标函数为抗体,约束条件为抗原,构建基于信息熵的亲和度表示方式,利用免疫克隆算法求解集疏运系统车流组织方案.在求解的过程中,利用免疫克隆算子实现繁殖,通过抗体浓度对种群规模进行控制,防止早熟收敛.最后仿真结果表明,与遗传算法和粒子群算法相比,本文算法的平均搜索时间减少了25%、49%.     

编组站编组去向与调车线数量协调优化研究

协调编组站调车线数量与其服务的编组去向数量,对缓解编组站作业压力,压缩车流中转时间具有积极的意义.分析列车编组去向和调车线运用关系,建立以编组站为中心的运输网络,借鉴分层枢纽选址思想,构建编组去向与调车线数量协调优化模型,运用ILOG CPLEX软件求解.通过算例验证了模型的有效性,计算结果表明：根据车流情况,可在一定程度上将部分衔接方向合并,使编组去向数量和编组站调车线数量相协调;与此同时,根据支点站数量及运价的变化情况,可单独设置编组去向或扩建新线提高能力供给.优化结果可为编组站扩能和日常组号管理提供决策支持.     

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在铁路当前的运输组织模式下,编组站阶段计划鲁棒性和列车到达计划兑现率的矛盾十分突出. 为提高阶段计划的鲁棒性,本文运用随机规划方法,研究列车实际到达时刻随机条件下（相对于计划到达时刻）的阶段计划优化编制问题. 以最大化阶段计划在列车到达时刻随机扰动下保持最优的概率为目标,建立阶段计划随机相关机会规划模型. 并设计了随机模拟、禁忌搜索算法相结合的混合智能算法对模型进行求解. 算例结果表明,本文构建的模型能取得鲁棒性较高的阶段计划,能为阶段计划计算机编制提供辅助决策支持.     

BRT线网优化模型研究

根据城市公共交通线网的组成和结构特征,在常规公交线网评价指标体系研究的基础上,给出了衡量多式公共交通线网运力资源分布均衡性的新指标.以给定的公共交通出行OD为前提,在考虑出行者策略选择的基础上,提出了在既有城市公共交通线网条件下对BRT线网进行设计和优化的模型,给出了求解思路,通过模拟系统开发,采用遗传算法和PSO(particle swarm optimization)算法相结合的混合启发式算法对模型进行了求解.     

公交时刻表设计与车辆运用综合优化模型

针对需求随机变动条件下公交运营设计的综合优化问题,首先将公交运行情况抽象到三维网络中,给出公交车辆运营服务的时空网络图,由此构造基于随机期望值规划的公交时刻表设计与车辆运用综合优化模型,该模型综合考虑了公交企业的经济效益和公交乘客所得到的公交服务水平的优化,并给出公交服务频次和车辆分配协调的启发式算法。通过北京市某线路实际运营数据的计算,对公交车队规模、线路类型的安排与公交企业效益及服务的灵敏度关系进行量化分析,证明模型和算法是有效的。     

考虑运到期限的铁路管内货物快运列车组织优化研究

针对当前铁路管内货物快运列车运输组织工作难以保证货物的运到期限水平,以货物装卸尽量多和尽早在最终编组站编入到跨局远程直达列车开行为双目标,考虑与快运列车运输组织影响相关的约束,构建了考虑运到期限的管内环线货物快运列车运输组织优化模型,并采用C#调用IBM ILOG Cplex软件对双目标优化模型进行帕累托解集的精确求解.以京津冀货物快运列车运输组织为例,通过与实际列车运行图运行时分对比,在保障货物装车需求下,当帕累托解分别为0.50和0.51时,结果有效缩短了京津冀快运列车的停站作业时间.实例中X481和X492次快运列车分别较计划时间提前了127.21 min和200 min,有效验证了构建的模型和求解算法,并就实例结果给出了相关组织工作的改进建议.      

基于蚁群算法的公交线网规划研究

以直达客流密度最大为目标函数,可建立满足公交线网约束条件的城市公交线网规划模型,并通过改进型蚁群算法对模型就行求解,最终可使所建模型的有效性得以验证。     

铁路车流改编方案随机优化模型及其算法

以同一支车流不可拆散、编组去向容量、车站最大编组去向数量、车站改编能力作为约束条件,以车流走行和改编总成本最小作为目标函数,构建车流改编方案优化模型;在此基础上考虑日均车流量的波动,构造车流改编方案随机优化模型;设计基于随机模拟的混合模拟退火算法;以具有10个节点的网络为例进行验证计算.结果说明:随机优化模型可以获得鲁棒性较强的车流改编方案,该方案虽然不能保证在所有情景下都为最优,但是在绝大多数情景下都是"较优"解.此外,车流改编方案的总成本在车流量随机波动的情况下变化相对平稳,在可容忍的范围之内.可见采用给出的随机优化模型获得的车流改编方案具有更高的可靠性,对车流量变化的敏感度更低.     

综合运输体系下快捷货运网络流量分配优化模型及算法

研究综合运输体系下快捷货运网络流量分配优化问题.基于服务水平的概念构建综合运输体系下的快捷货运网络,网络中包含运输方式、服务水平各不相同的多种运输服务.给出一种求解联弧权重均为正值的有向网络中任意两点间k短路的Double-sweep算法,并对通过联弧时间为随机变量的情况进行讨论,该算法以Visual C++语言实现.以网络中两点间k短路作为可选径路集,构建快捷货运网络流量分配优化模型,模型在满足需求服务水平的前提下以成本最小化为目标,且考虑了交通运输系统的外部影响.模型可采用Lingo 8.0进行求解.若干算例表明,给出的模型及算法可以用于求解实际规模的问题.