基于双层规划的共享自行车区域投放规划模型

共享自行车逐渐成为我国居民短距离出行的主要方式之一,但共享自行车的投放与用户需求不平衡的问题仍待解决。针对共享自行车的投放位置和规模的问题,提出了共享自行车区域投放和虚拟站点的概念,构建了共享自行车网络系统,建立了共享自行车区域投放双层规划模型。上层模型以系统用户总的出行成本最小为目标,考虑了企业、用户等约束条件,为系统最优模型;下层模型为网络用户均衡模型,并提出了混合遗传算法与粒子群算法求解该模型。最后,用某中等城市共享自行车出行数据进行分析,验证模型与算法的实用性。结果表明,该模型能同时确定投放区域虚拟站点的选址及规模,为共享自行车的投放提供了科学合理的依据。     

高速公路出入口选址双层规划模型研究

针对高速公路出入口选址,建立了双层规划模型.上层规划以高速公路出入口的用地和建设成本、改进交通网络的成本和区域内的出行成本最小为目标函数,下层规划考虑了交通网络车辆弹性需求用户均衡配流.最后设计了一个迭代优化算法对模型进行求解.     

基于出行链的城际铁路站点选址双层目标模型

为解决因站点布局不合理导致投资成本高、旅客出行不便、客流吸引效果差的城际铁路选址问题,以出行链为基础,根据城市路网形态细化出行广义费用,弥补了既往研究中忽略或简化市内出行广义费用的不足.运用Logit模型,计算出行链中不同交通方式组合的分担率.分别以城际铁路运营收入最大为上层目标,在出行链中旅客广义费用之和最小为下层目标,建立城际铁路站点选址双层目标模型,利用改进离散粒子群算法进行求解.以广珠城际线为例,对模型及算法进行应用,并分析相关参数的敏感性,结果表明:模型的Pareto最优解体现了实现双层目标的矛盾关系,以此为基础结合不同设站需求实现两者的均衡,模型可为城际铁路站点选址提供更合理的决策支持.     

多模式公交服务模式及时刻表协同优化设计

考虑多模式公交服务模式和时刻表的交互作用,建立了多模式公交双层优化模型,上层协同优化多模式公交服务和时刻表,下层考虑乘客出行选择实现多模式公交的客流分配,为上层提供输入.针对双层模型求解的复杂性,设计了相应启发式的求解算法,采用遗传算法求解上层模型,应用Dial算法求解下层模型.最后,结合江苏省江阴市K1路和上海市73...     

基于非合作博弈的应急车辆调度与再配置

多事故多救援站点的应急车辆调度问题中,在处置当前事故时,若将空闲车辆再配置于救援站点,有利于对潜在事故的快速响应.文中采用双层规划理论和非合作博弈理论建立应急车辆调度与再配置模型.上层模型在事故需求和救援时间窗约束下,最小化当前事故响应时间;下层模型将各救援站点视为非合作博弈的局中人,综合考虑车辆再配置时间和救援站覆盖区域潜在风险,确定局中人的收益函数,将优化再配置策略转化为寻求非合作博弈的纳什均衡.然后,提出一种层次混合蛙跳算法,其中上层算法用于求解约束单目标规划问题,下层算法用于求解非合作博弈模型.求解事故算例证明了应急车辆调度与再配置模型的合理性和层次混合蛙跳算法的有效性.     

基于改进蚁群算法的城市公共自行车动态调度模型

针对公共自行车系统运营中的借车难、还车难等问题,提出一种公共自行车分区动态调度方法.通过计算机仿真模拟站点间自行车调度,分析不合理、不及时等因素对调度产生的影响.以调度成本最小、转运量最大为目标,建立城市公共自行车分区调度模型,基于改进蚁群算法求解该模型最优调度路径.以丹阳市公共自行车站点数据为例,对模型进行验证,结果表明该算法可以求解得出最优调度回路,且准确性高、求解效率高.     

公共自行车出行质量实证研究

以上海闵行区公共自行车系统为例,调查获得人们在公共自行车系统实施之后出行方式的转换,采用离散选择模型解释这种转换下的决策机制.发现公共自行车特征、出行时耗以及服务点可达性是出行方式转换的重要影响要素.应用模型发现公共自行车使用者的出行质量显著提升,而出行总质量提升最多的集中于较为功利性的出行目的.转换自公交方式的出行获得质量提升最多,转换自小汽车的出行质量提升最少.预估并比较服务站点密度增加和公共电动自行车两种服务方式的竞争力发现,后者对出行质量提升的效果明显高于前者.     

基于禁忌搜索的公共自行车站点及车道选址优化

为提高公共交通系统的吸引力,从公共自行车和公交车接驳的角度,提出以公交站点为中心的公共自行车选址及自行车道设置的网络构建问题。首先,建立以最大化满足用户需求量为优化目标的非线性优化模型,并与只考虑站点选址的传统模型进行比较分析;在分析问题基础上,构造基于问题特性的邻域结构和邻域解生成准则,并最终设计基于禁忌搜索的问题求解方法。通过MATLAB编程进行仿真实验测试大量算例,结果表明所设计算法能够高效地求解各类规模算例,并给出高质量的公共自行车网络构建近似最优方案;此外,敏感性分析实验为规划者制定决策方案提供参考依据。     

公交专用道选址与公交优先控制组合优化模型

针对信控网络下的公交专用道选址问题,从宏观网络优化角度提出公交专用道选址和公交信号优先控制的组合优化模型.上层模型是以最小化路网用户总出行时间(包括小汽车用户和公交车用户)为目标的公交专用道网络布局、交叉口车道功能分配和被动公交优先控制策略组合设计决策;下层模型是在信控网络下以最小广义出行成本为目标的小汽车和公交车客流分配模型.提出了基于连续权重平均法的遗传算法求解该模型,并通过算例验证了该模型的有效性与实用性.算例结果表明:相比单一公交专用道选址方案,公交专用道布设方案和公交信号优先控制方案同步优化设计能够更大程度地发挥公交优先效益,对路网通行效率的改善效果更优.     

考虑汽车排放需求变化的多目标连续型交通网络设计

文章研究需求变化的多目标连续型交通网络设计问题的优化模型和算法,利用双层规划模型求解问题;上层以路网系统阻抗、路段总投资、汽车不同尾气排放量最小化作为优化目标,并受到原路段的通行能力约束,下层是基于需求变化下的用户平衡配流模型;使用非对称Nguyen-Dupuis网络,利用精英保留和随机遍历的选择遗传算法求解上层模型,采用基于路径的双梯度投影算法求解下层模型。设计相应算法程序对模型进行验证,通过算例测算综合需求排放分析和综合需求下多目标参数分析,结果表明模型有效、求解算法可行。     

基于GWR的建成环境对公共自行车出行模式的影响分析

为分析建成环境对公共自行车出行模式的影响，文章结合公共自行车运营数据和建成环境数据，以公共自行车站点为中心建立缓冲区并提取缓冲区内兴趣点(point of interest, POI),在考虑POI规模的基础上划分站点类型；根据站点类型对出行起讫点(origin-destination, OD)分类，以OD类型确定公共自行车出行模式，使用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)模型，分析建成环境对公共自行车出行模式的影响；以昆明市为例进行实证分析。结果表明：昆明市公共自行车出行模式可划分为16种，OD皆为住宅主导型和公司(企业)主导型站点的出行模式约占69.26%;建成环境对不同出行模式的影响效应存在差异；土地利用混合度是公共自行车出行模式的主要影响因素。研究结果可为公共自行车布局优化及运营管理提供参考。     

基于数据融合的公共自行车接驳公交行为辨识

城市智能交通卡和公交自动车辆定位系统的大规模应用为研究公共自行车换乘公交的出行规律提供了契机。本文结合多源数据,研究公共自行车接驳公交的换乘时空阈值,根据自行车站点与公交站点间距离构建匹配站点对;并基于时间阈值提取匹配站点对的刷卡记录构建换乘识别模型的训练集和测试集,应用关联规则挖掘算法实现同一用户公共自行车IC卡卡号与公交IC卡号的匹配;根据设定的验证规则,92%的匹配规则通过验证。之后基于换乘识别结果分析公共自行车接驳常规公交的换乘客流的时空特性。结果表明：公共自行车接驳常规公交呈现出明显的早晚高峰时段,且接驳出行主要分布在城市中心区域。     

随机需求多目标连续均衡网络设计

为考察多目标特性以及需求不确定性对网络设计的影响,假设OD(origindestination)需求服从双侧截尾正态分布,构建多目标连续均衡网络设计的双层规划模型。上层规划以系统出行时间的期望最小、路网服务水平可靠性最大和投资预算最小为目标,下层规划采用用户均衡分配刻画出行者路径选择行为。给出基于蒙特卡洛仿真的多目标遗传求解算法,采用测试网络验证模型和算法的有效性。研究结果表明:采用多目标连续均衡网络设计模型可以获得多个非劣解供决策者选择;不同目标之间存在明显的相关关系,尤其是投资手段存在明显的边际递减效应,宜结合交通管理措施共同使用。     

基于交叉口多相位信号控制的路网容量

构建了一种用于描述交叉口多相位信号控制路网容量的双层规划模型.其中,下层模型是一个交叉口多相位信号控制路网用户均衡分配模型,用以求解给定信号配时参数和交通需求量下的路段均衡流量,该模型考虑了各相位下的信号延误.上层模型是一个非线性规划模型,模型以路网容量最大为目标,对信号配时参数和O-D需求量进行优化.双层规划模型采用基于灵敏度分析的BLABD算法求解,算法的主要思想是通过差商的方法估计路段均衡流量对设计变量的导数,从而将上层模型中未知路段流量函数展开为一个线性函数.算例分析结果显示,该算法能有效求解多相位信号控制路网容量问题,具有实用价值.     

路网下收费道路的分车型费率优化模型

为了科学地对收费道路的费率进行决策,以收费道路及相邻道路组成的路网为研究对象,利用双层规划理论建立起路网下的分车型费率优化模型,上层规划描述路网管理者追求社会效益最大化的思想,并以实现道路经营者的财务目标作为约束条件;下层规划采用多车型多准则交通均衡模型来描述道路使用者的出行选择行为;通过模型求解可以获得各收费路段的分车型最优收费费率以及相应的路网交通流量.文中还介绍了利用遗传模拟退火混合算法进行模型求解的步骤.算例分析表明,路网下收费道路的分车型费率优化结果可以有效地提高整个网络的运行效率,并更好地体现不同车型用户间的公平性.     

公共自行车系统站点设置和锁桩配置评价研究

针对兰州市公共自行车系统在运行过程中出现的部分站点设置不合理及自行车利用率低等问题,提出基于改进的C4.5分类算法的公共自行车站点设置和锁桩配置评价模型.以兰州市公共自行车站点的实际运行数据为基础,利用R语言对站点的租车频次、还车频次和租车时长等数据进行统计并分析,结合改进的C4.5分类算法对已部署站点的区域进行分析,构建公共自行车系统评价决策树,接着以数据间的耦合协调度为基准,确定站点设置的效果等级,得出站点设置的优劣.最后对比不同站点的设置效果,并结合站点运行数据的分布,对设置不合理站点提出改进方案,为优化公共自行车系统提供参考.     

考虑负荷聚合商参与下的微网双层两阶段优化调度

负荷聚合商作为系统和负荷之间的新兴中介,可以对分散负荷进行管理,参与到系统协调优化中.本文针对微网系统难以调度分散的中小型负荷资源问题,引入负荷聚合商对居民负荷进行整合,建立微网双层优化模型.模型上层以微网系统经济运行成本最低为优化目标;下层采用两阶段优化方法,在负荷特性分类的基础上,负荷聚合商通过与用户签订负荷削减合同的方式对负荷进行削减.模型上层采用NSGA-Ⅱ算法联合熵权双基点法求解,下层采用YALMIP建模语言调用CPLEX工具包对模型求解.算例分析结果表明,在负荷聚合商参与下的微网优化调度能够有效降低微网运行成本,同时将最大日负荷峰谷差降低了23.7%,实现了整体利益最优.     

考虑主动管理模式的多目标分布式电源规划

在考虑主动管理模式条件下,建立了多目标双层分布式电源规划模型.其中,上层规划以分布式电源年投资运行成本和网损最小为目标,下层规划以分布式电源出力切除量最小为目标,考虑风电光伏等间歇式能源出力的随机性及负荷的不确定性,利用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛模拟方法对风速、光照强度和负荷进行抽样,利用非支配排序遗传算法对上层规划模型进行求解,采用原对偶内点法对下层规划模型进行求解,以得到问题的Pareto最优解集,从而避免了传统加权求解方法中权重确定的主观性.同时,通过对33节点配电网算例的仿真和分析,验证了所建模型的合理性和算法的有效性.     

城市地下物流节点的选址

为了对城市地下物流系统中的节点进行合理选址以提高城市地下物流服务水平,首先对城市地下物流节点的特点进行了分析,将城市地下物流节点选址问题抽象为"选址一分派问题",再经进一步分解,将"分派"镶嵌在"选址"中;其次构建了从决策者成本角度出发的上层规划模型和从客户利益角度出发的下层规划模型;最后针对此类双层规划模型,采用组合遗传算法进行求解。研究结果表明,将物流部门成本与客户利益综合考虑的双层规划模型能够有效解决城市地下物流节点选址问题,且模型的算法更加高效。     

基于成本优化的物流园选址模型

为兼顾物流园建设、运输、管理、服务成本和服务质量,提出一种新的物流园选址模型。结合物流园选址目标及相关影响因素,建立了双层规划模型,把决策者和客户的目标统一起来。将影响上层决策者的建设、投资风险等因素纳入上层模型中,在下层模型中分析影响客户选择的距离等因素,并统一量化为成本。采用启发式遗传算法对选址模型进行求解,通过算例计算得出选址结果,验证了模型对成本优化的可行性。