公路收费站点最优设置的数学模型

针对某些公路收费站点过多过密的问题，建立了在收费站间距满足一定要求的前提下，使收费盈利最大化的数学规划模型。同时，针对站点设置问题的特殊性，将一个复杂的带有条件约束的非线性整数规划问题转化为一个具有简单约束的线性整数规划问题。并针对整数问题求解的复杂性，提出简化的求解方法。最后，以重庆一国道某路段的收费站分布状况为例进行了实例计算分析，结果表明本文所提出的模型是合理和有效的。     

考虑容量约束的铁路货运竞争性定价策略研究

在铁路传统货运市场营销中,针对定价问题的研究很少考虑铁路货运系统的容量约束,为了将铁路编组站和线路的容量约束与货运价格的制定进行综合优化,引入市场竞争因素,提出了一个以铁路运营企业总利润最大化为上层目标和货主广义费用最小化为下层目标的双层规划模型.在满足约束条件的前提下,该模型能够给出最优的定价策略和运量分配方案,使得铁路运营企业的总利润最大化.为了降低模型求解难度,运用原始—对偶方法将双层规划模型转化成单层整数线性规划模型,给出了精确的求解算法.通过算例验证了该模型在我国铁路货运定价中的可行性.     

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收费站车道配置研究是ETC收费系统规划、设计和建设中一项重要的内容,其目的是使收费资源最优配置及合理利用。为了合理配置ETC收费站人工收费车道和ETC收费车道数,发挥车道利用的最大效用。本文首先从排队论原理分析了ETC收费站车辆排队模型,再用增量效益成本比率分析其成本效益,并以增量效益成本比率最大为目标建立ETC车站车道优化配置模型,最后通过一个工程实例验证了此模型。该模型为ETC收费站人工收费车道和ETC收费车道数配置提供了一个科学的计算方法,为ETC系统的规划和建设提供帮助,并在实际工程应用中具有一定的指导意义。     

考虑货运方式和客运硬时间窗的地铁客货共车运输优化

鉴于地铁网络在解决大城市居民出行问题上的成功实践,能否利用非高峰时段地铁线路的冗余运力缓解城市交通拥堵和货运压力,成为近年来城市货运领域的一个热点话题。本文研究了一个基于“客货共车”模式的地铁客货协同运输优化问题,特别考虑了货运需求的运输方式约束（即同一货物运输需求将完全通过地铁完成,或完全不依赖地铁）以及客货需求的时间窗约束,其目标是在必须满足乘客需求的情况下,充分利用地铁运力服务货运需求,同时减少货运对乘客的影响以及混合编组的工作量。货运需求的运输方式约束使得该问题被构建成一个非线性整数规划模型。通过线性化技术,将非线性整数规划模型转化为等价的线性整数规划模型,并利用商业求解器CPLEX进行求解。以北京地铁八通线为例的实验结果表明,所提出的方法能够有效解决所关注的问题,同时所得到的协同优化策略能够提高地铁线路的“客货共车”运输效率。为了进一步说明所考虑的问题特点,相关计算结果与已有研究进行了对比,这为地铁货运管理和决策提供了更多参考。     

飞机排班一体化模型与算法研究

为了改善航班计划两阶段完成的次优性,将机型指派、路线选择与机尾号指派综合考虑,构建了飞机排班的整数规划与约束规划杂交一体化模型.通过设计了一种基于约束编程思想的列生成算法对该问题进行求解.最后,通过航空公司实例数据验证了模型算法的正确性和有效性.     

基于服务人口最大化的快速公交线路规划

快速公交(BRT)在公共交通中,因其快捷、舒适和高运量的特点,以及建设周期 短、投资低和见效快的优势,受到越来越多城市的青睐.然而,如何合理布设BRT线路并 没有一个科学的理论方法.本文对BRT线路规划尝试建模,以站点服务人口最大为目标, 站点及路径须满足站距、费用、线路不重复,以及几何条件等约束.模型为单目标线性0-1 规划,采用枚举法求解模型,最终给出以不同备选站为起点的多条可选线路方案,并从中 选取最优方案.此外,本文还结合非直线系数这一指标对一定区域内BRT线路站点数量 设置进行了评价.本文提出的线路规划方法可为规划人员提供一个科学规划BRT线路的 思路和参考.     

基于高速公路养护的石料场规划研究

为了解决我国高速公路养护管理中料场随意布设、生态环境破坏严重、各种小型石料场的不良竞争,而难以保证养护所需石料质量的问题,基于陕西省石料场的分布和资源特性,研究了石料场和养护站点的关系;将石料场的布置简化为离散选址问题,建立了混合整数规划模型,运用Dakin分支定界法进行求解;阐述了石料场规划布局的原则和影响因素;应用混合整数规划模型和Dakin分支定界法对陕西省关中地区的高速公路养护石料场进行了规划布局。结果表明:应用混合整数规划模型和Dakin分支定界法进行石料场布局可以得出合理的石料场布设方案。     

基于拉格朗日分解的电动汽车充电路径优化

针对电动汽车充电路径优化问题,构建简单有效的车辆充电网络,考虑车辆剩余电量和充电站服务能力约束,以车辆行驶总时间最小为优化目标,建立基于多商品流的0-1整数规划模型.在拉格朗日分解框架下,构造所建模型的对偶问题,并利用次梯度算法对其求解.次梯度迭代过程中,对偶问题能够被分解为易处理的最短路径问题和半指派问题.通过应用标号算法求解最短路问题,设计有效的启发式方法求解半指派问题.仿真计算表明,求解算法能够在很短时间内达到非常小的优化间隙,验证了所提方法的可行性.     

基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划研究

常规出租车运行模式效率低,增加了城市的拥堵. 针对兰州市出租车搭载率低和行驶路线规划不合理等问题,设计一种以最高搭载率、最短行驶距离为目标的函数,考虑出租车的容量限制、车辆行驶距离限制及上下车人数约束等问题的共乘模式. 建立基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划模型. 通过采用锦标赛选择策略、站点片段交叉设计和站点监督式变异等操作对模型进行求解. 最后用兰州市出租车历史轨迹数据进行实验分析,结果表明,运用设计的出租车线路规划模型及改进的遗传算法,能够快速地得到优化路径,实现多辆出租车的规划路径满足最高搭载率及最短距离的要求.     

基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划研究

常规出租车运行模式效率低,增加了城市的拥堵. 针对兰州市出租车搭载率低和行驶路线规划不合理等问题,设计一种以最高搭载率、最短行驶距离为目标的函数,考虑出租车的容量限制、车辆行驶距离限制及上下车人数约束等问题的共乘模式. 建立基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划模型. 通过采用锦标赛选择策略、站点片段交叉设计和站点监督式变异等操作对模型进行求解. 最后用兰州市出租车历史轨迹数据进行实验分析,结果表明,运用设计的出租车线路规划模型及改进的遗传算法,能够快速地得到优化路径,实现多辆出租车的规划路径满足最高搭载率及最短距离的要求.     

联网收费ETC防逃费技术研究

近年来,在我国高速公路交通量不断增加的情况下,联网收费ETC系统受到社会的高度重视。其在高速公路收费站中的广泛应用,有效解决了高速公路车辆收费舞弊问题,实现了半自动化的联网收费模式。但是联网收费ETC系统欺诈行为的出现,导致车辆逃费现象频繁发生。鉴于此,对该欺诈行为进行简单的分析,并提出相应的处理措施。     

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双层规划及其求解算法在路网预测、票价制定等方面的应用已经取得了显著的成果.本文探讨了固定需求下公路收费标准与路网交通量分配之间的关系，利用一个双层规划模型来描述收费标准的制定问题，在此基础上利用灵敏度分析方法重点分析收费标准对道路阻抗的影响关系，最后通过一个数值算例加以证明.     

论高速公路收费站改扩建工程设计要点和方法

随着交通事业的飞速发展,现有很多高速公路收费站的通行能力和服务水平已不能满足当前交通需求,收费站的改扩建是现阶段许多高速公路运营过程中面临的问题。以界阜蚌高速公路界首主线收费站改扩建工程设计为依托,对收费站改造工程中的道路设计要点和方法进行探讨。     

高速公路收费站车道类型设置问题建模与求解

在加快推进ETC应用服务的背景下,以收费站运营成本与用户延误成本之和最小为目标,结合排队论,建立收费站车道类型设置优化模型. 提出一种自然数编码的遗传算法用于模型求解. 以广州市机场收费站为例,求解高峰时段两种不同ETC使用率下的车道类型设置优化方案,并利用VISSIM 软件对优化方案与原方案进行仿真对比. 此外,分析了机场收费站全天的车辆到达规律,讨论不同车辆到达率与ETC使用率下的车道组合方案. 结果表明,所提方法能有效地缓解收费站拥堵,合理控制成本,对收费站车道改建与收费员排班具有指导意义.     

路网最优费率的双层规划模型及算法

为寻求系统、科学的路网最优费率测算方法,提出用双层规划模型描述路网管理者、收费道路经营者和车辆用户三者在费率决策中的博弈关系,其中上层以路网用户盈余最大化为目标,下层是弹性需求下的多车型随机用户均衡模型,设计了遗传-模拟退火混合优化的求解算法。计算发现路网收费收入目标的高低将直接影响测算所得费率的高低,进而影响各车型OD出行量,且时间价值低的车型用户比时间价值高的车型用户受费率变化的影响要更为显著,表明双层模型在费率决策过程中能兼顾相关各方的利益,建模时考虑车型分类能更合理地反映现实情况;与遗传算法、模拟退火算法相比,遗传-模拟退火算法计算结果最优。     

基于M/G/K排队模型的高速公路收费站设置方法研究

高速公路收费站的通行能力直接影响着整个路段的通行能力,并在总体上制约着公路的交通运行状况,因此优化高速公路收费站设置、改善高速公路收费站通行能力是提高高速公路服务水平的有效方法。根据高速公路收费站的交通流特性,应用M/G/K排队模型,推导出在不同服务水平下收费站所能服务的最大交通量矩阵,并由此作出收费站设置决策,具有相当的经济价值和社会价值。     

考虑回路因素的电动汽车最短路问题研究

电动汽车保有量迅速增长,但仍存在里程焦虑、充电设施缺乏等问题,导致驾驶员有时必须绕路才能给电动汽车充电. 基于电动汽车在长途出行过程中绕路充电产生的回路现象,对电动汽车最短路径问题进行深入探索. 对路网进行重构,考虑驾驶员在不同充电速度和排队情况下的充电站选择行为,构造寻求电动汽车最短路径的混合整数规划模型,使用成熟的商业规划软件求解. 为提高大型路网下的模型求解速度,基于动态规划的思想提出一种改进的标签设置算法,高效求解路网中存在回路时的电动汽车最短路径问题. 通过算例验证所提模型和算法的合理性及高效性.     

高速公路收费标准的动态调整分析

为了充分发挥高速公路的巨大社会经济效益,使之持续、健康、快速的发展,我们必须对收费标准进行实时、动态的调整,从而保证费率的公平性和合理性,并达到预期收费目的。从收费标准的调整时机入手,然后就交通量、收费系数、资金来源等方面因素进行详细分析和说明,最后概括阐述了具体实施时有关事宜。     

个体机动交通收费措施在VISUM中的实现

由于城市交通和高速公路交通越来越拥堵,通常会考虑引入各种收费措施调节交通需求和路径选择.为评估收费措施对出行行为的影响,在说明相关概念的基础上,利用一个简单的示例,系统地介绍了VISUM中考虑个体机动交通收费的三种措施——基于路段、基于区域以及基于矩阵的收费对交通分配的影响,并给出了各措施采用的分配方法和工作流程.最后...     

收费道路均衡配流的双层规划模型分析

考虑弹性用户需求下,当两点之间的收费额增加时,阻抗会随之增加,交通需求量会相应减少,引入新的交通阻抗函数。根据弹性交通需求下交通均衡配流,考虑一个双层规划模型来考虑道路经营者收费道路费率制定,同时在这个基础上给出了基于遗传一模拟退火的混合优化算法（GASA）求解算法,最后通过一个数值算例加以简单的论证,得到比较合理的费率。