基于固定班制的地铁乘务计划一体化优化方法

针对运营中常用的固定班制轮班模式,通过加入班次数量比例和备班约束,构建排班和轮班计划一体化的乘务计划优化模型,进行乘务组数的全局优化;之后对传统列生成求解算法进行改进,在定价子问题中分别针对不同班次类型,各自生成班次以适应新的模型约束,并设计加速策略,以完成对一体化优化模型的求解;最后以轮乘站设置不同的两条地铁线路为例开展案例研究,研究了在四班三运转和六班五运转班制下的优化效果,分析了算法的求解效率.研究结果表明:固定班制条件下,与分阶段优化方法相比,简化了轮班单元构成,乘务组数量减少了6.67%～14.29%,求解时间节约了44.2%～51.4%.     

考虑时间均衡度的城市轨道交通乘务排班计划优化方法

乘务排班计划是城市轨道交通乘务组织的核心内容和运营管理工作的重要组成部分,其生成质量对城市轨道交通的运营效率有显著影响.本文将时间均衡度作为给定周期条件下评价乘务员值乘时间与休息时间合理程度的指标,构建了基于该均衡度的乘务排班计划优化模型.为同时考虑乘务区段的最优组合与早晚班的匹配问题,本文的求解过程由改进遗传算法和双相匹配算法两个部分构成.最后将所建模型应用于北京市某轨道交通线路的案例研究中,对优化结果与既有乘务计划进行比较分析,验证模型的有效性.对比发现,该模型的结果在较大程度上提高了乘务排班计划的时间均衡度.     

基于工作强度均衡的地铁乘务轮班计划优化模型

地铁乘务轮班计划是运营组织工作的重要组成部分,对于提高运营水平和降低运营成本有重要影响.本文采用基于“轮班单元”的周期循环编制模式,以工作强度均衡为目标构建乘务轮班划分和分配两阶段模型,划分模型中不区分同种类型的班次,分配模型将具体班次分配到划分结果中.采用粒子群算法与模拟进化算法相结合的混合智能算法求解,并针对乘务计划两阶段模型分别进行算法设计.最后以北京市某地铁线路数据为例进行求解,对比发现,本文模型求解方案可有效提高乘务员工作量均衡程度.     

基于可预知事件的城市轨道交通乘务轮转计划优化调整

城市轨道交通乘务轮转计划是在充分考虑乘务员正常的夜间休息、休息日休息、休假等因素的基础上,合理安排乘务员一定阶段内的每日值乘任务.但在某日乘务轮转计划执行前,仍然会发生乘务员临时请假、临时调动等可预知事件,此时就需要对现有乘务轮转计划进行优化调整.调整以在满足任务调整需求条件下乘务员阶段任务最均衡为目标,且调整的幅度越少越好.考虑休息日、工作量、任务连乘等约束条件,以调整后所有修改乘务任务序列的总费用最小为目标函数,建立乘务轮转计划优化调整模型,并设计基于贪婪算法和禁忌搜索算法的启发式算法进行求解.算例表明,求解算法在一定程度上实现了调整后乘务轮转计划的均衡性,达到了优化的目的.     

考虑基地住宿问题的高铁列车乘务排班计划编制

针对高速铁路列车乘务工作实际中,因乘务班组值乘不同到达、出发时刻的乘务交路而产生的乘务基地住宿问题,首次构建考虑基地住宿成本的列车乘务排班计划多目标优化模型,在模型中将高铁列车乘务排班计划问题抽象为一个指派问题,并设计针对该问题特点的改进的NSGA-II算法进行求解.首先,设计基于该问题的实数编码模式,以指定周期内的乘务排班计划为染色体,以排班计划内每天的值乘计划为基因,以实数代表一个班组出乘.其次基于禁忌思想,设计针对该问题的变异选择方式,以减少不可行解的数量.最后针对该算法缺点,采用小生境思想计算拥挤度,改善精英选择机制,并提出自适应交叉和变异策略,以提高算法收敛速度,克服种群早熟,并改善算法搜索性能.京津城际列车运行数据的验证分析表明:所建立的模型及使用的算法是有效的,改进NSGA-II算法能提高收敛速度、目标函数值以及解的分布性.     

基于公交数据挖掘的时刻表排班协同换乘优化

为实现公交换乘协同排班,减少乘客出行换乘时间,本文对公交信息系统的IC卡数据及车辆GPS数据进行数据挖掘,提取换乘信息并对现有的发车排班进行优化.首先,构建了公交运行状态信息提取模型,提取现有的公交运行状态信息.在此基础上,设计了邻域搜索的公交时刻排班优化算法,得到最佳发车排班时刻表.为验证所提出方法的有效性,选取了成都市的56路和3路公交线路的实际数据进行案例验证.结果表明:通过优化排班的方法,在不改变现有的公交供需条件的前提下,可以有效实现协同换乘;与原有的公交服务相比,优化之后的公交服务能够更加贴近出行需求,提升线路之间的换乘衔接效率,从而提高公交服务质量.     

公交司机排班问题的混合元启发算法研究

针对我国公交企业中司机在1 个工作日内驾驶同一辆车的“人车绑定”管理模式, 提出混合元启发算法求解司机排班问题.首先建立以车辆数为目标的车辆调度模型,获得仅 满足司机休息时间的非可行解;接着迭代地使用局部搜索算子、破坏重建扰动等方法对解进 行调整,使其满足司机工作时间和吃饭时间等约束,并尽可能地降低排班成本;在迭代搜索 过程中记录发现的可行排班链集合,迭代结束后构建集合覆盖问题(SCP)模型对其进行改 进,以获得最佳的司机排班方案.在13 条公交线路案例上进行测试,实验结果验证了本文算 法的有效性.     

融合客流大数据和成本最优化的公交动态排班方法

为提高公交排班效率和准确性,提出一种基于客流OD数据的动态排班模型.首先,模型将影响公交车辆排班的因素划分为静态因素、可变因素和动态因素,给出每日客流变化情况下动态影响因素计算方法;其次,以满足乘客需求减少公交企业运营成本为目标,探索多目标最优排班方案求解方法,实现公交运营效益最大化;最后,以广州560路公交线路为例进...     

基于约束编程的飞机排班问题研究

飞机排班是航空运输生产计划的重要环节,对航空公司的正常运营和整体效益有着决定性影响.飞机排班通常构建为大规模整数规划问题,是航空运筹学研究的重要课题,构建的模型属于严重退化的NP Hard问题.本文把飞机排班问题构建为多商品网络流模型,并应用列生成算法求解;在列生成子问题中,引入约束编程系统实现快速求解航班连线（航班串）并计算各航班串简约成本,动态选择列集并与限制主问题进行迭代.最后,利用国内某航空公司干线航班网络实际数据验证模型和算法的有效性,并与航空公司实际排班进行比较研究.     

城市轨道交通网络运营资源共享方法与技术进展

网络条件下的城市轨道交通运营资源共享是一项复杂的工作.本文首先提出了城市轨道交通网络运营资源管理研究的三大主要领域,即前期建设与运营一体化方法与技术、网络环境下的负荷均衡方法与技术,以及基于资源共享的运营组织方法与技术.其次,结合案例分析评述了三大领域中既有的成果与伦敦、东京等典型城市的运营实践案例和经验.第三,针对当前亟需深化研究的资源共享方法与技术领域,以车辆基地为案例,从实践角度调研了部分城市车辆基地共用的案例,提出了其对提高网络运营效率的贡献.最后,研究指出了我国城市轨道交通网络化运行环境下资源共享领域值得深化研究的主要方向.     

基于多编组的列车满载率均衡化方法研究

针对多编组均衡发车导致的大小编组列车利用率不均的问题,本文构建了轨道交通多编组列车开行方案双层规划模型.上层模型以大小编组发车频率为决策变量,乘客出行费用和企业运营成本最小为目标;下层模型以列车编组和发车间隔为决策变量,大小编组列车间的满载率均衡程度最大为目标,并设计嵌套遗传算法求解.算例分析表明：当列车编组和发车频率一定时,大小编组列车均衡发车时平均满载率相差 50%,非均衡发车时两者仅相差 0.8%,这说明非均衡发车模式可以有效提高列车满载率均衡性;大小编组列车均衡发车时,列车编组辆数不宜相差过大,非均衡发车时可以通过调整发车间隔的方法提高列车满载率的时空均衡性.     

基于多编组的列车满载率均衡化方法研究

针对多编组均衡发车导致的大小编组列车利用率不均的问题，本文构建了轨道交通多编组列车开行方案双层规划模型.上层模型以大小编组发车频率为决策变量，乘客出行费用和企业运营成本最小为目标；下层模型以列车编组和发车间隔为决策变量，大小编组列车间的满载率均衡程度最大为目标，并设计嵌套遗传算法求解.算例分析表明：当列车编组和发车频率一定时，大小编组列车均衡发车时平均满载率相差 50%，非均衡发车时两者仅相差 0.8%，这说明非均衡发车模式可以有效提高列车满载率均衡性；大小编组列车均衡发车时，列车编组辆数不宜相差过大，非均衡发车时可以通过调整发车间隔的方法提高列车满载率的时空均衡性.     

基于连续近似模型的轨道交通与常规公交耦合优化设计

为研究城市轨道交通与常规公交线网耦合优化设计问题,本文基于近似方格型路网并考虑乘客的多种路径选择,构建双层混合整数优化模型,以同时求解地铁与常规公交发车时距、常规公交的线间距及站间距。上层模型是以系统总成本(乘客成本与运营商成本之和)最小为目标的连续近似模型,以寻求乘客与运营商两者之间的平衡关系,并对各项成本进行详细推导。采用序列二次规划算法,并用凸算法对该非凸问题进行包络。下层为考虑依概率分配的路径分配问题,使用MSA算法对各路径流量加权分配,考虑到问题的解析形式具有非凸性,故采用启发式方法进行求解。最后,以南京市建邺区实际公交线网为例进行案例分析,以此验证该优化模型的有效性。经过优化,以非拥堵时段为例,该研究区域内乘客平均出行时间由 41.6 min减少至33.0 min,降低约20.6%。本文所提出的优化模型可以为方格路网城市的公共交通线网规划提供参考依据。     

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随着新线的建设,城市轨道交通网络规模不断扩大,不同时期的网络特征不同,以北京为例分析发展变化规律,可以为轨道交通网络化运营提供建议.根据复杂网络理论,首先对比了北京市轨道交通规划路网和目前运营路网的网络特征值,分析了特征值的变化规律,得出规划路网的平均度、聚集系数、平均最短距离等指标均有所增大,但由于服务半径扩大,网络效率略有下降.然后针对重要节点失效和线路失效,对比了失效后的网络弹性,并确定了网络中的重要节点.结果表明：节点失效和线路失效对规划路网的影响较小,部分车站的重要度随着网络完善而发生改变,对于运营路网,必须保障重要节点的可靠性.