基于可替换路径对的多用户均衡交通分配算法

针对多用户均衡交通分配问题，依据多用户均衡条件，给出了该问题的变分不等式模型和间隙函数。利用可替换路径对的概念，设计了基于可替换路径对的多用户均衡交通分配算法。在大规模交通网络上，对比分析了提出的交通分配算法、外梯度算法、基于用户的对角化算法和基于起点的对角化算法等的性能。数值结果表明，提出的基于可替换路径对的交通分配算法在求解精度、算法效率以及稳定性等方面都显著优于其他算法。     

城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法

在对城市轨道交通线路属性进行数学描述的基础上,以车辆段设置地点为核心,提出两站图及三站图理论,设计分层顺序和反序推点算法计算列车在中间站的到发时刻,并以分时段列车等间隔运行为目标函数,构建城市轨道交通列车运行图通用数学模型.利用北京城铁13号线数据,通过计算机模拟方法验证了论文提出的城市轨道交通列车运行图编制理论的正确性和实用性.     

考虑用户体验的动态共乘系统设计

动态共乘系统是一种新兴的智能出行系统,它通过实时动态地将司机和乘客进行匹配,达到有效整合路网运力资源、缓解交通拥堵和减少环境污染的目的.用户体验的优劣对动态共乘系统的可持续发展至关重要,传统的系统设计只重视运行效率,而忽略了用户心理.为此,本文引入实时反馈、优先权分配以及不动匹配对移除三大机制,提出了一个新的考虑用户体验的动态共乘系统.系统的决策过程分为三个阶段:1)建立基于优先权分配的最大权重双向图匹配模型,以确定当前最优匹配方案;2)基于实时反馈机制,将匹配结果告知出行者;3)基于不动匹配对和最晚出发时刻,进行方案评估.最后,通过数值算例将提出的动态共乘系统与传统系统进行了对比.结果表明,本文提出的系统可以大幅度缩短用户的等待时间,改善用户体验,同时有效地提高系统的运行效率.     

两种经营模式下通勤廊道停车换乘选址及停车费用优化

停车换乘作为交通需求管理措施的一个重要手段,可以有效缓解城市中心区的交通拥堵以及城市停车问题.合理的停车换乘没施选址和停车费用都将大大提高停车换乘设施的作用和完善整个城市交通系统的功效.本文以通勤廊道的停车换乘系统为对象,分别考虑政府经营和企业经营两种模式,提出了双层规划模型来描述停车换乘条件下停车换乘选址及停车费用优化问题.基于灵敏度分析的方法,提出了分支定界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.该研究可以为从成本与收益的角度对停车换乘设施的建设方案的评价提供决策支持,对停车换乘系统的发展和规划具有理论指导意义.     

城市交通拥堵传播规律与消散控制策略研究

解决城市交通拥堵的关键是深入理解城市交通拥堵的形成机理与演变规律,从而制定科学的管理控制策略.本文首先介绍了城市交通拥堵基本概念,以及城市交通拥堵传播规律与消散策略的最新研究进展,在此基础上重点介绍了本课题组在城市交通拥堵传播规律与消散控制策略方面的研究成果.包括采用微观与宏观相结合的方法建立拥堵传播模型,分析突发事件所导致交通拥堵传播规律,交通需求增长所导致拥堵瓶颈识别,提出动态拥堵消散控制策略.     

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.     

客运专线枢纽旅客衔接方案模型与计算方法的研究

在分析客运专线开行和衔接方案关系的基础上,综合考虑铁路经济效益和旅客服务质量,建立了客运专线枢纽旅客衔接方案的数学模型,提出了基于分块编码的改进型遗传算法的优化方法.算例试验表明,该算法能够有效地求解衔接方案的编制问题,并能达到快速准确的良好效果,为客流组织人员提供可行的优选方案.     

考虑出行者异质的多类型充电设施部署优化

考虑新型的兼容插电式充电与无线充电的电动汽车，以及路网中具有不同时间价值的出行者，本文研究了在有限投资预算约束下的多类型充电设施部署优化问题，包括传统静态插电式充电设施和动态无线充电设施在路网上的布局.本文提出了一个双层规划数学模型，上层模型描述了政府在给定投资预算下，如何确定充电设施的部署位置与类型，以使得系统总出行成本最小；下层模型采用多类型用户均衡（UE）准则来描述路网流量分配与充电设施部署位置的相互作用，即出行者的出行选择行为.针对提出的双层规划数学模型，本文提出了改进的混合整数代理模型优化算法（MSO-MI），并在其中嵌入双投影算法求解下层的多类型UE问题.算例分析验证了提出的模型和MSO-MI算法的有效性.