基于环境承载力的连续型交通网络设计双层规划模型与算法

从环境承载力的角度出发,将环境保护与道路网络改扩建联系起来,定量研究了环境承载力约束下的交通网络设计问题,构建了基于环境承载力的连续型交通网络设计双层规划模型。其中,上层模型目标为系统总时间消耗最小、方案总投资费用最小,并以区域道路交通系统大气环境容量限值、路段声环境限值作为约束;下层模型为固定需求的用户平衡分配模型。根据模型的结构特点,采用改进的遗传算法对模型进行求解,并在Matlab平台上开发了相应的算法程序。最后通过实例验证了模型的有效性。     

弹性需求下的轨道交通客流分配模型和算法

分析了轨道交通客流需求量的影响因素.以拥挤条件下的出行阻抗函数为基础,通过引入弹性需求条件下的轨道交通均衡配流条件,构建了弹性需求下的均衡配流模型.根据模型的特点,给出了改进的用于求解弹性需求下的轨道交通均衡配流模型的Frank-wolfe算法.最后通过一个算例说明了算法的有效性和合理性.     

网级路面管理系统中项目优化模型的双层优化

根据道路管理者在项目决策过程中的决策心理,将项目优化分解为资金分配和项目分配两个相互影响又相互独立的过程,并由此建立了由资金分配模型和项目分配模型组成的项目优化模型的双层优化结构.利用动态规划和遗传算法对上述模型进行了有效的求解,结果显示,该模型及算法较好地弥补了传统数学优化法计算速度慢、计算结果不能指导实际工作的缺点.     

考虑建设时序和动态需求的城际公路充电设施优化布局

该文围绕城市群内或城际间公路网络充电设施布局规划问题，提出一个考虑动态充电需求和建设时序的双层优化模型。首先，下层模型基于动态交通流分配模型，在多用户行驶及充电行为仿真的基础上得到均衡状态下的充电需求时空分布；其次，上层模型以投资运营商的总成本最小为目标，考虑建设时序和服务水平的约束，对充电设施位置及容量进行优化；最后，选取山东半岛城市群中济南与青岛的城际公路网络作为研究实例。结果表明：所设计的模型通过对用户充电偏好、路网交通状态和设施工况之间的信息进行动态交互，能够有效估计充电系统的动态服务水平，进而获得满意的公路网充电设施布局方案。此外，分别从正向和逆向建设时序对布局优化方案进行讨论，结果表明：在同一服务水平约束下，长期的网络布局应考虑城市群内的未来年能耗需求，宜采用逆向建设时序进行合理规划。     

基于充分可观控实验方法的城市轨道交通客流随机分配模型优化

城市轨道交通起讫点间路径客流分配直接影响各条线路断面客流量的大小,进行科学精准的网络客流分配是实施客流统计分析、客流预测、运输计划编制、客运组织等工作的重要基础。基于城市轨道交通客流在轨道交通线网内的时空分布是充分可观控的理论,辨析影响客流随机概率分配的主要因素,建立网络模型架构,基于随机效用理论优化乘客出行的微观路径选择行为和决策过程,将客流随机分配模型中的有效路径效益值函数优化为分段函数。通过对结果进行路径分配比例验证及分线断面客流量验证,说明优化方法达到预期目标,为实现规范化、科学化、系统化的城市轨道交通清分奠定了坚实的基础。     

公差分配的优化模型及其解析最优解

运用最优化理论,对指数加工成本函数、改进指数加工成本函数、负平方加工成本函数、负幂加工成本函数建立了公差分配优化模型,进行了算法设计,获得了解析最优解,对提高公差分配水平和促进计算机辅助公差设计具有重要意义.     

城市配送末端节点布局双层规划模型及算法

在对上海城市配送末端节点现状调查分析的基础上建立了城市配送末端节点布局双层规划模型,其中,上层规划模型从规划者的角度使整个系统最优,下层规划模型从客户的角度综合考虑末端节点到客户距离、末端节点的服务价格和服务质量等3个方面主要因素使客户系统最优.利用反应函数设计了启发式求解算法.将上海徐家汇街道作为研究区域进行实例分析,结果表明:模型及算法能解决城市配送末端节点布局问题.     

城市轨道交通同步协调的优化模型

为实现换乘客流的无缝衔接和列车到发的同步协调,以总换乘等车时间最少为目标,将列车行车间隔、客流划分结果和等车时间作为主要输入条件,构建了带有0-1决策变量的城市轨道交通同步协调优化模型.运用改进的遗传算法与计算机模拟相结合的方法有效解决了模型的求解问题.最后,以北京市城市轨道交通为例进行仿真,输出整点发车和非整点发车条件下的2种优化方案.结果表明,整点发车方案和非整点发车方案的总换乘等车时间较基础方案分别缩短2.26%和2.48%,单个车站的最大换乘等车时间分别节省了7.90%和12.87%.该优化模型能够有效缩短乘客的换乘等车时间,提高城市轨道交通的服务水平.     

城市交通控制与诱导协同的双层规划模型

为了均衡城市交通流的时空分布,以定时控制与战略诱导协同为研究对象,提出了一种城市交通控制与诱导协同模型.首先,建立了双层规划模型,上层模型以交叉口车均延误最小为目标,嵌入不同相位模式的定义约束,以实现信号控制优化;下层模型为用户均衡模型,引入虚拟路段表示交叉口延误对交通流分配的影响.然后,提出了一种启发式迭代优化算法对双层规划模型进行求解,其中,上层模型应用遗传算法求解,下层模型应用迭代加权法求解.算例研究结果表明:该协同模型减少了路网中的总旅行时间,解决了交叉口车均延误时间较多的问题,可实现城市交通流的时空均衡分布.     

配合城市轨道交通的公交专用道的布设

为缓解当前城市的交通问题,我国提倡公共交通优先,同时应该增强公共交通一体化发展,以实现城市交通可持续发展。为了促进常规公交和轨道交通的衔接,本文提出了配合城市轨道交通的公交专用道的布设问题,并从候选线路集合和优选线路技术两部分出发进行分析。第一部分通过构建了包含公交网络与地铁网络的Space L加权网络模型,计算模型的统计特性指标用以分析现状公共交通网络,利用权重指标筛选出候选路段集合,用于公交专用道的布设。第二部分通过对公交专用道布设的条件以及原则进行分析,建立了配合轨道交通的公交专用道的布设流程,进而对候选线路进行优选,得到最终优化方案。最后,建立了天津市外环线以内区域的加权公交-地铁网络拓扑结构模型,并对公交专用道进行了具体布设。     

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗检测仿真研究

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用SIMPACK多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明:利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用SIMPACK仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.     

城市轨道交通项目可持续性评价

为了定量评价城市轨道交通项目的可持续性,建立了评价模型。分析了可持续性的概念,建立了指标体系,研究了计算各子系统发展水平的模糊识别评价法和可持续性发展度、协调度、持续度的计算方法,依据某项目可行性研究报告进行了案例分析。项目的发展度由0.465增长为0.825,发展状况良好;整体协调度平均值为0.513,处于不协调状态;持续度先是由0.022逐渐增长至0.044,随后稳定在0.043左右,发展趋势比较稳定。结果表明,所建立的指标体系内涵准确,评价方法可操作性强,评价模型科学合理。     

城市轨道交通线网的优化设计

随着经济的高速发展,城市人口也日益增多,城市原有的交通条件无法满足现有的城市客运需求,发展轨道交通势在必行。但是,由于轨道交通投资巨大、工期较长,所以轨道交通线网的优化成了关键。文章分析了发展轨道交通的必要性,指出进行轨道交通线网优化的重要性,并给出了具体的优化方法,为正在迅猛发展的城市轨道交通提供理论依据。     

城市轨道交通项目可持续性评价

为了定量评价城市轨道交通项目的可持续性,建立了评价模型。分析了可持续性的概念,建立了指标体系,研究了计算各子系统发展水平的模糊识别评价法和可持续性发展度、协调度、持续度的计算方法,依据某项目可行性研究报告进行了案例分析。项目的发展度由0.465增长为0.825,发展状况良好;整体协调度平均值为0.513,处于不协调状态;持续度先是由0.022逐渐增长至0.044,随后稳定在0.043左右,发展趋势比较稳定。结果表明,所建立的指标体系内涵准确,评价方法可操作性强,评价模型科学合理。     

基于乘客等待时间的城市轨道交通列车运行调整模型

研究突发事件导致列车晚点情况下城市轨道交通列车运行调整问题.从乘客角度出发,提出了“首站控制”和“多站协调控制”两类列车运行调整策略.考虑列车能力约束和列车区间运行时间、追踪间隔时间等运行条件约束,以受突发事件影响的全部乘客等待时间最小为优化目标,建立了基于两类调整策略的列车运行调整模型,采用Lingo软件进行求解.以某简化线路为算例,与不采取控制策略相比,两类策略下乘客等待时间均节省约9％,结果表明了模型的有效性,能够为轨道交通列车运行调整提供辅助支持.     

城市轨道交通线路运营计划优化方法

针对传统运营计划编制方法中步骤较繁琐、反馈机制不灵敏、开行频率变化不灵活、较难符合实际客流需求情况等问题,以列车运行、列车折返和客流量为约束条件,以最小化运营者运营成本和最小化乘客出行成本为目标函数,构造了城市轨道交通线路运营计划优化模型.以北京地铁4号线与大兴线为例,用给出的模型进行运营计划优化.结果表明:优化模型具有可行性,运营成本平均每多投入1％,超乘乘客数量减少约850人次.