枢纽多级容量限制下辐点分配模式的比较

针对轴辐式网络中辐点的单分配和多分配模式的现实差异,提出枢纽多级容量限制下的辐点分配模式的比较问题,研究需求不确定条件下两种分配模式的特点。基于轴辐式网络设计的基本模型,构建枢纽多级容量限制下考虑运营成本的两种分配模式的混合整数规划模型。根据预测的多个需求场景及其概率分布求解两种网络模型的最优期望成本以设计轴辐式网络。通过设置网络最优设计、预先给定枢纽点数目和总需求量变动3项实验,比较辐点的单分配和多分配模式在各实验结果中的网络成本、枢纽配置和枢纽利用率,发现多分配网络具有较低的网络总成本、较少的枢纽数目及较高的枢纽利用率。     

考虑Hub网络拥堵的轴辐式网络优化

在轴辐式网络背景下,枢纽节点通过集散货物,产生规模经济效应来降低成本。但同时也会增加Hub网络拥堵的可能性和成本的增加。首先,为缓解Hub网络拥堵并降低其造成的经济损失成本,提出与轴辐式网络节点流量相关的拥堵成本函数。其次,在保证轴辐式网络节点正常货物运输的前提下,最大限度的平衡货物运输规模经济效应和产生的Hub网络拥堵成本,建立混合整数非线性规划模型,以最小化运输成本、建设成本和拥堵成本为目标。最后,引用实际算例验证Hub网络拥堵对网络优化的影响与模型的合理性。对于未来如何平衡规模经济效应和Hub网络拥堵的轴辐式网络优化有重要的参考价值。     

两个轴辐式网络协同建设的多层编码遗传算法

为了降低物流网络的建设成本投入，充分利用物流资源，提出轴辐式网络间的协同建设. 同时建设两个轴辐式物流网络，一个轴辐式网络为自己网络中的每一个枢纽从另一个轴辐式网络中选择一组协作枢纽，两个网络可以共同使用协作枢纽. 目标是使两个轴辐式网络的建设成本和它们之间的协作成本总和最小. 首先，运用混合整数规划模型描述所研究的问题；其次，根据问题的复杂度，设计了多层编码的遗传算法来解决问题，一条染色体分别表示了两个轴辐式网络；最后，在算例中进行了参数敏感性分析，分析参数对各部分成本和物流网络结构及协作枢纽的影响. 分析结果表明:在两个网络的协同建设中，一个网络中转移到另一个网络的流量大小对两个网络各自的网络结构和构建成本具有显著的影响；协同建设能够同时系统化地优化两个轴辐式网络，降低成本，整合物流资源.      

无容量约束单分配轴-辐式物流网络设计

针对无容量约束的单分配轴-辐式物流网络设计问题的特点,为其建立了单分配p-枢纽中位模型,并提出了一种基于蚁群算法的启发式求解算法. 该算法分两步实现：首先利用蚁群算法来确定网络中枢纽节点的位置,然后用另一种启发式算法将非枢纽节点分配给枢纽节点,同时,将一种基于6种邻域结构的变邻域搜索算法作为蚁群算法的局域搜索策略以提升算法的全局搜索能力,并加快收敛速度. 最后结合澳大利亚邮政数据进行了算例仿真实验,并对蚁群算法中参数的合理设置进行了测试分析,实验结果表明,该算法在求解此问题时有着良好的有效性和较快的求解效率.     

������Լ����������-��ʽ�����������

针对无容量约束的单分配轴-辐式物流网络设计问题的特点,为其建立了单分配p-枢纽中位模型,并提出了一种基于蚁群算法的启发式求解算法. 该算法分两步实现：首先利用蚁群算法来确定网络中枢纽节点的位置,然后用另一种启发式算法将非枢纽节点分配给枢纽节点,同时,将一种基于6种邻域结构的变邻域搜索算法作为蚁群算法的局域搜索策略以提升算法的全局搜索能力,并加快收敛速度. 最后结合澳大利亚邮政数据进行了算例仿真实验,并对蚁群算法中参数的合理设置进行了测试分析,实验结果表明,该算法在求解此问题时有着良好的有效性和较快的求解效率.     

考虑碳排放的混合轴辐式多式联运网络枢纽扩增选址-路径问题

针对现有多式联运网络枢纽饱和度高、枢纽到城市直达运输成本高且效率低等不足,提出采用混合轴辐式多式联运网络研究扩增枢纽选址,同时优化运输线路;基于允许枢纽间转运和需求城市间巡回运输的运输网络,考虑低碳因素构建了最小化总运输成本、二级枢纽开放建设成本、枢纽处转运成本和总碳排放成本的数学模型,将问题分解为选址-分配与路径优化2个阶段,并针对两阶段特点分别采用0-1编码和数字编码设计了两阶段遗传算法;针对现有实际案例采用设计的算法进行求解,并将求得的最优运输方案与现实方案进行对比。研究结果表明:采用提出的算法进行10次运行获得的最优解与其平均值的差值百分比仅为4.7%,且平均求解时间仅为90.6 s;优化后网络扩增了2个枢纽,弃用了1个不合理枢纽,网络转运能力提高了11.3%,枢纽的平均饱和度降低了15.7%,不同枢纽的饱和度比原网络更均衡,不仅缓解了饱和枢纽的压力,还提高了空闲枢纽的周转率,从而提高了转运效率;优化后运输方案对应的总成本、运输成本、中转成本和碳排放成本分别降低了68.41%、68.14%、56.55%和86.76%,且碳排放减少最为突出。由此可见,提出的模型和算法对扩张轴辐式网络选址和混合轴辐式多式联运网络运输方案的组合优化具有较好的性能。      

基于复杂网络的航空货运枢纽城市研究

采用复杂网络分析方法,通过对2004—2009年航空货运枢纽网络结构的实证研究,呈现我国航空货运的整体发展趋势,建立了核心-边缘模型,筛选出核心货运枢纽城市并论证了航空货运网络的无标度特性。进而采取蓄意攻击方式对网络抗毁性进行分析,分别移除航空货运系统中1个、3个枢纽城市,对货运系统的网络平均路径长度、凝聚力指数、节点度等统计指标进行对比,结果表明对枢纽城市的攻击,将严重影响整个航空货运网的连通性和集聚性。     

公铁联运规模效应和枢纽拥挤效应的联动分析

公铁联运最主要的优势就是采用轴辐式网络结构实现规模经济,降低货物的运输成本,货运量越大,规模效应越明显;另一方面,过多的货物在枢纽集结会造成枢纽拥挤,增加货物在枢纽的停留时间,从而降低了公铁联运的竞争力.本文分别采用与流量相关的分段成本函数和M/M/c的排队模型来描述公铁联运的规模效应和拥挤效应,建立了非线性的整数规划模型,用于综合分析规模效应和枢纽拥挤效应对公铁联运的影响.采用混合禁忌搜索算法求解本文的模型,该算法具有较好的收敛效果.最后,分析了铁路服务固定成本、公路运输成本、货物运到期限和枢纽能力对公铁联运竞争力的影响.     

����ʽ��������ģ�����

在枢纽式航线网络蓬勃发展的背景下,蛛网式航线网络作为一种新兴的网络结构,它的出现引起了国内外的广泛关注.针对蛛网式航线网络的要素进行了深入分析,从减少非必要的中转的角度出发,提出旅客时间价值系数的概念,将航空公司的运输成本和旅客时间价值作为总效用,设计出蛛网式航线网络效用模型.通过使用该模型,可以设计出蛛网式航线网络并分析其每条航线的竞争力.基于该模型对于每条起讫节点流（Origin Destination, OD流）可分解的性质,提出了基于效用理论的最短路径算法,利用我国15城市数据建立了蛛网式航线网络模型实例.求解的结果表明,旅客时间价值系数对蛛网式航线网络以及蛛网式航线网络的竞争力的影响.     

运输需求与成本不确定下的枢纽港选择

针对轴辐式网络中的枢纽港选择问题，在集装箱航运网络中，考虑运输需求与成本的不确定，根据数据变化规律，构建多个模型. 根据轴辐式网络的运输环节，使用成本函数表征枢纽港间运输成本，构建枢纽港选择的确定性模型；基于此，针对航运需求的离散特性，构建需求不确定的随机模型进行枢纽港选择；基于运输成本难以预测的特点，结合实际数据，使用极小极大值法构建成本不确定的枢纽港选择模型；然后，结合两者构建运输需求与运输成本同时不确定的枢纽港选择模型. 采用欧洲集装箱运输网络实际数据对模型进行验证，求解各因素不确定下枢纽港选择的最优方案，并针对结果进行对比分析，为班轮公司优化航线提供参考.     

基于仿真分析的中国航空网络鲁棒性研究

鲁棒性研究有助于了解航空网络抗干扰能力,保证航空运输安全高效的开展.通过采集中国航空网络的数据信息,测算其统计特征;设计了＂随机干扰＂和＂蓄意攻击＂两种仿真系统,通过仿真实验,结果表明中国航空网络针对随机干扰具有较强的鲁棒性,而在面对蓄意攻击时鲁棒性较差的基本规律;不同通航城市对网络鲁棒性的影响差异极大,目前的中国航空网络高度依赖40余个核心城市.     

面向鲁棒性的高速铁路网络列车运行调整计划优化模型

针对高速铁路路网中出现区间封锁事件,考虑事件持续时间的不确定性,以列车运行时间和安全间隔时间为约束条件,引入路径选择唯一性约束保证列车运行调整计划的鲁棒性,以所有列车晚点时间之和的期望值最小为目标函数,建立高速铁路列车运行调整计划优化整数规划模型.设计基于优先级规则的启发式算法,求解原模型的可行解.运用拉格朗日松弛算法和最短路径算法求解该模型的松弛模型,得到原模型最优解的下界.根据可行解与最优解下界之间的距离,可以定量地衡量可行解的质量.结果表明,相较于CPLEX数学求解软件,算法求解效率较高;模型与算法能够有效生成鲁棒的列车运行调整计划,为调度员提供必要辅助决策信息.     

中国航空网络鲁棒性的牵制控制研究

对航空网络中部分节点进行牵制控制,可以使所有节点同步到稳定状态,起到提升航空网络鲁棒性的作用.通过建立节点状态方程,确定航空网络的平衡点,实现对部分节点的牵制控制,并以受控节点数与反馈增益的综合代价最低为标准,探究两者的均衡关系.结果表明,通过对45座通航城市进行牵制控制,可以以较低的反馈增益水平,实现中国航空网络鲁棒性的提升.     

一种民航旅客社会网络关系分类算法

针对民航领域对旅客关系分类的需求，以旅客社会网络为背景，在当前存在的社会网络关系分类算法的基础之上，结合民航社会网络数据特征，提出了一种基于网络的关系类型迭代修正分类模型，设计了一个适用于民航领域的两阶段旅客关系分类算法．通过在真实的民航旅客社会网络数据集上进行的对比实验，验证了算法的有效性．     

基于复杂网络的机场群航线网络动态特征分析

随着航空运输和区域经济一体化的快速发展,我国已形成京津冀、长三角和珠三角三大典型机场群。文章以三大典型机场群为研究对象,构建基于滑动时间窗的航线网络拓扑结构,运用复杂网络理论分析机场群航线网络动态特征和同构性。研究结果表明,机场群航线网络具有无标度和小世界网络特征,并表现出显著的波峰和波谷动态性,并且长三角机场群的航班集中度分布明显高于其他两大机场群。文章首次从航线网络视角,运用Dice相似系数衡量了机场群内部各机场之间航线网络同构性程度。     

基于HLA的航空通信网分布式仿真平台

在深入研究HLA分布式仿真技术与OPNET平台仿真机制的基础上,将HLA分布式仿真技术与OPNET网络仿真平台相结合,给出了航空通信网分布式仿真的体系结构．基于该体系结构,构建了某航空通信网的分布式仿真平台,实现了精确仿真拓扑和网络资源控制、仿真数据的实时显示和终端模拟的功能,为大规模的航空通信网仿真提供了参考．     

基于利益渴望原则的航空网络争当操纵者四方博弈模型

航空网络的演化过程是基于航空网络参与者的利益渴望而形成的一个利益均衡的过程.航空网络的参与者包括航空公司、乘客、航空交通管理部门,及以机场为代表的地方政府.为了分析航空网络在四方参与者利益渴求基础上的演化模式,设计航空网络以四方利益得失为衡量依据的动力学演化过程,判断四方参与者的利益变化.模型显示随着航空网络演化次数的增加,航空网络的节点的度的均值呈现典型的线性下降趋势,并随着演化的逐步推进,最终实现航空网络的四方利益均衡.     

中国民用航空网络的中心-外围模式

民用航空网络是航空运输的重要载体.航空运输网络的发展状态决定着民用航空的根本运行效率.本文以中国民用航空网络为研究对象,应用中心-外围理论,对中国民用航空网络的整体结构布局进行了研究.发现中国民用航空网络存在典型的中心-外围模式,中心节点分别是北京、上海、广州,外围节点对中心节点存在距离依赖,且对北京节点的距离依赖最强.中心节点的正影响距离约在500–555 km范围处,其整体影响距离呈现“∽型”变动趋势,可以看作是中国民用航空网络的“脊背”.同时,地区教育水平、经济发展、总人口数量均对节点发展产生正向影响,地理面积和固定资产投资水平对节点发展存在负影响.各节点发展程度还随着年份的递增而增加.     

不确定需求下轨道交通网络的鲁棒性优化

轨道交通网络设计是轨道交通规划的重点,本文研究不确定需求下轨道交通网络设计的鲁棒性优化问题.提出了不确定需求下轨道交通网络鲁棒性的概念.针对不确定需求可以被预测和不可以被预测的两种情况,分别建立了scenario 模型、minmax模型,这两个模型在优化目标中均综合考虑了最小化轨道交通线路总长度、最小化乘客总出行距离、最小化乘客总换乘次数,并基于遗传算法给出了这两个模型的求解算法.scenario 模型权衡网络的服务水平与网络对于不确定需求的抗干扰能力;minmax 模型侧重于网络在最坏情况下仍然能够保持较好的服务性能.最后,给出算例,验证了提出模型与算法的有效性.     

中国航空网络的多分辨率小波分解研究

为解决航空网络中节点与边数量过多导致整体特征分析计算量大的困难,提出了基于多分辨率小波分解理论的复杂网络数据压缩方法,论证了选用Haar小波基进行航空网络小波分解的适用性及分解形式,提出了确定网络分解层数和分解后还原参数的方法.对2011年5月我国163座通航城市和2 198条航线构成的复杂航空网络,选用Haar小波基对该网络的邻接矩阵进行4层小波分解,得到的网络最低频子带10×10阶矩阵,包含了原网络的大部分信息.实证研究结果表明:利用分解后的最低频子带可以还原出原网络节点城市的平均度、平均最短路径长度和聚类系数.