航路时空资源分配的多目标优化方法

为了提高航空公司与空管方之间的协同决策程度, 降低航班延误水平, 以航路飞行的航班为研究对象, 研究了航路时空资源的多目标分配; 考虑实际运行条件下航班的唯一性约束、时间顺序约束和可行性约束的影响, 以航班在流量受限区所分配的飞行航迹和进入时隙为决策变量, 以航班总延误成本最小和航空公司延误公平损失偏差系数最小为目标函数, 构建了多目标非线性0-1整数规划模型; 基于模型特点引用了非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ), 并利用排列编码法设计了一种整数基因编码方式, 以最大限度保证基因产生可行解集; 为了验证模型与算法的有效性, 基于南中国海地区航班运行实例, 对算法搜寻最优解的性能进行了研究, 并将此算法与传统按时刻表分配(RBS)方法进行了对比。研究结果表明: 改进编码方式的NSGA-Ⅱ算法使解集种群在约50代后世代距离从600收敛至30并稳定, 具有良好的收敛性; 针对实例中的多目标优化模型共生成有6组解的帕累托解集, 结果有66.7%的概率完全支配RBS方法, 且优化结果中航班平均延误成本比RBS方法降低了8.5%, 平均公平损失偏差系数降低了70.6%。可见提出的航路时空资源多目标优化方法的执行效果显著, 可在降低总延误成本的基础上兼顾各航空公司的公平性, 是解决航路飞行航班航迹与时隙资源分配问题的一种有效方法。     

带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型

通过对彩色电视、电冰箱、空调、洗衣机、电脑、手机6种电子废弃物的逆向物流网络结构的选择, 建立了带有模糊参数的电子废弃物逆向物流规划模型。利用容差法将模糊约束条件清晰化, 把模糊规划模型转化为确定型的线性规划模型, 利用WinQSB软件对模型求解。结合广西的交通运输发展状况, 参照其他地区电子废弃物回收处理成本, 计算了不同置信水平下的广西电子废弃物再制造中心、检测中心和填埋场的位置, 确定了广西电子废弃物逆向物流网络。研究结果表明: 在置信水平分别为0.80、0.90、0.95时, 广西电子废弃物逆向物流网络节点的功能没有发生变化, 再制造中心的处理量分别为24 532.22、5 089.72、5 368.5 t。     

班轮船舶调度多目标优化模型与蚁群算法

针对班轮船舶调度问题, 在将班轮合理配置到各往返航班上和不存在时间冲突的基础上, 以最小班轮变动成本、最小航线运载量缺口和最小班轮航次总绝对偏差为目标函数, 构造了基于港口时段与往返航班的时空网络, 建立了班轮调度的0-1整数规划数学模型。基于某船务公司实际运载数据, 利用蚁群算法求解模型, 并用邻域搜索技术提高求解效率。计算结果表明: 在运载量满足运营要求的前提下, 班轮运营的日均总变动成本从198 086.3元降低到170 472.2元, 下降了约13.9%;班轮航次数总绝对偏差从4.4次降低到2.4次, 下降了约45.5%, 班轮利用率更加均衡; 运载量缺口仍旧为0。可见, 模型可行, 算法有效。     

基于粒子群算法的双目标可靠性网络设计

用离散的路段通行能力变量来刻画路网的随机性, 建立了网络设计的双层规划模型。上层模型为基于路网期望总走行时间最小和路网净经济效益可靠度最大的双目标规划模型, 下层模型为弹性需求下的用户平衡配流模型。采用增设多余需求路段的方法求解下层模型, 采用基于向量的粒子群算法(VEPSO)求解整个双层规划模型。计算结果表明: 所得到的解为一组Pareto解, 路网期望总走行时间和净经济效益可靠性为2个相悖目标; 随着期望总走行时间下降, 可靠度也有所降低; 在可靠度不变的情况下, 减少期望总走行时间, 会导致总投资额的增加。在进行网络设计时, 应结合总投资额和现实需要来选取最优解作为网络设计方案。     

基于模糊线性回归模型的机场延误性能评估

为了有效评估机场延误性能, 考虑到天气和交通变量取值通常会受到一些不确定性因素的影响, 建立了机场到达延误与天气和交通需求之间的模糊线性回归模型。根据模糊线性回归模型得到了估计延误, 通过比较估计延误与实际延误, 可以得到评估延误的连续型性能基准, 并根据性能基准对延误性能进行评估。研究结果表明: 机场到达延误与天气和交通需求之间有较强的线性关系, 可以用线性模型进行拟合。得到的延误性能基准同时考虑了机场天气和交通需求对延误的影响, 将机场到达延误分为低、中、高三种水平, 从而可对不同日的延误水平进行比较评估。     

Modeling transit technology selection in a linear transportation corridor

This paper proposes an analytical model for investigating transit technology selection problem from a perspective of transit authority. Given a transit technology alternative (e.g., metro, light rail transit, or bus rapid transit), the proposed model aims to maximize the social welfare of the transit system by determining the optimal combination of transit line length, number of stations, station location (or spacing), headway, and fare. In the proposed model, the effects of passenger demand elasticity and capacity constraint are explicitly considered. The properties of the model are examined analytically, and a heuristic solution procedure for determining the model solution is presented. By comparing the optimized social welfare for different transit technology alternatives, the optimal transit technology solution can be obtained together with critical population density. On the basis of a simple population growth rate formula, optimal investment timing of a new transit technology can be estimated. The proposed methodology is illustrated in several Chinese cities. Insightful findings are reported on the interrelation among transit technology selection, population density, transit investment cost, and transit line parameter design as well as the comparison between social welfare maximization and profit maximization regimes. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

道路阻抗函数研究综述

道路阻抗是交通分配和路网规划中的重要参数,是路网属性抽象的重要内容之一。为给道路阻抗函数研究提供新思路和新方法,更好服务于交通分配和路网规划,针对路阻函数的研究背景及现实意义,从路阻函数研究方法和影响因素两方面综合对比分析各种路阻函数模型的优缺点,分析得出既有研究多以美国联邦公路局（Bureau of Public Roads, BPR）函数为基础,针对BPR函数本身缺陷进行优化,或加入其他影响路阻的因素进行优化。在此基础上,总结得出目前路阻函数研究中存在不重视数据采集、函数内参数不可靠、函数适应性不强等问题。最后,对未来研究方向进行了展望,未来可应用车联网、自动驾驶等前沿技术采集数据,应用大数据和人工智能算法提高参数可靠度,提出适用于自动驾驶的路阻函数,制定路阻函数适应性标准,扩大路阻函数应用范围。     

非常发性瓶颈区可变限速控制方法

通过分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,结合路网均衡分配方法,研究快速路的可变限速控制方法。首先,分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,利用元胞传输模型(CTM)计算可变限速控制下主线通行效率和安全性指标。其次,以快速路主线、辅路和周边主次干道所组成的路网为研究对象,研究限速控制条件下的路网均衡问题。然后,建立可变限速控制条件下的路网均衡双层规划模型。最后,利用算法求解出模型并进行VISSIM仿真,仿真结果表明,可变限速控制能有效提高快速路主线出行的通行效率和安全性。     

面向航班延误的停机位实时指派优化模型

为解决航班延误造成机场停机位占用冲突问题,在对延误等级进行划分的基础上,以最小化机坪冲突概率,旅客变更登机口步行距离和指派至远机位的旅客数为目标,构建停机位实时指派的多目标优化模型,设计带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解.利用我国某大型机场的实际运行数据进行仿真验证.结果表明：在机位占用冲突得到成功化解的基础上,旅客变更登机口的平均步行距离减至102.9 m,指派至远机位的旅客数减至0人;所提出的停机位实时指派模型在保证机坪安全运行的前提下,能有效优化旅客乘机体验,提升机坪运行效率,为繁忙机场停机位资源调度提供决策支持.     

基于客流量的城市公共交通运营财政补贴分配优化研究

目前我国大多数城市对公共交通企业亏损都是采用政府和企业协商确定政策性亏损补贴的方法,但这种方法不仅没有提高公交企业的运营效率,而且也没有减轻政府财政补贴的负担.本文分析道路交通和轨道交通的客流量,将轨道交通的趋势客流和道路交通向轨道交通的转移客流的总和作为道路交通企业需要对轨道交通企业进行补贴分配的客流量;应用经济学中的资源配置问题,将公共交通运营收入的财政补贴和公共交通车辆改造的财政补贴看作两种资源,并将其分别分配到道路交通和轨道交通中;以客流量为约束条件,并根据线性规划的对偶理论推算城市公共交通运营财政补贴的影子价格;再联合分配客流量构建城市公共交通运营财政补贴的分配优化模型;最后以重庆市的公共交通为例,验证模型的可行性.