基于服务水平的区域公交协调调度优化研究

服务水平是公交服务最重要的属性,区域公交的协调调度可以提升区域公交服务水平、降低营运成本。文章综合考虑乘客及公交运营管理者两个方面,以区域乘客候车及换乘等待时间最小为目标,构建区域公交协调调度的双层规划模型;下层规划模型依据满载率优化运营成本,上层规划模型依据公交服务水平优化公交线路的发车时刻;设计了该模型的遗传算法,并以兰州市安宁区部分公交线路为例进行实证研究,通过算例分析表明,采用协调调度的方法可以使区域公交的服务水平得到提升,特别是在乘客换乘等待时间、候车等待时间及拥挤程度等方面效果明显,说明区域公交协调调度模型及算法的有效性。     

新型需求响应公交发车时刻和票价优化EI北大核心CSCDCSSCI

为解决新城区和城市边缘地区公交乘客等车时间长,出行便利性差,公交满载率低,公交运营者投入成本难以回收等问题,提出了考虑预约乘客等待时间的需求响应公交运营模式.此模式根据票价随预约乘客的在站等待时间增加而减少的原则进行公交票价差别定价,基于客流量变化实时更新公交车发车时刻,以缩短乘客等车时长,提高公交满载率,从而提升乘客满意度,增加公交运营者收益.构建了混合整数规划模型求解新模式下的发车时刻表和公交票价,并设计了遗传算法求解模型.之后,通过宁波市梅山新区的实际公交线路和OD量等数据进行了实例分析.通过对比计算结果和现状下的公交发车时刻,公交票价,出行者等车时长,出行成本和公交运营者收益,验证了新模式的优势.     

基于活动的瓶颈模型:公交枢纽晚高峰居民通勤研究

如何快速消除公交枢纽瓶颈的制约,是居民通勤的老大难问题.本文结合瓶颈模型与基于活动的方法来研究公交枢纽晚高峰居民通勤行为,以解决通勤者在其活动和出行之间的时间分配问题.以瓶颈模型为基础,考虑公交内部拥挤,将出行行为与活动相关联.通过引入公交内部拥挤成本,根据不同的效用函数选择出发时间,建立了动态出行均衡模型.并由此得出均衡条件下的相关性质,来解释晚高峰通勤者在瓶颈入口前排队的交通现象.研究发现,与传统瓶颈模型相比,基于活动瓶颈模型乘客动态更加丰富,出发时间选择更为复杂.算例结果表明,通勤者对公交车内部拥挤的敏感度越高,越会尽量地避开高峰出行.为了使净效用更大,通勤者会选择在工作地滞留较长时间,晚高峰时段推迟.     

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.     

随机需求下公交时刻表设计的鲁棒性优化

考虑在实际运营中乘客需求具有随机性,固定需求下优化的公交时刻表不适应运营的要求.随机需求下的期望值模型忽略了不利可能事件对运营的负面影响,针对此情况研究随机需求下公交时刻表设计的鲁棒性优化.模型综合考虑乘客成本与运营成本,采用鲁棒性优化权衡目标期望值与偏差期望值.结合随机模拟技术,选用遗传算法求解模型.给出了算例,验证了模型和算法的有效性.通过比较固定需求模型、随机需求期望值模型、随机需求鲁棒性模型,说明在鲁棒性优化下需要提供更多的交通供给以降低偏差期望值.最后,对鲁棒性模型中的偏差权重系数进行了灵敏度分析.     

轴-辐式机场长途巴士线网运营时刻表优化设计

针对轴-辐式机场长途巴士线网的发车时刻问题, 构建时空网络, 分析乘客到达机场的行为与过程; 基于航班起飞时刻, 在乘客的候机与换乘时间上限约束下, 建立巴士时刻表优化模型, 并设计基于矩阵式编码的遗传算法进行求解. 通过分析不同候机与换乘时间上限的组合对运营成本的敏感性, 得出合理的运营时刻表.     

行程时间不确定的城市公交网络设计模型与算法

常规公交网络设计中一般以平均行程时间作为路段的阻抗,实际上乘客路段行程时间应是平均行程时间和缓冲时间之和。本文采用线路行程时间的标准差来衡量线路的行程时间不确定性,使用行程时间偏差权重系数来代表乘客对于行程时间不确定性的不同的风险态度,构建了城市以乘客总出行时间最短与公交公司的运营成本最小化的公交网络优化模型。并使用贪婪算法构建初始解,将乘客需求最大的两个节点连接起来作为初始线路,采用蚁群算法对初始线路进行迭代改进,从而得到最优的公交网络,最后以一个小型的公交网络设计来验证该模型的有效性。     

约束规划求解集装箱装卸系统集成调度问题

集装箱码头装卸系统中的岸桥、集卡和场桥的集成调度问题本质上是有阻塞、准备时间可分离并且依赖操作顺序的三阶段混合流水车间调度问题,现有文献多采用启发式算法求解该问题.本文先建立了一个紧凑的混合整数规划模型,然后从约束规划的角度建模求解该问题,提出了一个约束规划模型,以区间变量作为决策变量,并采用"扩展操作任务"的概念来定义区间决策变量以提升求解效率.为了展示约束规划的建模灵活性,还扩展了模型以考虑机器效率不同的因素.数值实验显示约束规划模型能够在很短的时间内对大规模算例求出高质量的解.     

考虑异常车次的公交车辆调度计划问题研究

公交系统在实际运营过程中经常受到车辆故障、交通拥堵以及客流量增加等因素的干扰,造成异常车次的产生,并以延误车次和临时新增车次最为常见.在制定公交车辆调度计划时,预先考虑可能发生的干扰,可以提高调度计划的鲁棒性,降低恢复正常运营的成本.本文针对公交车辆调度计划的制定问题,考虑延误车次和新增车次两种受扰车次,提出重新分配车次和调整车次发车时间两种恢复策略,建立考虑异常车次的车辆调度模型,以提供鲁棒性较强的车辆调度计划,并设计了一个基于行列生成算法的启发式算法进行求解.在求解过程中,原问题被分解为主问题和三个子问题,并分别使用Bellman-Ford算法求解初始线路、使用标号法求解修正线路,以及使用禁忌搜索算法提高求解效率.最后,一系列的对比实验表明,本文提出的模型可以提供更具鲁棒性的公交车辆调度计划方案,能够减少干扰场景下车次的调整次数,对减轻公交调度管理人员的工作复杂性具有帮助作用.     

考虑技术突破与技术升级的能力规划问题研究

技术进步与市场需求不确定性,都是制造业能力规划问题需要面对的最重要因素.以往研究仅考虑技术突破而没有考虑技术升级,较多考虑能力扩张而较少考虑能力更替,本文首次提出了一种同时考虑技术突破和升级的设备采购与替换的集成能力规划模型.在需求和技术进步双源不确定性条件下,采用Scenario方法建立了多计划期能力规划的集成决策模型,探求能力扩张、替换、维护的期望总成本最低.面对该决策问题所建立的非线性混合整数规划模型,本文为该NP complete问题设计了一种基于遗传算法框架的启发式求解算法,即通过增加变换操作的方法将该问题转换为可以随机进化求解扩张方案最优化求解替换方案的一个等价问题.在种群初始化过程中采取仅选择能力扩张决策进行染色体部分编码策略,然后用经典优化方法针对每个个体精确求解最优能力替换决策,将扩张和替换整体成本作为个体适应度参与个体评价与种群进化.实验结果表明,技术升级在不同需求变化情景下都可以有效降低能力规划的成本,且本文提出的启发式算法对于求解此类规划问题具有很好的收敛稳定性和性能稳定性.     

停车受限条件下多模式交通网络动态拥挤收费

在一个多起始单终点的交通网络上,本文研究当终点处停车空间不足时,如何通过在路段瓶颈处实施拥挤收费实现系统最优.首先,根据小汽车和公交的出行成本函数,运用凸规划算法求解系统最优条件下网络中各OD最优的小汽车和公交出行量.其次,根据系统最优时的小汽车出行量,计算出为了消除交通瓶颈处车辆排队而实施的动态拥挤收费.再次,根据小汽车和公交车出行成本的均衡条件,计算出各OD对每辆小汽车出行者应缴纳的停车拥挤附加费(或应获取的补贴),收取该费用(或发放补贴)的目的是调节小汽车和公交的出行量使它们在双模式均衡(小汽车与公交车出行模式均衡)条件下分别达到系统最优水平.最后,算例分析了两组OD对的情况,计算出两种泊位供应量下各OD对小汽车最优出行量与小汽车出行的停车拥挤附加费或补贴,并且给出了动态拥挤收费与道路收费的函数曲线.     

带时间窗和调货特性的多品类取送货优化算法

为了满足快时尚品连锁门店多品类的销售需求，综合考虑载重限制、多货品、门店相互调货和服务时间窗等因素，研究了同时取送货车辆路径问题。为了有效降低库存管理和运输成本，通常鼓励门店间的货品相互调配，且需要控制用车数。为此，以最小化车辆数为第一优化目标，最小化转运成本（运输成本和仓库处理成本）为第二优化目标，构建了混合整数规划模型，并设计了两阶段启发式求解算法。算法采用最短路径插入规则生成初始解，并配合8个邻域操作算子进行迭代搜索。采用该算法求解标准算例，对比文献中结果表明，其具有较好的寻优能力。基于某女鞋连锁门店的实际运营数据设计了72个算例，计算分析表明，该算法的求解能力与效率均优于整数规划模型。     

整合运营下的轨道交通发车间隔及票价模型

为了分析公共交通整合运营模式给乘客带来的效益,对此条件下的轨道交通的最优发车间隔和票价进行了研究.采用分析优化方法,探讨了公共交通的实际乘客需求及票价成本收益,并以此为基础建立了以社会福利最大化为目标的发车间隔和票价综合优化模型,确定该模型为非线性约束最优值规划,应用可行方向法对模型进行了求解.结合算例讨论了模型的可行性和稳定性,并分析了轨道交通发车间隔和票价变化对目标函数值影响的灵敏度.     

集约生产计划的机会约束规划方法

对具有模糊需求量、模糊加工能力约束以及资本水平约束的多品种类集约生产计划的机会约束规划描述和求解方法进行了研究．应用机会约束规划构造满足需求的可能性水平函数，讨论了可能性分布函数的性质，建立了具有模糊需求量集约生产计划问题的机会约束规划模型，并提出了求解模型的总体步骤，使其在模糊环境下的决策过程更具柔性．     

多起点多讫点公共交通系统早高峰乘车均衡模型、算法与变动票价管理

分析早高峰时段多起点多讫点公共交通系统乘客乘车行为,考虑乘客的乘车时间成本、车票价格、拥挤成本和误时成本,区分有无座位情况,建立固定交通需求下的用户均衡模型和系统最优模型,针对模型建立有效算法,比较各模型导出系统最优的变动票价管理方案.数值算例结果验证了模型、算法和变动票价管理方案的有效性.对计算结果分析中,发现误时成本较小车次上,短途乘客对于长途乘客存在"挤出效应".     

协作运营冲突协调模型与求解方案

从冲突协调角度,研究分布式自治实体之间的资源调度不一致问题.首先界定协作单元、协作运营、协作运营网络和协作运营冲突概念,分析协作运营冲突的表现形式及其本质特征;从资源约束入手,建立协作运营冲突协调概念模型,包括协作运营计划、资源约束、冲突协调策略和额外成本四要素;从"社会福利"角度构建协作运营冲突协调数学模型,提出基于"效用转移"的模型求解方案.     

随机需求与随机生产环境下的综合能力规划研究

为研究随机因素对一般制造企业能力扩张决策的影响,考虑市场需求的随机性和生产作业消耗的随机性,基于能力规划模型的一般形式构建了随机市场需求和随机生产环境下的能力规划模型.通过机会约束规划方法,找到了随机生产能力约束的确定性等价类,同时,使用随机线性约束的二阶段求解方法,建立了随机需求约束的确定性等价模型,以随机环境下期望成本最小为决策目标,得到了随机能力规划问题的确定性等价形式.建立了使用遗传算法搜索能力调整变量,而使用原始-对偶方法求解产品组合决策二次约束规划的算法结构.通过算例证明了模型和算法的有效性.     

公交网络车费设定问题的Stackelberg博弈模型

对城市公交网络系统车费的合理设定问题进行了研究分析,考虑到乘客对公交收费变动会作出相应的反应,从而改变网络上乘客的流量分布,运用Ｓａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈理论,将这一问题描述为一个两级数学规则问题,在一定的公交网络收费结构下,乘客在网络上的流量分布可由随机用户平衡分配模型进行估计,鉴于两级规划问题的非凸性,提出了基于灵敏度分析的启发式算法,最后,给出一个仿真算例说明本文提出的模型和算法的合理性。     

多星联合对地观测调度问题的列生成算法

多星联合对地观测调度问题作为一类大规模组合优化问题, 其求解算法往往采用启发式或超启发式. 运用列生成思想对该问题设计了完全搜索算法. 在建立了问题的整数规划模型之后, 将原问题分解为集合配置主问题和含时间窗口的最短路径子问题, 其中集合配置主问题采用主单纯型法通过CPLEX求解, 含时窗的最短路径子问题采用动态规划求解, 该动态规划算法围绕观测冲突时段这一关键资源进行最优子路径的扩展. 只有在子问题的最优解对主问题的优化目标仍有改进时, 主问题的约束矩阵列才被扩展. 该算法针对部分算例得到了最优解, 其余算例也在指定的时间内得到了相比一种基于优先级的启发式算法更优的解.     

多模式交通网络的拥挤道路收费双层规划模型

研究了多模式交通网络的拥挤道路收费问题,建立了双层规划模型。其中:上层模型以网络收益与网络成本之差的最大化为目标;下层模型满足多模式交通网络的随机用户平衡。最后,设计了一个基于步长加速法和惩罚函数法的启发式算法,并求解算例。