基于鲁棒性的竞争环境下枢纽航线网络优化设计

针对当前航空运输网络的逐步复杂化,通过对枢纽机场选址模式的分析,研究 竞争环境下枢纽航线网络设计方案.首先,在一定的航线网络基础上,定义了旅客效用函 数及捕获能力函数.然后在原有枢纽的基础上,以从竞争者那里获得的最大捕获流为目 标,选址新的枢纽,建立竞争环境下枢纽逐步选择模型,并且设计了求解模型的高效算法. 最后,通过随机产生的案例应用模型,分析模型中各参数变动的情形下,所得枢纽解的情 况;同时,通过枢纽解对计划延误时间的敏感性分析,验证最优枢纽解的稳定性,进而验 证模型的有效性.该模型可为航空公司的航线规划人员提供依据.     

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采用复杂网络理论中的点度中心度、中间中心度、接近中心度等3个关键指标,结合航空货物运输数据,用SPSS对我国航空货运网络进行系统聚类,从城市、区域和航线等角度对货运网络进行层级分析.研究表明：我国航空货运网络分布不均衡,具有明显的枢纽层级城市、区域层级城市、中级层级城市和边缘层级城市等4个层级结构;绝大部分航空货运量、航线、起降架次等集中在少数枢纽层级城市和区域层级城市,其他层级城市则依赖这2类城市进行货物运输中转.亟须合理安排新增航线和新增通航城市以解决航空货运枢纽城市后劲不足等问题.     

枢纽小运转列车运行组织的网络流优化模型

在分析枢纽小运转列车运行组织的基础上,根据网络流模型的基本性质,提出了枢纽小运转列车运行组织网络流优化模型的构造方法,通过点变换、弧变换、点弧变换可将枢纽小运转列车运行组织问题归结为网络 优化问题,并给出了求解枢纽小运转列车运行组织网络模型的一般步骤,为解决枢纽小运转列车运行组织问题提供了一种方法。     

“十五“期内民航将有大发展

1、据中国民航总局刘剑锋局长透露,我国民航在“十五“期内将获得更大发展. 　　第一,实施航空枢纽工程,重新构筑国内航线网络,初步形成枢纽、干线、支线布局合理,规模适度,轮辐式航线与城市对发式航线并存互补的航空运输格局.适当新辟西部地区支线航线和东西间航线.大力发展支线航空和航空运输.与此同时,要大力发展国际航空,搞好国际与国内航线的衔接,并根据市场需求适时新增通航点.……     

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。     

世界集装箱海运网络社团结构研究

从复杂网络的角度,探讨世界集装箱海运网络的结构特性,并提出了海运区块划分的新视角. 根据最新数据,验证海运网络的小世界和无标度特征. 基于模块度理论及分辨率理念,将网络进一步细分形成特征各异的三大海运区域和八大区块. 研究结论为：世界集装箱海运网络度分布符合幂为-8.96 的幂律分布;海运网络分布受海峡、运河等自然地理空间限制,具有显著的地理特征;各海运区块活跃程度不一,可以用航线密度为基础的加权平均度变化衡量;海运区块同样具有小世界和无标度特性,且不受网络规模影响;区域枢纽港的聚类系数普遍趋近0.2,为识别大型中转枢纽港提供依据.     

世界集装箱海运网络社团结构研究

从复杂网络的角度,探讨世界集装箱海运网络的结构特性,并提出了海运区块划分的新视角. 根据最新数据,验证海运网络的小世界和无标度特征. 基于模块度理论及分辨率理念,将网络进一步细分形成特征各异的三大海运区域和八大区块. 研究结论为：世界集装箱海运网络度分布符合幂为-8.96 的幂律分布;海运网络分布受海峡、运河等自然地理空间限制,具有显著的地理特征;各海运区块活跃程度不一,可以用航线密度为基础的加权平均度变化衡量;海运区块同样具有小世界和无标度特性,且不受网络规模影响;区域枢纽港的聚类系数普遍趋近0.2,为识别大型中转枢纽港提供依据.     

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。     

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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.     

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枢纽航线网络在设计的过程中,容易受到需求和成本数据发生变化带来的影响。往往造成构建出来的最优网络,在需求发生变化的条件下,与实际对应的最优解存在较大的最低成本优化偏差。为了降低这种网络优化中的不确定性带来的风险,得到在多种可能的需求和成本条件下均可获得较好效果的鲁棒最优解,文中采用了一个多目标优化的遗传算法进行研究。首先将各种不同的需求和成本条件作为需要同时优化的多个目标函数,然后采用一个遗传算法来表示所有可能的枢纽航线网路结构,并搜索多目标优化的鲁棒最优网络解。最后本文对该搜索算法的收敛性进行了证明,数值实验结果表明了算法的有效性。     

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经过长期的交通基础设施建设和机动化发展，北京市道路网络已经形成并且道路网络系统的供给能力和服务需求日渐趋近，路网供需之间的平衡变得脆弱，路网的交通拥堵更加容易发生，偶然事件对整体网络的破坏性影响越来越大。路网可靠性评相对传统评价指标，它能够另一个侧面反映路网运行的波动性，评估路网承受扰动的能力。出租车是北京道路交通系统的重要组成部分，其运行状态对北京市道路网络整体的状态具有较好的代表性。本文以出租车车载智能卡采集的载客行程时间数据为基础，研究提出新的单位距离行程时间可靠性评价指标和方法，并使用该指标和方法对北京市路网的可靠性水平进行实例评价。     

Robust Optimization of Hub-and-Spoke Airline Network Design Based on Multi-Objective Genetic Algorithm

In the process of designing hub network, the selection of hub airports is influenced by the change of the demand and cost. Under the condition of changing in demand, this may lead to large minimum cost deviation between the designed optimal network and real optimal network, respectively. To reduce the risk caused by the uncertainty in network optimization and get the optimal robust solution of hub network under the multi-possible conditions of demand and cost, a method based on multi-objective optimization genetic algorithm is proposed in this paper. The convergence of the algorithm has been proved, and the experimental results demonstrate the availability of the algorithm. First, multiple objective functions needing to be optimized simultaneously are formulated from different conditions of needs and cost, then a genetic algorithm is used to provide all possible routes of the network hub structure, and robust optimal network solution for multi-objective optimization is searched. The convergence of the search algorithms is proved to be effective by the numerical results.     

城市轨道交通网络化客流特征及成长规律——基于京沪穗深城市轨道交通网络客流数据分析

中国各大城市轨道交通将陆续进入网络化运营阶段,然而对于网络化进程中客流特征及成长规律尚缺乏深入细致的分析与研究。对北京、上海、广州、深圳4个城市轨道交通网络化进程中的客流特征及成长规律进行系统总结,涉及客运量及客运强度、断面客流量分布、线网换乘系数、乘距与运距、客流时间分布等。同时,针对轨道交通沿线土地利用、线网规模、服务水平、票制票价等影响客流特征变化的主要因素进行分析。在此基础上,对当前中国城市轨道交通规划、建设、运营组织的若干关键问题提出建议。     

考虑行程时间可靠性的城市冷链末端配送站选址研究

城市冷链“最后一公里”的配送时效性对冷链产品货损率和客户满意度影响很大，因此提升城市冷链末端配送时效性具有重要意义. 恶劣的城市交通环境及高度分散的客户常导致配送时效性难以提升. 从行程时间可靠性角度出发，基于复杂网络理论提出一种城市冷链末端配送站选址方法. 先利用复杂网络理论构建城市冷链末端需求点网络模型，充分考虑行程时间可靠性；再利用社团检测方法，对冷链末端客户进行阶段性聚类；然后，利用度中心性和强度中心性进行选址决策；最后，对选址方案进行配送时效性评估. 通过模拟构建城市冷链末端物流需求点网络并进行选址决策，表明所提方法准确有效，能充分保证配送时效性.     

考虑距离影响的公交网络敏感度

为更加准确地分析公交网络的性能状况,考虑了距离对于出行者感知费用的放大作用,提出了一种广义出行费用函数对公交网络敏感度进行了分析.首先,分析了距离的影响作用,建立了一个公交网络模型,并通过超路径理论解释了公交共线问题和乘客的选择行为.其次,在均衡配流的公交网络基础上,根据变分不等式的扰动问题,构建了考虑距离因素的公交网...     

考虑行程时间可靠性的城市冷链末端配送站选址研究

城市冷链“最后一公里”的配送时效性对冷链产品货损率和客户满意度影响很大，因此提升城市冷链末端配送时效性具有重要意义. 恶劣的城市交通环境及高度分散的客户常导致配送时效性难以提升. 从行程时间可靠性角度出发，基于复杂网络理论提出一种城市冷链末端配送站选址方法. 先利用复杂网络理论构建城市冷链末端需求点网络模型，充分考虑行程时间可靠性；再利用社团检测方法，对冷链末端客户进行阶段性聚类；然后，利用度中心性和强度中心性进行选址决策；最后，对选址方案进行配送时效性评估. 通过模拟构建城市冷链末端物流需求点网络并进行选址决策，表明所提方法准确有效，能充分保证配送时效性.     

应用网络流模型解决航班衔接问题

针对单枢纽机场航线结构的特点，以所需飞机数最少为目标，提出了一种描述航班衔接问题的图论模型及优化算法。首先将航班衔接问题转化为航班节的衔接问题，并建立一个描述航班节衔接问题的二部图，将航班衔接问题转化为二部图的最大匹配问题，然后由二部图生成一个具有单源汇网络特征的辅助图，利用Ford-Fulkerson算法求该网络的最大流，进而得到二部图的最大匹配，从而得到了一个需用飞机数最少的航班节衔接方案，为利用计算机自动编制并优化航班衔接方案提供了一种可行方法。并且通过调整过站时间上限，可以得出不同的航班衔接方案，为制订生产计划提供了必要的灵活性。     

城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法

为提高城市快速路网的整体功能和运行效益,利用实时动态交通数据,根据动态交通因素对路段通行时间的影响,将城市快速路网划分为非拥塞和拥塞两种情况,基于安全停车距离和剩余通行能力,分别计算了两种情况的路段通行时间,提出了以行程时间最短为目标的城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法.将该算法应用于西安城市快速路网进行案例分析,结果表明:该算法的最优路径计算结果与实际相符,误差在15%以内;最优路径的距离约为最短路径的1.84倍.      

基于复杂网络的高速铁路运输服务网络重构模型

运用复杂网络理论,基于L空间构建了以列车数量、运行时间为权重的高速铁路运输服务网络(该网络中包括525个车站、2 666列列车).在此基础上,利用度、强度、介数等复杂网络评价指标对两种网络进行对比分析,明确两种网络的不同运输意义,节点在两种网络中的不同作用.然后,充分考虑高速铁路路网乘客出行特征,以城市枢纽为研究重点、以运行时间为权重重构我国高速铁路运输服务网络,对比重构前后复杂网络指标值的变化,重点分析网络重构前后的网络特征、典型枢纽的变化.最后,基于分析结果为城市枢纽的客运换乘组织和车站分工提出参考方案.