城市区域交通检测器优化布局模型

智能交通系统（ITS）是公认的缓解城市拥堵的有效手段之一,交通检测器为ITS提供交通基础数据支持。在城市路网中合理布设交通检测器是保证交通数据准确、有效的前提。以交通检测器效用最大和布设检测器费用最少为目标,构建交通检测器优化布局模型,并通过算例加以说明,为此类研究提供了一个新的思路。     

基于流量状态的路段交通信息检测器布设点优化

为了提高交通信息检测器的采集精度,需在路段确定为最优路段后寻找检测器的最优布设位置。利用路段分段后每段的断面平均速度与路段平均行程速度建立检测器契合度模型,考虑流量波动对检测器的影响,通过计入路段上不同流量状态下的最佳契合度,确定检测器的最佳布设位置点。经过实例验证,不同路段的最佳布设检测器的位置点不同,要根据实际情况进行度量。本文可为找出交通信息检测器的最优布设方案提供定量计算的方法,具有一定的实践性与有效性。     

高速公路网络最小检测器布设新方法

对节点和路段进行定义，探索节点数目与路段数目之间的数量关系。根据流量守恒原则，建立了一个包含 n +1个方程、3n -m 个变量的齐次线性方程组。通过对方程组的系数矩阵进行初等行变换，直到找到一个最大无关向量组。将无关组向量对应的变量命名为基变量，其余变量命名为非基变量，所得到的基变量总可用非基变量表示。因变量与路段一一对应，只要在非基变量所对应的路段布设检测器，就可确定整个网络中所有路段的流量。对最小检测器布设数目的存在性和唯一性进行了证明，给出了任意网络检测器布设率的通用公式。应用该方法，设计了贵阳市区部分高速公路网络的最小检测器布设方案。     

基于完善交通信息收集的UAV路径规划

针对部分路段不能获取完整交通信息的问题,提出使用无人机对未布设固定型交通信息检测器路段进行交通巡视,完善交通信息。通过时空网络建立了一个总飞行时间最短、最大单机飞行时间最短的多目标模型,确定最佳的无人机数量和交通信息收集路径。新模型不仅利用时空网络技术细致刻画了无人机在巡视过程中的飞行轨迹,而且加入了对未布设固定型交通检测器路段的巡视次数以及巡视时间间隔约束问题,使巡视路径更加合理。情景分析表明,使用两架无人机进行巡视时,总飞行时间最短为37min,在23min 内完成巡视任务;随着最大单机飞行时间权重的增大,无人机的总飞行时间增加9.76%,最大单机飞行时间减少8.70%。算例分析表明,所建模型和方法能够解决大规模路网的多无人机调度问题,能够根据实际需求得到满意的巡视路径。     

基于BP神经网络的交通流量预测中检测器的优化布设

关于检测器的布设问题国内外研究较少,基于BP神经网络的交通流量预测领域研究检测器的布设问题,根据Vissim仿真软件模拟实际道路,布设了检测器间距可能出现的20种情况,针对每种布设间距时基于BP神经网络的交通流量预测模型精度的影响进行分析,从而找出比较合理的检测器间距。     

高速公路固定检测器布设方案分析

为研究高速公路交通事件检测算法及固定检测器布设间距,设计高速公路基本路段的人工神经网络事件检测算法,并研究基本路段检测器布设间距为200～700m时,使用不同情况的事件来检测效果。利用VISSIM4.2软件仿真获得数据,并在MATlab人工神经网络工具箱中计算,验证所设计的事件检测算法的有效性,得出基本路段固定检测器的合理布设间距。     

考虑乘客流量和节点重要度的地铁站信息查询台优化布置

地铁站多位于地下空间且结构复杂,其内部诱导设施应为乘客提供便捷、高效的服务. 考虑节点重要度,对既有客流量模型进行修正,以区域诱导信息量最大为目标,构建乘客诱导设施布设位置选择模型. 以北京地铁西直门站为例,对地铁站内部诱导设施现状调研,设计调查问卷对诱导设施效能进行分析,运用所构建的选择模型对地铁站信息查询台的布设位置进行求解. 结果表明,西直门地铁站内部的24 个布设位置备选点中,可优选设置7 个诱导设施查询台,使诱导信息有效增量最大. 研究成果可为地铁站内部诱导设施的优化布置提供理论参考依据.     

阿姆斯特丹城市道路线圈检测器布设方法研究

基于宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)的网络交通控制方法受到越来越多的国家的重视,它可以更有效的节约资源和提高效率。然而建立MFD需要以收集网络范围内详细的交通数据为前提,阿姆斯特丹的城市道路错综复杂,若在每个城市道路路段都布设线圈检测器需要巨大的经济支持和维护。基于Vissim的仿真实验的方法,建立阿姆斯特丹的MFD;通过实验方法确定城市道路中对于建立网络MFD起着显著的影响关键路段,为线圈检测器的布设提供了理论依据。     

基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型

城市轨道交通接运公交线路布设效果直接影响到轨道交通线路的运营效率．为了探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,以最少线路接运最大客流量为目标,建立了线路生成的优化模型,并给出了求解该模型的改进遗传算法．以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,结果表明：两个轨道交通站点布设6条接运公交线路能够使接运公交线路的载运能力最大,为205人／（km／h）．     

考虑乘客流量和节点重要度的地铁站信息查询台优化布置

地铁站多位于地下空间且结构复杂，其内部诱导设施应为乘客提供便捷、高效的服务. 考虑节点重要度，对既有客流量模型进行修正，以区域诱导信息量最大为目标，构建乘客诱导设施布设位置选择模型. 以北京地铁西直门站为例，对地铁站内部诱导设施现状调研，设计调查问卷对诱导设施效能进行分析，运用所构建的选择模型对地铁站信息查询台的布设位置进行求解. 结果表明，西直门地铁站内部的24 个布设位置备选点中，可优选设置7 个诱导设施查询台，使诱导信息有效增量最大. 研究成果可为地铁站内部诱导设施的优化布置提供理论参考依据.     

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针对具有模糊因数的多目标交通问题,提出了一种优先模糊目标规划方法。本文首先建立了模糊目标的隶属度函数,其次,将隶属度函数的最高度作为期望水平并引入了偏差变量,从而将隶属度函数转化为隶属度目标。通过最小化负偏差变量得到最满意解。对模糊目标不同优先级结构下的解进行了敏感性分析,并用欧氏距离函数确定了最佳的目标优先级结构,通过最小化后悔值达到决策区域理想点决策值,得到决策单元最满意解。最后,应用实例对本文方法进行分析验证。     

客运班轮动态船队规划数学模型及其求解方法研究

通过对定期客运班轮运输特点分析,构建出能全面反映运量增加显著和运量增加缓慢情况下的运力更新、运力闲置、运力购置的多目标动态船队规划数学模型,模型根据绿色的定义给出了技术、经济、环保性目标函数.其数学模型具有大规模、离散和整数的特点,计算速度随着船舶数量和船型的增加以指数形式递增,造成"维数灾"难题.采用混沌初始化、维更新、非支配档案更新及基因交换对多目标离散粒子群优化算法进行改进使其适用于大规模动态船队规划,最后通过实例验证该方法的可行性并得到了相应的船队规划结论.     

Research on Multi-Objective Real-Time Optimization of Automatic Train Operation (ATO) in Urban Rail Transit

The determination and optimization of Automatic Train Operation (ATO) control strategy is one of the most critical technologies for urban rail train operation. The practical ATO optimal control strategy must consider many goals of the train operation, such as safety, accuracy, comfort, energy saving and so on. This paper designs a set of efficient and universal multi-objective control strategy. Firstly, based on the analysis of urban rail transit and its operating environment, the multi-objective optimization model considering all the indexes of train operation is established by using multi-objective optimization theory. Secondly, Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) is used to solve the model, and the optimal speed curve of train running is generated. Finally, the intelligent controller is designed by the combination of fuzzy controller algorithm and the predictive control algorithm, which can control and optimize the train operation in real time. Then the robustness of the control system can ensure and the requirements for multi-objective in train operation can be satisfied.     

基于路段检测器布局的短期交通流预测模型

通过分析路段上各点以及交叉口之间交通流的内在联系,利用连续性和相关性原理,建立基于检测器布局的短期交通流预测模型.探讨了检测器布局的一般方法,阐述了布局位置对交通流预测结果的影响.根据路段上游、下游2点的检测器数据可建双点预测模型,能用于隧道、桥梁等特殊路段的短期交通流预测.根据路网上多个检测点的数据,可建立多点预测模型,各检测点的权重用F-AHP法确定,模型系数矩阵用最小二乘法标定.以重庆市某路段的交通量预测为例,分别用双点预测法和多点预测法进行了预测,并对预测效果进行了分析和比较.     

基于广义矩方法的多目标网络优化模型实证检验

多目标稳定性网络优化模型是多目标优化模型的改进,文中以南昌市2000~2006年机动车辆管理处累计的历史数据为例,采用广义矩估计方法对所提出的多目标稳定性网络优化模型进行了实证检验.结果表明,改进后的优化模型比传统网络优化模型对网络优化的结果有相当程度的改善,采用多目标稳定性网络优化模型优化现实交通网络具有相当的适应性和稳定性.     

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为了研究道路客运站场规划的站场选址优化,提出了一种基于多目标优化的道路客运站场选址方法。首先,将道路客运站场规划区域的道路网简化为有向赋权图,使选址优化问题转化为0-1规划问题;然后,以道路客运站场的建设投资、网络总运输成本以及乘客的总出行距离为优化目标,同时把道路客运的实际条件转化为优化目标的约束条件;最后,利用基于目标值排序组合选择的多目标遗传算法求解模型的Pareto最优解集合,并通过客运站场选址优化算例阐述了模型的求解过程。     

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在分析了基于城市交通信息港的出行前最优路径选择问题的多目标属性的基础上，建立了出行前最优路径选择的多目标规划模型，模型所求得的解是综合最优路径，反映了城市交通出行者信息以及目标需求多样性的特点.设计了基于线性加权法的模型求解算法.通过算例初步验证了模型的合理性和有效性.     

基于多目标优化的航空器离场时隙控制方法

为了兼顾效率性和公平性,合理利用时隙资源,进行航空器离场时隙分配,根据机场管制运行部门和航空公司的决策目标,以航班正点率、旅客延误时间、延误成本、基尼系数等目标的不同组合为优化目标,建立了3组多目标优化模型.针对机场管制中航空器放行的应用背景,采用改进的人工鱼群算法求解模型.算例仿真结果表明:以航班延误成本和航班正点率为优化目标时,得到2个Pareto解集,与RBS(ration-by-schedule)分配算法相比,航班延误成本减少了52.9%和48.6%,航班正点率提高了62.5%和75.0%;以航班延误成本和旅客延误时间为优化目标时,得到1个可行解,与RBS分配算法相比,航班延误成本和旅客延误时间分别减少了52.9%和37.5%;以公平性和效率性为目标时,随着公平性的增强,效率性减弱.本文的多目标离场时隙控制方法,弥补了现有方法只考虑效率性的缺陷,为管制员提供了更多可供选择的决策方案.     

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从车辆装载（VFP）和车辆线路（VRP）联合优化多目标问题出发,对供应链中物流配送优化模型和多目标混合遗传算法进行了重点分析。综合应用基于RFID的货物远距离识别、自动存储和提取、计算机网络通讯技术以及智能控制等技术,开发了仓储物流中心管理系统。应用该系统可实现对货物的进出库及库存的管理与控制,从而提高物流的作业效率,节约物流配送成本。     

多目标决策问题的模糊数学解法

针对多目标决策问题，在已知目标权重范围的前提下，应用模糊数学理论提出了一种求解多目标决策问题的客观赋权的模糊算法，把多目标决策问题转化为单目标规划问题进行求解，并通过实例说明了此方法的具体应用．最后进行了理论分析，论证了该算法的先进性与有效性。