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地铁运输系统是城市公共系统中最大的耗能系统,列车节能运行具有重要的意义. 结合地铁列车运行特点与机车操纵规则,提出了在起伏坡道与定时约束条件下地铁列车节能运行的两阶段优化方法. 第一阶段,建立了寻求站间最佳惰行控制次数及惰行控制点的优化模型;第二阶段,建立了合理分配各个站间区间列车运行时间的优化模型. 设计了基于遗传算法的优化模型求解算法. 与既有方法相比,在运行时分相同条件下,经过两阶段优化后,列车运行能耗下降了19.06%,列车运行恢复正点的能力也得到了提高.     

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目前中国城市道路交通控制系统基本上是引用SCOOT、SCAT等国外开发的系统，这些系统皆是建立在机动车为主的道路交通条件基础之上的被动型控制系统。实践证明：这些系统不仅不适应中国的混合道路交通情况，在连续流与间断流的协调控制、公共汽车交通优先控制方面也存在问题，更难以适应于中国城市发展智能交通系统（ITS）的需要。本文是国家重点基础研究规划（973）子项目“城市交通监控与管理系统”的研究成果之一，针对中国城市道路交通的特点及以往交通控制系统的问题和未来发展的需要，提出了适用于中国城市的实时自适应控制与管理系统。     

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目前中国城市道路交通控制系统基本上是引用SCOOT、SCAT等国外开发的系统，这些系统皆是建立在机动车为主的道路交通条件基础之上的被动型控制系统。实践证明：这些系统不仅不适应中国的混合道路交通情况，在连续流与间断流的协调控制、公共汽车交通优先控制方面也存在问题，更难以适应于中国城市发展智能交通系统（ITS）的学姚。本文是国家重点基础研究规划（973）子项目“城市交通监控与管理系统”的研究成果之一，针对中国城市道路交通的特点及以往交通控制系统的问题和未来发展的需要，提出了适用于中国城市的实时自适应控制与管理系统     

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随着信息技术,特别是SOA技术、虚拟化技术、组态技术、工作流技术、数据挖掘技术等集成创新技术的发展,为建立一个覆盖列车和地面的完整的列车客运服务系统提供了崭新的思路. 本文研究提出了基于SOA与上述技术的覆盖列车和地面客运业务的列车客运服务系统总体框架,设计了系统服务模型、企业服务总线、信息集成共享平台及公共数据交换方案,并对一些关键技术应用进行了探讨. 该系统具有灵活扩展、数据充分共享、资源充分利用的特点,可以满足客运业务管理和列车旅客服务的全面要求.     

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公路超限运输危害巨大,为有效治超,深入分析超限车辆的出行选择行为.超限车辆为实现运输效益最大化,将对其超限程度、出行线路等做出一系列出行选择,不同的出行选择决策决定超限车辆的出行成本和出行收益大小.在公路超限车辆出行选择决策行为和出行效用分析的基础上,建立超限车辆出行超限程度与出行线路这种存在层次关系决策行为的巢式Logit逻辑决策模型.从概率角度用定量方法分析超限车辆出行个体的出行选择行为,为公路超限运输的治理工作提供科学指导,同时也将为超限车辆补偿费率制定提供理论支持.     

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在对干道车流运行特性进行深入研究的基础上，采用差分近似代替微分的方式对传统的交通流流体动力学理论进行了改进;并且用准冲击波分析方法对干道行程时间和干道行程车速进行了模拟和预测研究，以满足快速预浏的要求，为城市干道交通流的科学管理和控制提供了一种分析工具.     

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以往我国道路交通安全问题研究多以单因素和特定环境、场景安全为主,缺乏整体路网环境下的预先安全管理研究,本文针对当前我国区域路网交通安全特点和网络化管理需求,应用风险管理理论,提出包含风险辨识、风险评估、风险控制三个主要过程的区域路网交通安全风险分析框架,研究并指出区域路网环境下交通安全风险分析及管理的关键环节及重点,从宏观政策、技术改进和组织协调机制等方面提出降低区域路网交通安全风险的管控策略,将对交通安全的事后管理变为预先监管,提高政府对路网交通安全监管的水平和技术手段．     

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从道路交通分析的角度,对国外道路交通应急区域疏散研究过程中所涉及的区域疏散建模思想、区域疏散交通需求预测方法、区域疏散交通管理与控制策略和已开发的区域疏散规划模型与仿真软件进行系统的综述。进而评述了以往相关研究在区域疏散建模过程中的各种不足,并结合各种区域疏散交通管理与控制措施,提出了构建区域疏散集成交通建模框架的思想,旨在为我国道路交通应急区域疏散交通规划、区域疏散交通预案制定等提供有价值的建议和参考。     

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无论是经典还是现代控制理论,大多是建立在线性系统基础上,目前对非线性系统还没有比较成熟的理论.常规PID控制在对象变化时,控制器的参数不能自动修改适应.将模糊控制与PID控制相结合,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定,设计了一种模糊自适应PID控制器.在分析汽车模型的基础上,采用PID控制、模糊自适应PID控制两种方法,联合Simulink软件分别对汽车的防抱死制动系统（ABS）进行刹车运动仿真研究,极大地提高了模糊控制方法和PID控制算法的应用性能.结果表明,模糊自适应PID控制方法可以达到更好的制动效果,提高了系统的动态性能和安全性能.     

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综合考虑托运人面对集卡运输服务和货运代理报价两大顾客选择因素,构建由多个竞争性集卡运营商和一个货运代理商组成的集装箱道路运输市场竞争模型,通过逆向归纳法求解博弈均衡并以上海港进行算例分析.研究发现:若集卡运营商采取提供增值服务策略,则一方面由于承担了增值服务所需成本而导致集卡运营商利润下降;另一方面,集装箱道路运输市场需求的满足程度不断提高,集卡运营商和货运代理商的整体利润也呈现增加趋势.因此,通过对集装箱运输链建立合理的利益分配机制,就能激励集卡运营商主动提供增值服务,从而改变当前集装箱道路运输市场在基本运输服务方面进行恶性价格竞争的局面,实现集卡运营商和集装箱运输链的健康发展.     

基于自适应迭代学习控制的列车自动驾驶算法

针对高速列车自动驾驶系统受到时变外部扰动和受限状态的情况,提出一种基于迭代学习控制的自适应控制算法. 基于Lyapunov 函数,利用列车运行过程中的状态偏差,推导出自适应迭代学习控制律和参数学习更新律. 构造类Lyapunov 函数的复合能量函数,通过迭代域的差分,证明其差分负定性和收敛性. 采用所提控制算法对列车跟踪性能进行计算机仿真和实例仿真验证,结果表明,所提出的自适应迭代学习控制算法对列车期望曲线跟踪具有较高的精度和较快的收敛速度,能够在较短的迭代次数实现对期望曲线的精确跟踪.     

基于换乘运力协调的地铁列车运行调整策略

为了应对城市轨道交通网络化条件下的延误影响,提出基于线路间换乘运力协调的列车运行调整策略.通过上海轨道交通系统的多源运营大数据分析,得到运行延误对相邻线路列车间衔接关系和换乘站客流组成的影响规律,提出衔接调整策略和分流调整策略.结合相邻线路连接关系,考虑客流需求和站台能力约束,给出换乘运力协调方案的求解算法,并分析策略适用情况.实例验证结果表明,线间协调调整策略能够有效降低延误影响,优于传统的延误本线疏解方案,可为网络化运营条件下的延误管理提供解决方案.     

融入偏好信息的列车运行过程多目标优化算法

列车运行过程优化是一个多目标、大滞后、非线性的极其复杂的优化问题.为了更好地解决上述问题,以列车能耗、舒适性、停靠准确性和运行时间为控制目标,以列车运动动力学方程为约束,建立了列车运行过程的多目标优化模型,提出了一种融入偏好信息的列车运行过程多目标遗传粒子群算法.提出的改进策略具有以下优点,在融入偏好信息的基础上通过控制粒子群中个体在解空间的分布能够更好地保持粒子群多样性,从而在进化过程中具有更明显的全局收敛的指向作用.仿真得到的速度距离曲线表明,在列车及其运行线路相同的情况下,本文所提出的算法性能较佳、寻优结果较好.     

基于DEA的城际铁路列车开行方案评价

旅客列车开行方案评价是优化开行方案的重要手段之一。通过分析我国城际铁路运营特征,建立起城际铁路开行方案指标体系,结合DEA方法的特征对城际铁路列车开行方案评价可行性进行了分析,应用DEA方法中的C2R和BC2模型,对沪宁城际高速铁路列车开行方案的整体有效性和技术有效性加以例证分析。结果表明,方法符合运营实际,该方法的采用对城际铁路列车开行方案的评价研究将起到很好的借鉴作用。     

基于遗传算法的单线列车运行调整体系

针对单线列车运行的特点，提出了“相邻列车”的概念，根据此概念建立了单线列车运行调整模型，并推导了列车运行图偏差函数作为模型调整目标．鉴于列车运行调整问题的解空间太大，用一般的运筹学方法难以有效地求解，提出了基于遗传算法的优化求解算法．该算法根据被调整列车的等级将原问题分解成若干子问题，并在对每个子问题求解的过程中，运用遗传算法在解空间中寻优．仿真结果显示了该模型和算法在应用于实际运行调整时的有效性和实时性．     

基于不确定旅客需求的高速铁路鲁棒列车开行方案研究

针对现实中旅客需求的不确定性,将旅客需求划分为必须满足的确定性旅客需求和可适当满足的波动性旅客需求,以极小化铁路运营公司总运营成本为目标,利用轻鲁棒技术,构建不确定旅客需求下高速铁路鲁棒列车开行方案优化模型。本文所提出的优化模型无需事先给出线路备选集,只需提前输入铁路走廊相关参数和旅客需求分布,即可得到旅客需求驱动的列车开行方案,避免了备选集合设置不合理对列车开行方案质量的影响。另外,通过引入线性化技术将模型转化为整数线性规划模型,利用MATLAB平台调用GUROBI进行求解。最后,将模型应用到武汉-广州高速铁路走廊上,验证了其有效性。结果表明,优化后的方案能更好地处理旅客出行需求的不确定性,为编制高速铁路鲁棒列车开行方案提供一定的理论依据。     

京沪高速铁路列车运行的调整

应用运行列车组的方法,研究了高速列车的运行过程,针对同类型运行列车组、高中运行列车组的易调整性以及中高运行列车组的调整难度与各种运行列车组的晚点情况提出了相应的调整规则。仿真结果表明运行列车组能够更好地反应高速列车的晚点情况,给出的调整规则对高速列车的运行调整是可行的。     

基于拉格朗日松弛的高速铁路列车运行图新增运行线局部调整模型

给定新增列车理想始发时刻及初始利润,考虑始发时刻调整及全程停时延长造成的罚数,基于时空网络构建以全图运行线总利润最大为目标的整数规划模型,进行拉格朗日松弛,根据松弛解对偶信息设计启发式算法求解各运行线可行解,并通过更新拉格朗日乘子进行迭代优化.以京沪高铁为例进行了验证,结果表明：在算例条件下,相较以理想始发时刻推线求解,该方法能够多增铺6条运行线;随着始发时刻可调整度由10min增加至60min,CPLEX的求解时间快速增长,而拉格朗日松弛启发式算法能快速求得高质量的解,除始发时刻可调整度10min情景,求解效率均高于CPLEX;延长始发时刻可调整度至4h,最多增铺18条运行线,说明现有框架下京沪高铁能力已接近饱和.     

专业化分工粒子群优化算法在地铁列车运行调整中的应用

地铁列车运行调整是一个大规模、复杂的组合优化问题,该问题的特点是有庞大的搜索空间和众多的约束条件,故要快速地获得其最优解尤为困难。在该问题基础上,建立优化列车运行调整模型。对此模型进行优化求解过程中,提出一种基于专业化分工的粒子群优化算法。在仿真过程中,选取数据是沈阳地铁二号线某工作日。实验显示,该算法能较好地适用于解决列车运行调整问题,且其在此过程中表现出来的特征是收敛速度快、计算效果好。     

列车运行调整辅助决策系统设计

列车运行调整辅助决策系统，是铁路行车调度指挥自动化系统的关键环节，通过对该系统工作流程及各主要组成部分的分析设计，建立列车运行调整的混合0-1线性规划模型，针对传统处理方法的不足，提出并利用有限状态机制控制处理过程，为该系统提供可行的方案，此方案不仅符合结构化系统设计的基本思想，容易编制出相应的软件，而且有较强的实用性。