震后区域路网运输优化调度模型

震后区域路网由于受众多随机事件影响,路段通行能力下降,从而导致行程时间波动性增加.建立了以运量方差积最小为优化目标,从交通流合理分配的角度出发的无差别和考虑运输任务差别的交通流运输网络优化调度模型,用二次加权平均算法求解模型.通过对模拟仿真网络的计算结果表明,该模型能较好解决震后运输网络交通流分配问题.     

高速铁路网络化客流分配方法

为了充分反映旅客在高速铁路网络化运营环境中的出行选择行为,以旅客中转换乘为重点环节展开高速铁路网络化客流分配方法研究.首先,围绕旅客在高铁网络中的中转换乘环节刻画旅客在网络中的出行过程,提出符合旅客网络出行特征的运输网络构建方法.其次,分析构建的运输网络中不同节点、不同弧段对旅客出行的意义,确定不同弧段的出行费用及能力约束,并构建整数网络化客流分配模型.最后,选取宝兰高铁、京广高铁等多条高铁构成的存在环状结构的网络实例研究验证模型的有效性,通过求解可得到客流完整的路径,打破以直达为导向的客流分配模式,实现网络中客流的均衡分配,更能全面反映客流在枢纽的换乘选择结果.     

基于Ⅱ阶段法的应急物资运输路径选择

将应急物资运输划分为以救助生命为主要任务的Ⅰ阶段和以安置灾民为主要任务的Ⅱ阶段,Ⅰ阶段应急物资运输以时间最短且运量最大为目标,Ⅱ阶段应急物资运输以成本最小且运量最大为目标.同时,构建多式联运运输网络,以多出救点-单受灾点的问题为背景,考虑运输方式的多样性,建立应急物资两阶段多目标调度模型,结合实例设计Dijkstra算法分别求解,验证上述模型的有效性.     

考虑碳税成本的综合运输网络货流分配优化

为推进煤炭等大宗货物运输“公转铁”,从运输参与方（托运人、承运人和政府）角度出发,研究综合运输网络下货流分配的优化问题。综合考虑运输费用、运输效率、碳排放量3方面因素,建立综合运输网络货流分配的线性优化模型,研究公铁运量目标比值和碳排放空间目标值等政策引导约束对货流分配的影响。算例结果表明：公铁运量目标比值变化能直接影响各路径货流分配量,同时显著影响碳排放量;碳排放空间目标值降低到82.152万t以下可提高铁路运输占比,但由于运输效率成本增加较快导致运输总成本增加,为保证运输总成本较低并尽可能减少碳排放量,需对二者进行权衡。     

基于点线能力约束的多层级节点协同布局优化模型及算法研究

多层级物流节点布局对物流系统的降本增效具有重要作用. 提出物流网络简化处理策略,结合实际物理网络结构,以最短路径、共同弧段及通道运能三要素为重点构建了多层级物流节点的网络拓扑;在此基础上,结合不同层级物流节点的最大服务半径、服务能力及成本等属性,系统性考虑节点及通道运能,构建基于点线能力约束的多层级节点协同布局优化模型;结合模型决策变量特点,利用改进的和声搜索算法进行求解. 采用实际案例进行测试和应用,进行相应情景分析. 结果表明,模型及算法具有良好的适应性,为实际多层级物流节点选址提供一定决策依据.     

换乘约束下城市多方式交通分配模型与算法

基于超网络理论构建了可换乘条件下城市多方式交通系统的超网络模型,同时基于所建超网络,在考虑出行者的换乘规律和换乘行为等因素下,定义了可行超路径.将超网络的路段划分为行驶路段、换乘路段、上网路段和下网路段等4类,考虑出行时间、货币费用及舒适度感受3种因素,建立各类路段的广义费用函数及超路径广义费用函数.基于超路径费用,定义了有效超路径.在此基础上,提出城市多方式交通系统的随机平衡分配模型,并且提出了换乘约束下有效超路径和最短可行超路径的搜索算法.最后,通过一个数值算例说明所提出方法的可行性和有效性.     

基于禁忌搜索算法的改进有向赋权网络最短路径算法

在网络优化中,路由器的网络计算能力提升可以很大程度地减少网络请求的响应时间。在传统的有向赋权最短路径求解过程中,Dijkstra算法仍存在慢收敛问题。建立一个具体的网络拓扑结构问题模型,并利用禁忌搜索算法框架,对禁忌搜索算法的常用参数进行设置,对多个实例拓扑网络结构编程求解,经多组数据测试和分析,证明该方法能适应多条路径选择,算法可行并有效。     

基于多中心车辆路径问题的收益分配优化研究

针对多中心车辆路径优化过程中配送中心间合作收益分配不均衡的问题,引进物流服务提供商作为协调者促成配送中心间形成合作联盟.首先,以多中心共同配送总成本最少为目标建立数学模型;其次,应用客户点聚类方法形成初始线路,并设计了GA-PSO混合算法进行线路优化;然后,运用MCRS(Minimum Cost-Remaining Saving)法、Shapley法、比例最小核心法、弱最小核心法和最小核心法分别求解多中心收益分配模型,并应用联盟稳定性方法选择最优收益分配策略;最后,应用严格单调路径方法,以物流服务提供商收益最大化为目标,研究联盟合作序列形成过程和多个联盟的存在形式,并进行了实例验证.结果表明,本文方法有利于促进配送中心间形成联盟,并可应用到以多中心车辆路径优化为基础的物流运输网络合作联盟形成、拆分及网络优化的过程中.     

危险品运输路径多准则优化模型及求解算法

针对多种类型的危险品在有风险控制的路网内运输问题,考虑不同运输决策 者的路径选择需求,建立风险约束下的多准则路径优化模型.根据路段/路径的风险阈值, 以及各类危险品产生的风险测度,设计了一种双向拓扑搜索算法,通过删除原路网中非 可行路段和非可用节点,生成不同类别危险品的剩余运输网络.利用改进的标号算法,在 剩余网络中搜索不同准则下的最优路径,生成非支配路径集合.给出了不同路径之间关键 路段的调整策略,并分析了获取非支配路径集合的计算时间复杂度.最后,通过算例验证 了模型和算法的有效性.     

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煤炭运输网络是包括铁路、公路、水路运输等多种方式的复杂网络,处于动态、开放的环境中并受各种不确定因素影响.为了更好地测度煤炭运输网络抵御破坏的能力,提高煤炭运输网络的结构鲁棒性,本文基于煤炭运输网络特性,在分析影响结构鲁棒性的内部和外部因素的基础上,定义了煤炭运输网络的结构鲁棒性,建立了煤炭运输网络结构鲁棒性评价指标体系,并以山西煤炭运输网络为算例进行仿真分析.结果表明,煤炭运输网络对于边随机破坏和按照度攻击,表现出较好的里程可达鲁棒性和效能鲁棒性;随机攻击节点和按照度攻击节点时,网络的结构熵鲁棒性变化不明显;对网络进行攻击的同时以一定的概率修复网络,网络呈现出较好的恢复鲁棒性.     

不同市场机制下多种交通方式定价模型研究

停车费和公交票价是平衡交通方式分担的有效交通需求管理措施. 在分析私家车和公交车两种交通方式并存的路网中出行者的旅行选择均衡行为的基础上,建立了路段及停车设施能力约束下等价的网络均衡模型. 然后,给出了不同市场经营机制下多种交通方式的定价模型,其中市场机制包括垄断、寡头竞争和社会最优. 模型考虑了停车费和公交票价定价策略对出行者交通方式和路径选择行为的影响以及出行需求弹性. 最后,给出一算例说明文中所提出模型的应用,并解释了不同市场机制下解的经济含义.     

危险品运输关联网络级联失效建模及耦合特性

为研究危险品运输关联网络级联失效机理及耦合特性,在提出一个包含物理网络、服务网络和关联边的危险品运输关联网络模型的基础上,通过构建危险品运输关联网络级联失效模型,利用基于节点度的级联失效平均规模作为网络抗毁性评估测度,基于此对比研究了危险品运输网络关联网络级联失效机理及耦合特性.仿真结果表明：危险品运输物理网络和服务网络间关联边的“传导”特性并不相同,相同失效节点数目下,物理网络的级联失效节点数总大于服务网络,通过改变网络模型参数可提升关联网络抗毁性,且提升服务网络的参数比提升物理网络见效更快.上述结论对危险品运输关联网络的风险识别和应急管理具有一定的理论指导意义.     

区域货物综合运输网络容量可靠性分析

在剖析区域货物综合运输系统构成情况的基础上,将影响网络容量可靠性的诸多要素分类,提出了综合运输系统即为复杂的COVIE系统这一概念.同时以综合货运网络描述模型为依托,采用较为成熟的网络保留容量概念,从COVIE系统的五个组成部分与货运网络容量的供给、需求和可靠性的关系出发,构建综合货运网络的可靠性分析框架及模型,有助于分析供给、需求的变动引起货运系统可靠性的变动,从而为相关部门的规划、建设、运营和组织管理等提供决策依据和技术支撑.     

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.     

多模式复合交通网脆弱性测度

构建了多模式复合交通网络拓扑模型；在传统测度指标的基础上，从各交通方式的差异性、资源公平性和网络可达性相结合的新视角提出了适用于多模式复合交通网的脆弱性测度，分别为子网敏感度、站点分布均衡度和可达指数；选取3种不同攻击策略进行Python仿真，以特点鲜明的东南沿海发达地区和西南边境山区的实际综合交通网为例，对比分析了网络结构脆弱性的差异性和共同点，多重验证了指标的有效性、稳定性和适用性。研究结果表明：浙江省和云南省多模式复合交通网络均符合小世界网络特性，能够使各交通方式间优势互补，降低网络脆弱性；在3组贡献度参数取值下，无论采取何种攻击策略，当失效节点数量相同时，浙江省子网敏感度从大到小总体趋势为公路网、水运网、铁路网，云南省子网敏感度从大到小总体趋势为航空网、公路网、铁路网；浙江省和云南省的公路网站点分布的基尼系数分别为0.196和0.086,均为分布绝对平均，铁路网站点分布的基尼系数分别为0.559和0.702,均为分布差距悬殊，云南省机场分布的基尼系数为0.363,分布相对合理，浙江省水运网港口分布的基尼系数为0.672,分布差距悬殊，说明需要进一步完善铁路网、水运网和航空网的布...     

综合交通系统“多网合一”交通分析模型与算法

为解决综合交通体系中不同交通方式各自为政、条块分割的问题，研究了综合交通体系融合发展中缺乏一体化交通分析技术的瓶颈，提出了以交通枢纽为关键，覆盖铁路、公路、水运、航空、管道以及城市道路的“多网合一”的物理网络与虚拟网络拓扑结构模型; 构建了服务各交通运输方式、结果量化可比的交通阻抗函数模型与优势运输距离模型; 研发了异质交通网络环境下的一体化交通分配模型与算法，提出了综合交通系统客运组合出行与货运多式联运的交通量分析方法，形成了服务于综合交通系统一体化融合发展的交通分析模型与技术体系; 通过完全自主的“交运之星——TranStar”综合交通版交通仿真分析软件，搭建了综合交通系统虚拟仿真平台，实现了对大规模综合交通网络规划建设与运行管理的快速响应，并验证了分析模型与算法的可行性。研究结果表明:相比传统分析方法，提出的交通分析模型与算法可满足“多网合一”条件下综合交通系统的各类分析需求; 利用提出的交通分析模型与算法对综合交通网络的交通流量进行分析，相对误差不超过3%，平均误差不超过2%，分析结果精度高，满足工程实践要求。      

中国煤炭运输网络空间演化

为了研究中国煤炭运输网络的演变规律和内在作用机制, 借鉴复杂网络的建模思想, 提出了综合煤炭价格成本和运输成本选择机制的煤炭运输网络演化模型, 并通过调节模型参数, 分析了其对网络特性的影响; 为反映煤炭价格动态波动对节点选择的影响, 构建了服务于演化模型的煤炭价格波动函数; 采用1998年中国煤炭运输数据进行仿真计算, 并将仿真结果与2016年中国煤炭运输网络特性进行对比, 以验证提出的煤炭运输网络演化模型的合理性。研究结果表明: 节点强度比节点度更适合用于分析中国煤炭运输网络特性; 中国煤炭运输网络为异配网络, 移走少数高强度节点会严重影响网络的连通性, 增加煤炭运输进口节点会减小移走少数高强度节点对网络的影响; 增加煤炭运输出口节点能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 能大大提高山东、辽宁等地区的港口潜力, 带动地区经济发展; 增加煤炭运输进口节点会使中国东南部沿海地区和中部地区成为关键节点, 也能提高中国煤炭运输网络的可靠性, 但网络抗毁性会减弱, 网络中关键节点与非关键节点连接的倾向性会逐渐减弱, 网络的传递性和紧密程度表现为先升高后降低的趋势。可见, 在增加煤炭运输进出口节点的同时, 应加强对煤炭运输网络的整体规划和对枢纽地区的建设和管理, 合理引导煤炭运输资源配置, 以提高中国煤炭运输网络的整体性能。      

基于整体规划框架的区域综合货运规划建模方法研究

区域一体化快速发展背景下，如何系统谋划区域综合交通运输规划，使经济、土地/空间及交通与环境协调发展，是实现区域可持续发展亟需深入研究的课题。因此，本文统筹考虑经济、 土地/空间及交通和环境要素的动态交互关系，提出大区域综合货运整体规划模型的设计与开发方法。利用PECAS(Production, Exchange and Consumption Allocation System)理论框架分析生产者、消费者、交换商品、土地(空间)和运输方式之间的交互关系，并通过PECAS的集计经济流表设计模型结构，构建相应的宏观经济预测、社会经济活动空间分配、空间开发以及交通运输需求预测这4个模块，模拟区域社会经济活动增长及其空间分布与土地/空间开发及综合交通需求时变等特征之间的互动耦合关系。在社会经济发展目标、土地空间和环境等约束条件下，通过构建空间经济模型和综合交通一体化网络分配模型，实现面向多货品和多方式的综合货运整体规划建模方法，以辅助区域产业布局、土地利用与综合交通系统的整体规划。本文以长江经济带为研究案例，基于相关数据构建相应的大区域综合货运整体规划模型，分析评估2012—2035年模型预测结果。结果显示，预测得到的综合交通年平均日货运量拟合优度超过85%，分担率误差低于1%， 验证了本文建模方法的有效性。     

基于网络交通分配方法族谱的交通分配 一体化技术与工程应用

为满足交通规划、建设与管理等应用场景对交通分配多样化的需求，结合目前交通分配方 法族谱中的众多模型与方法，本文构建能够满足族谱中所有交通分配特征的一体化交通分配技 术框架，提出交通网络交通分配一体化技术体系，并将该体系嵌入交通分析平台软件“交运之星- TranStar”中。该技术体系包括：“模型关键参数”“交通阻抗函数”“交通网络交通分配基础模型与 快速算法”3部分模块组合的分析模型一体化；面向步行、自行车、机动车及公共交通等多模式交 通网络的分析对象一体化；针对城市土地开发，交通网络建设，交通管理控制，公共交通系统，以 及交通政策制定等应用场景一体化。选取南京市道路网络和公交网络进行实证分析。结果表 明，本文提出的交通分配一体化技术具有处理超万节点多模式交通网络的能力，对各类交通模 式、典型业务场景的分析结果可为城市交通系统规划、建设与管理提供决策支持。     

基于时空等待特征系数的大型活动出行规划研究

高效、合理的综合交通路径规划是成功举办大型活动的前提之一.本文针对观众群体参与大型活动的出行路径规划问题,引入乘客出行偏好,转换为时空等待优化问题,再根据大型活动中乘客通过多模式公共交通出行特点,构建多维时间-空间-交通方式网络,以乘客出行时间总成本最小为目标建立整数线性规划模型.为提高模型的求解效率与质量,提出一种基...