通勤廊道换乘停车费用优化模型及算法

停车换乘是有效缓解城市交通拥堵的交通需求管理措施之一,而换乘停车费用的合理设置是影响其实施效果的关键因素之一.本文以轨道交通和快速路构成的单中心线性城市为对象,提出了一个双层规划模型来描述停车换乘条件下换乘停车费用的优化问题.其中,上层问题从交通管理者的角度出发,以系统总阻抗最小为目标优化换乘停车费用;下层问题描述不同换乘停车费用设置方案下出行者基于随机用户平衡的路径选择行为.基于灵敏度分析方法,分别设计了Frank-Wolfe和BFGS算法求解提出的双层规划模型.采用数值算例验证了提出的模型和算法的有效性.研究发现,不合理的换乘停车费用设置可能会使得交通系统总体性能更差,而提出的换乘停车费用优化方法则可以有效地提升停车换乘系统的实施效果.     

随机价格条件下的产业选址双层规划模型及其禁忌算法

对产业选址问题进行了描述,提出一类带有价格随机参数的产业选址双层规划模型.根据该模型的特点转化为确定性的双层规划问题, 并且设计优化该问题的禁忌算法.算法基于二进制编码, 设计三种邻域,在邻域操作中控制选址数量约束, 采用惩罚函数处理总投资额约束, 提高了禁忌算法的优化效率和优化效果.描述产业选址问题双层规划模型的构建过程, 介绍算法的原理, 给出具有代表性算例试验结果和结果分析.试验结果及其分析表明本文提出的具有随机参数的产业选址问题双层规划模型及其优化算法的有效性.     

基于出行行为分析的停车换乘设施定价优化

在构建包含停车换乘(PR:park and ride)接驳方式的出行方式选择NL(nested logit)模型的基础上,分析了停车票价对PR出行比例的影响,建立了停车费用与PR停车设施使用人数间的关系模型.从改善PR停车场运营角度出发,针对PR停车场的供需情况,分别提出以停车场季利用率最大化和停车场收益最大化为优化目标的PR设施定价优化策略,以及停车场未来的建设及运营建议.选取天通苑北站PR停车场为例进行案例分析,结合其运营现状对该停车设施的定价进行优化.研究结果可针对已运营的停车换乘设施存在的供过于求或供不应求问题,从设施定价的角度提出相应的运营改善建议.     

物流设施选址问题的双层模拟退火算法

设施选址问题的相关优化模型的本质,都是在最小化相关费用的前提上,从可选设施集合中确定设施的修建位置,并分配用户的需求,即都必须进行选址决策和需求分配决策.本文主要根据设施选址问题的特点,设计了适合求解一般设施选址问题的通用型双层模拟退火算法,算法的外层对设施选址决策进行优化,内层则在上层确定的设施选址决策基础上,进行用户需求分配的优化.最后的多个算例证明了相对其他优化算法,双层模拟退火算法不但收敛速度快,而且能求取更高质量的最优解.     

基于非集计模型的停车换乘行为

针对世博会期间来自江浙地区的自驾车参观者，进行了基于非集计模型的停车换乘行为研究，在停车换乘选择行为的SP调查的基础上，深入研究停车政策性因素、服务水平等对停车换乘选择行为的影响，建立了停车换乘选择行为非集计Logit模型，对影响停车换乘模式选择的费用、时闽等服务水平闭值进行了探讨，提出了相关交通对策与措施建议，可作为P＆R系统规划包括停车费率、换乘公交发车班次及行车时间等制定的参考依据，最后以世博会停车换乘为实例应用模型进行计算分析。     

基于均衡原理的定位-运输路线安排问题模型及求解算法

提出了物流配送均衡原理,构造了基于物流配送均衡原理的定位-运输路线安排问题的双层规划模型.运用Frank-Wolfe算法求解物流配送均衡模型,采用改进的禁忌算法优化选址问题和车辆路径问题,并通过双层规划模型将选址和车辆路径问题进行有机结合.应用提出的模型和算法求解了多个算例,并选取了其中一个算例试验结果进行分析.分析表明,基于均衡原理的双层规划模型和算法能够有效的求得定位-运输问题的优化解,是解决定位-运输问题的有效方法.     

考虑碳排放的多产品竞争设施选址问题研究北大核心CSCD

传统的设施选址模型针对空间垄断,忽视市场竞争.在低碳可持续发展背景下,针对政府碳交易机制下生产多种替代和/或者互补产品的两家制造企业安置设施竞争市场份额的问题,基于定义于整个非负价格区域上的互补需求函数,构建考虑运输碳排放的多产品竞争设施选址模型.该模型为双层规划,上层是领导者企业的利润最大化模型,为带均衡约束的0-1混合整数二次规划;下层是跟随者企业的利润最大化模型,为带均衡约束的二次规划.首先利用Karush-Kuhn-Tucker条件、大M方法和McCormick外逼近方法将双层规划转化为有界闭集上的0-1混合整数凹规划,然后提出具有全局收敛性的分支提升算法,最后通过数值算例验证了所提模型和算法的有效性,并阐明了碳限额和碳交易对企业决策产生的影响.     

不确定与损毁情景下可靠性设施选址鲁棒优化模型与算法研究

设施选址是长期战略性决策问题,选址决策面临各种不确定因素,设计一个可靠的选址网络具有重要的战略意义.本文同时考虑需求的不确定性及设施可能损毁的情景,扩展无容量限制的固定费用可靠性选址模型,建立不确定与损毁情景下服务能力有限的可靠性设施选址鲁棒优化模型.基于Bertsimas和Sim鲁棒优化方法提出一个新的混合整数规划模型,通过引入辅助变量和对偶变换实现非线性鲁棒优化模型转化为鲁棒对应模型,提出蝙蝠算法(BA)对模型予以求解,并通过算例仿真验证模型和算法的可行性,为设施选址决策提供模型和方法设计.     

考虑模糊不确定的地铁货运系统成网布局规划

为解决不确定条件下依托地铁开展城市地下物流的网络设计与优化问题,提出双层地铁-货运系统(metro-based underground logistics system,M-ULS)设施构成,建立地下货运环境效益期望下的M-ULS网络流量配置模型,以综合成本和系统利用率为目标,构建M-ULS网络选址-分配-路径模糊随机规划模型并提出其线性精确化方法,设计离散二进制混沌遗传粒子群算法和精确算法进行组合寻优。结果表明：与确定性情景相比,模糊随机情景下的M-ULS最佳布局方案更加保守,地下物流的环境外部效益可以抵消10%~12%的网络建设运营成本。     

带有目标顾客定位的排队选址问题

针对多种顾客类型情况,提出了可以对目标客户进行选择的排队选址模型.不同类型顾客的需求率和单位利润不同,通过选址和目标客户定位,选择服务区域和服务对象.将选址和目标顾客选择作为决策变量,建立了0-1整数规划模型,目标函数是使利润最大化.研究表明,选择适当的服务对象可有效提高设施利润.由于顾客选择和选址问题都是NP困难问题,提出了相应的启发式算法.     

带有空间公平性约束的换乘停车场布局双目标规划模型

为规划城市交通网络中换乘停车场的布局,建立了带有空间公平性约束的双目标规划模型,目标分别为换乘停车场的客流量最大和建立换乘停车场的成本最少. 提出了单位成本客流量的概念,将原问题转化为含参数的单目标问题求解,分析了模型解的性质,并给出了单位成本客流量在参数 的不同区间上的函数增减性以及上下界. 模型应用在Anaheim市的交通路网中. 该研究为换乘停车场 的投资方从成本-收益角度评价建设方案提供决策支持,对城市交通部门进行换乘停车场的布局规划 具有理论指导意义.     

Modeling the congestion cost and vehicle emission within multimodal traffic network under the condition of equilibrium

Traditional system optimization models for traffic network focus on the treatment of congestion, which usually have an objective of minimizing the total travel time.However,the negative externality of congestion,such as environment pollution,is neglected in most cases.Such models fall short in taking Greenhouse Gas(GHG) emissions and its impact on climate change into consideration.In this paper,a social-cost based system optimization(SO) model is proposed for the multimodal traffic network considering both traffic congestion and corresponding vehicle emission.Firstly,a variation inequality model is developed to formulate the equilibrium problem for such network based on the analysis of travelers’ combined choices.Secondly,the computational models of traffic congestion and vehicle emission of whole multimodal network are proposed based on the equilibrium link-flows and the corresponding travel times.A bi-level programming model,in which the social-cost based SO model is treated as the upper-level problem and the combined equilibrium model is processed as the lower-level problem,is then presented with its solution algorithm.Finally,the proposed models are illustrated through a simple numerical example.The study results confirm and support the idea of giving the priority to the development of urban public transport,which is an effective way to achieve a sustainable urban transportation.     

GIS分析与互信息属性约简的停车库选址决策

为了使城区立体车库的选址更加合理,充分发挥其建成后对交通缓解的作用,提出了一种城区立体停车库选址决策方法.通过采用地理信息系统分析方法,建立基于地理信息系统分析的规划选址立体车库属性信息数据,运用模糊粗糙集互信息属性约简算法挖掘出立体车库的选址与多种地理因素的关系知识进行属性约简,从而用地理信息分析和演绎推理相结合的归纳学习算法生成决策树和决策规则进行选址决策的评价及分析.对兰州市规划中的立体停车库选址建模仿真,仿真结果表明该方法能较好地运用在待求解问题中,从而为智能交通系统提供参考依据.     

私家车位共享系统的车位动态预约与分配

为解决城市"停车难"问题,在现有停车位资源下,设计私家车位共享系统,动态收集私家车位空闲时段和公共停车需求的预约,以停车场使用效率最大化为目标、使用停车位的时间不冲突为约束建立0-1整数规划模型并运用MATLAB R2016a中求解器intlinprog进行求解,为停车需求分配停车位.数值实验表明,需求充足能够保证停车场较高水平的使用效率,动态地收集信息并进行分配所得到的停车场使用效率低于提前获知所有车位供给和停车需求信息的情形,业主尽可能提前提交车位可用时段的信息是停车场使用效率提升的关键,也是业主能够通过车位有效利用获得收益的根本.文中的模型为实践中的私家车位共享系统提供理论支撑,对于缓解城市停车问题,减轻交通拥堵和污染排放有重要意义.     

突发事故下交通拥堵控制策略设计

突发事故在城市交通网络中经常发生, 对交通系统的正常运行带来极大影响, 因此研究突发事故下交通拥堵的控制策略具有十分重要的意义. 研究突发事故下临时性的车辆禁行设计与可变信息板选址组合优化问题. 建立了临时性车辆禁行设计与可变信息板选址组合优化的双层规划模型, 上层目标从交通管理者的角度最小化出行者的系统总阻抗, 下层模型通过基于元胞传输的仿真描述在临时性车辆禁行与可变信息诱导下出行者的动态路径选择行为, 并提出了基于遗传算法的求解方法. 通过算例, 说明本文提出的临时性车辆禁行与可变信息诱导组合控制措施能够有效地降低突发事故所导致的交通拥堵, 提高交通网络的系统性能.     

废弃物收运网络周期性选址-路径问题多目标优化模型及算法

废弃物处理设施是典型的"Semi-desirable"设施, 其选址相关的决策需要考虑成本、负效应等多个相互冲突的目标. 废弃物中转站的选址和路径优化是一类周期性选址-路径问题(PLRP), 目前缺乏对这类问题的多目标优化的研究. 以多目标城市废弃物收运网络周期性选址-路径问题为研究对象, 提出基于扩散距离的负效应测度方法; 建立考虑负效应和成本的双目标混合整数规划模型; 设计DRECWA-LS算法, 结合启发式优化策略, 求解收运计划对应的周期性选址-路径问题, 并采用扩展邻域搜索策略的多目标进化算法实现对可行收运计划的深度搜索, 同步求解收运计划、中转站选址-分配及车辆路径三个问题. 算例结果显示: 算法能成功求解较大规模问题, 具有较高的求解质量和运算效率.     

城市外围停车换乘设施换乘效率公众评价的结构方程模型

在停车换乘设施评价中引入公众参与，增强评价的客观性，最大程度地体现社会公平，从而使得决策更为有效。本文从公众评价的角度，在城市外围小汽车出行者停车换乘出行特点和换乘设施服务水平分析的基础上，建立了小汽车出行者对城市外围停车换乘设施换乘效率评价的结构方程模型，并对模型的识别、拟合、修正和应用进行了阐述。     

基于闭合环路的自适应区域控制系统

研究SCOOT系统和SCATS系统性能优缺点,根据我国城市道路网系统的结构特点,设计了一种基于闭合环路的自适应区域控制系统.该系统以路网中的闭合环路作为控制子区,应用信号参数优化模型计算参数组合,对不同闭合环路进行协调控制形成预选方案,通过系统设定的面控率进行判断、选择,确定最终信号控制方案.通过实例验算结果表明本文设计的控制系统能有效的减少区域交通车辆总延误、减少停车次数,起到调节交通流、缓解交通拥堵、提高道路利用率的作用.