基于层次线路优选法的公交线网仿真设计

针对交通路网布设方案的不可实验性,为提高公交线网设计优化性能,提出了基于"层次线路优选法"的仿真设计思路,对公交线网进行层次划分,并分层进行线路优选,组合成网,突出发挥不同层次线路的功能,消除了传统"线路优选法"忽略公交网设计不同层次线路需求的缺点。阐述了"层次线路优选法"的基本原理,给出了"层次线路优选法"的基本实现步骤,并着重描述了层次选择模型的构建、公交线路选择的遗传算法。采用经典算例对线网的仿真设计方法进行验证。结果表明,与其它研究成果相比,此方法得出的线网设计结果方案在满足单次出行换乘次数低、无公交盲点的前提下,具有线路负载均衡、线路弯曲度小、高线网覆盖率、低线网重复系数、线段最大重复次数少的特点,满足了公交线网设计的基本功能要求。     

常规公共交通与轨道交通运营调度协调模型

针对常规公交与轨道交通实现一体化运营调度展开研究,通过建立常规公交与轨道交通换乘的调度协调模型,以制定面向常规公交与轨道换乘网络运营组织的统一、协调的运营时刻表,获得公共交通车辆在换乘站的最优到发车控制策略.最后对常规公交和轨道交通换乘网络实行协调控制的具体算例进行分析,结论表明: 在不需要进行大量设施投资的前提下,运营调度协调有效降低了乘客换乘费用, 并优化了系统成本,提高了公共交通服务质量.     

从公交线网的生成机理看复杂网络的多样性

复杂网络的拓扑特征源于其内在的演化生成机制.通过对城市公交线网的多个静态特征指标的实证分析,给出了一个生成公交线网的计算机模拟模型,并验证了该模型的有效性.通过将公交线网与现有多种复杂网络进行比较,本文揭示了现实世界复杂网络的多样性,为复杂系统的网络拓扑性质的研究提供了新的视角.通过实证分析本文得出公交线网对于随机的网络节点删除表现出鲁棒性,而对于以最大度为目标的顶点删除表现出相当弱的鲁棒性;研究结论可以直接应用于公交枢纽站点的选址和公交网络的总体性能评价.     

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.     

大型客运枢纽行人标识导向系统设计优化模型及其解法

大型客运换乘枢纽往往具有复杂空间结构,行人标识导向系统对提高枢纽换乘服务水平、引导公共交通出行具有积极促进作用.基于复杂建筑空间特点和枢纽功能管理要求,行人导向标识布设问题本质上可以归纳为复杂决策问题.基于此,建立考虑公交优先和财政投入的多目标优化模型,采用基于距离的粒子群改进算法(DISMOPSO)对模型进行求解.在铁路上海南站枢纽新一轮行人标识导向系统布设的实例中验证优化模型和算法的有效性.实证表明,本研究给出的优化模型与算法可以为大型客运换乘枢纽行人标识导向系统设计提供借鉴与帮助.     

面向换乘枢纽的公共汽车驻站协调优化

公交网络运输组织是提升大城市公共交通网络运行效率及可靠性的关键技术.面向换乘枢纽的公共汽车协调调度是公交网络运输组织的基本手段.在面向换乘枢纽的公共汽车协调调度模式框架内深入研究了一类动态调度方法--面向换乘枢纽的公共汽车驻站协调优化.文章首先基于先进的公共交通系统(Advanced Public Transportation Systems, APTS)环境研究了驻站协调优化流程;然后建立了公交车辆驻站时间优化模型并设计了相应的求解算法;最后给出算例说明该优化策略.     

基于ITS环境的公共汽车交通换乘时间最短调度问题研究

基于智能交通运输系统的背景，研究提供公共交通信息的条件下公交换乘时间最短的调度问题，提出线性规划模型，并用界例进行了演示。其研究成果对于改善城市的公共汽车交通，发展先进的公共汽车交通系统具有重要的理论意义和实用价值。     

基于信息熵的公交线网优化方案余弦排序

针对公交线网优化方案的排序问题,在对公交线网的优化目标和约束条件进行量化处理的基础上,利用余弦公式,建立了公交线网优化方案的余弦排序模型。 该模型在定义指标线段和理想指标线段的基础上,通过对决策方案与理想方案中指标线段和理想指标线段之间夹角余弦值的大小比较,得到公交线网优化的最佳决策方案。应用结果表明该模型能够较好地反映城市公交线网的实际情况,解决优化目标的权重分配问题,是一种很有效的公交线网优化方案排序方法。     

综合客运枢纽换乘量预测方法

以出行费用、方便性、舒适性和速度为换乘阻抗,建立了基于双约束重力模型的综合客运枢纽换乘量预测模型,采用非集计Logit模型建立并标定了换乘阻抗函数,并以北京市西直门客运枢纽为例对模型进行了实证分析和验证,应用TransCAD软件完成对所建换乘量预测模型的标定且进行换乘量的预测.研究表明综合应用集计与非集计方法建立的换乘量预测模型具有较好的实用性,能较为客观和精确地预测枢纽内各交通方式间换乘量,为综合客运枢纽的规划建设提供科学依据.     

考虑乘客主观评判的地铁与公交的票价及换乘优惠率优化

针对协同服务于同一客运走廊的地铁和公交的票价及换乘优惠率统一优化问题,提出在优化过程中引入乘客在一定出行距离上对选择某种交通方式所承担延误风险的主观评判,从而更加全面地分析出行路径上的客观条件和乘客的心理因素对乘客出行路径选择的影响.为此,本文构建一个双层规划优化模型,它的上层以社会福利最大化为目标,下层为基于弹性需求的随机用户均衡模型.这里采用遗传算法求解双层规划模型,其中下层模型应用相继平均法求解.最后通过一组算例对模型构建的合理性进行验证并应用于分析问题;结果表明:一是乘客延误风险的主观评判对其出行行为的影响具有不可忽视的作用;二是实施换乘优惠可降低乘客的换乘出行成本和提高公共交通系统的社会福利.     

上海公共交通网络复杂性分析

城市公共交通系统可以抽象为由公交线路和停靠站点构成的网络,这个网络的几何性质对公共交通的状况具有重要影响。在本论文中,以上海市的公共汽车交通系统中的停靠站点网络为研究对象,对其进行复杂性分析,计算了网络的度分布、平均路径长度、聚集系数等指标,并测试了网络在随机失效和有选择性攻击情况下的抗毁性。结果表明,上海市公共交通网络的度分布符合幂率分布,具有较小的平均路径长度和较高的聚集系数。在抗毁性方面,公共交通网络对结点的随机失效具有很强的抗击能力,而对有选择性攻击的抗击能力很弱。因此,可以看出上海市公共交通网络是一个无尺度复杂网络。     

面向非常规突发事件的应急资源合作博弈调度

当非常规突发事件发生后,根据灾区灾情的严重情况,往往需要同时联合使用多种运输方式将应急资源快速高效地调度到灾区,由此设计了应急资源调度的多模式分层网络.在此基础上,以博弈论为分析工具,提出了基于合作博弈的应急资源调度模型与求解算法.在该调度模型中,把不同的运输方式映射为博弈模型的局中人,可能的资源调度方式组合方案映射为策略集,不同的运输方式调度应急资源所造成的损失映射为效用函数,将应急资源的合理调度问题转化为对合作博弈调度模型的核心求解问题.接着介绍了一种求解核心的Shapley 值法.通过应急资源调度的算例对比分析,验证了所建模型的可行性和求解结果作为调度策略的优越性.     

大规模应急救援物资运输模型的构建与求解

分析大规模突发性公共事件或自然灾害情况下救援物资运输与商业运输的不同特点，指出救援物资运输问题综合了多货物多起止点网络流问题与多种运输方式满载车辆调度问题，在此基础上为描述该问题设计一种多模式分层网络，并利用延期费用和划分时段的方法构建问题的多目标数学规划模型。提出一个基于拉格朗日松弛法的解决方法，将原问题分解为货物流与车辆流问题两个子问题，通过多货物流与最小费用循环流算法分别求解，最后通过实例计算验证谊解法具有良好的收敛性与计算效率。     

应急物资运输的两阶段车辆调度模型

针对大规模突发事件爆发后,应急物资运输车辆不足,需要多次、分阶段将应急物资运送到需求点的情况,本文将传统车辆调度模型中车辆在完成阶段运输任务后返回原始出发点的假设条件予以放松,以应急物资运输的全局完成时间最早为目标,建立了基于车辆紧缺假设的两阶段车辆调度模型,并根据问题的特点设计了相应的启发式算法并给出了算例,在可接受的时间内得到了较为满意的优化结果,有效提升了应急物资运输车辆的使用效率。     

应急物资配送动态调度的粒子群算法

应急条件下的物资配送与调度面临着需求信息不准确、需求紧急程度差异和运输路网动态变化的复杂环境,借助模糊数学中的三角模糊数描述应急物资需求量,利用连续速度时间依赖函数模拟真实的动态路网交通状况,并考虑不同需求点的需求紧急程度差异,建立了针对性的应急物资配送动态调度的多目标数学模型;通过设计粒子群优化算法,采用“离散-连续向量混合编码”方案和加权整合的适应值函数导向机制,结合连续更新的位置和速度操作策略,建立了针对这类含有离散和连续变量组合的优化模型的快速高效求解算法;最后,结合两个实际的算例进行了数值实验与分析,通过与用Matlab求得的解析解的比较,证明算法收敛速度快、鲁棒性强,从而为应急条件下的物资配送动态调度提供了有效和可靠的方法.     

现代邮政物流的配送优化

根据我国邮区中心局体制的规划网络结构和邮运组织管理的优化目标，本文提出了一个基于全国干线现代邮政物流配送优化的分布式算法，并具体介绍了其目标函数、调度策略以及算法的实现。     

ATO供应链中航空运输及并行机生产协调调度问题

研究了一类供应链中的生产和航空运输协调调度问题的特点.在此基础上,提出了解决该问题的理论框架.在该理论框架下,协调调度问题被分解为航空运输调度子问题和生产调度子问题.在对各子问题的定义和建模的过程中,考虑彼此之间的制约关系.建立了航空运输调度问题的整数规划模型,并证明了该问题等同于一个运输问题.在生产调度子问题中,考虑并行机的生产调度问题,证明该问题为NP完全问题,提出了解该问题的模拟退火算法.     

城市交通网络中的停车-换乘行为

在一次出行过程中,经常会使用停车-换乘方式．即出行的前一部分采用私家车方式．途中停车。再换来其他交通方式到达目的地。在停车-换来出行方式下．人们除了选择路径，还要选择换来站点。利用离散选择理论中的层次Logit结构模型，研究城市交通网络中的停车-换乘行为，定义多模式下停车-换乘出行的混合随机均衡分配条件，建立与之等价的数学规划模型，设计模型的求解算法，并用一算例分析算法的收敛性能和模型参数厦公交票价对解的灵敏度。     

Complex cyber-physical networks: From cybersecurity to security control

Complex cyber-physical network refers to a new generation of complex networks whose normal functioning significantly relies on tight interactions between its physical and cyber components. Many modern critical infrastructures can be appropriately modelled as complex cyber-physical networks. Typical examples of such infrastructures are electrical power grids, WWW, public transportation systems, state financial networks, and the Internet. These critical facilities play important roles in ensuring the stability of society as well as the development of economy. Advances in information and communication technology open opportunities for malicious attackers to launch coordinated attacks on cyber-physical critical facilities in networked infrastructures from any Internet-accessible place. Cybersecurity of complex cyber-physical networks has emerged as a hot topic within this context. In practice, it is also very crucial to understand the interplay between the evolution of underlying network structures and the collective dynamics on these complex networks and consequently to design efficient security control strategies to protect the evolution of these networks. In this paper, cybersecurity of complex cyber-physical networks is first outlined and then some security enhancing techniques, with particular emphasis on safety communications, attack detection and fault-tolerant control, are suggested. Furthermore, a new class of efficient secure control strategies are proposed for guaranteeing the achievement of desirable pinning synchronization behaviors in complex cyber-physical networks against malicious attacks on nodes. The authors hope that this paper motivates to design enhanced security strategies for complex cyber-physical network systems, to realize resilient and secure critical infrastructures.