公交网络的认知及可靠性分析

分析了人们公交出行的站点选择行为,提出站点服务区概念并利用Voronoi图对其进行测度.在此基础上,运用复杂网络理论构建了公交站点网络与公交线路网络模型并定义了网络节点的权重向量,同时定义了针对公交系统可靠性评价的公交服务可靠性指标,并设计了相应的攻击策略.结果表明:对于随机攻击,公交站点网络表现出比公交线路网络更强的鲁棒性,而对于蓄意攻击,公交站点网络则表现出更高的脆弱性.     

高速铁路车站作业过程的TCPN仿真通用模型

高速铁路车站作业系统仿真是进行车站作业过程的进路排列与到发线运用等问题研究的有效方法,并可对车站各项设备使用状况进行详细分析.已有的仿真手段存在建模过程复杂、可重用性不足等问题.针对铁路客运站作业系统仿真问题提出了基于赋对有色Petri 网的与车站站型布置不直接相关的高铁车站作业过程通用性模型,用于各种站型布置的高铁车站作业过程的仿真及优化,可以适用于有不同作业类型的高铁车站仿真,该模型具有计算效率高、通用性强、优化方法灵活等特点.     

利用IC 卡数据估计公交OD 矩阵的模型及算法

利用公交IC卡数据建立了估计公交系统OD矩阵的双层数学规划模型,上层问题为广义最小二乘模型,下层问题为以变分不等式表示的基于超路径的公交网络均衡配流模型.采用启发式算法求解该双层数学规划模型,由于非对称性,运用了自适应的投影方法来求解下层的变分不等式问题,算例表明了模型的可行性和算法的有效性.     

新型公交网络模型与最优出行路径算法

给出一种标号的二分图公交网络模型,在此模型基础上给出线路换乘与最优出行路径的算法,这种算法充分利用标号信息给出站点网络图的边权函数.基于站点网络图不仅能够搜索换乘线路而且能够找到最短路径.最后利用天津市部分公交系统验证了该模型及方法的有效性.     

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.     

APTS 下快速公交实时控制-调度方法研究

基于APTS(ADVANCED PUBLIC TRANSPORTATION SYSTEM)环境,研究快速公共汽车交通BRT(BUS RAPIDTRANSIT)单线路运行系统动态调度问题,建立快速公交车辆运行的实时控制模型,设计算法.举例计算结果表明,该调度方法能有效控制快速公交系统车辆运行秩序.     

基于城市公交探测车数据的分析和处理方法

将智能公交系统的智能车辆作为交通移动采集的一种方式,详细分析了智能公交系统的数据流程及公交车作为交通探测车的可行性,随后本文根据公交探测车GPS数据的时域图和“时间—距离”图分析了公交车的运行状态,并详细推导了基于公交探测车数据的行程时间估计算法。     

城市公交系统连续平衡网络设计的双层规划模型及求解算法

根据城市公交网络的具体特点 ,对公交网络进行了系统的描述 ,提出一个双层规划模型来描述连续平衡公交网络设计问题 .在双层规划模型中 ,上层模型为一个标准的公交网络设计模型 ,下层模型是一个公交网络平衡配流模型 .针对所提出的模型 ,设计了基于灵敏度分析的求解算法 .最后 ,给出一个简单算例对所提出的模型和算法加以验证 .     

动态公交网络设计的双层规划模型及算法研究

根据城市公交网络的具体特点,对公交网络进行了系统的描述,同时从公交管理部门和公交出行者两方面进行系统的考虑,提出了一个双层规划模型来描述动态公交网络设计的问题.在双层规划模型中,上层模型为一个基于时刻表的公交网络设计模型,下层模型是一个动态公交网络用户最优配流模型.针对所提出的模型,设计了基于混沌优化方法的求解算法,并给出了一个简单的数值实验来说明所给模型和求解算法的有效性.     

我国大城市公交网络结构的实证研究

对城市公共交通网络结构的深入了解有助于更好的规划、设计与评价公交系统.运用复杂网络的研究方法对我国5个大城市的公交网络结构进行实证分析,统计了路长、群聚系数、度分布等物理量.结果表明网络结构近似于随机网络,不同于国外城市的无标度网络结构.通过分析各个统计量在城市交通中的实际意义,分析了可能造成这种差异的原因.     

多中心城市系统均衡分析与轨道交通投资影响评价研究

考虑了私家车、公交车和地铁三种出行方式,基于连续型多项logit模型,假设居民选址偏好是异质的,探讨了线性多中心城市中居民住宅区位和工作地点的选址行为;通过比较引入轨道交通前后城市系统均衡状态,分析了轨道交通投资对居民分布、住房价格、不同商业中心对就业者吸引力的影响.结果表明轨道交通的引入使得劳动力更聚集于较发达的商业中心,进一步拉大了商业中心吸引力之间的差距;交通的改善导致居民向非中心区域迁徙,使得城市人口密度和住房价格分布更均匀,从而弱化了"地段"的概念.     

综合客运枢纽接运公交线路优化设计

分析了综合客运枢纽接运公交线路优化设计问题的内涵及作用,构建了以运输效率最大和布设线路最小为双目标的优化模型,并将它转化为一类特殊的取送一体化的开放式车辆路径问题进行求解,给出了求解的禁忌搜索算法。最后通过案例进行了验证,证实了该算法具有良好的寻优性能。     

考虑货主时间价值的货物列车开行方案优化

随着高铁建设成网,既有线货运能力得到极大释放,为满足户主时效性需求的小编组高频次货物列车的开行创造了条件.当前开行方案的编制通常仅从铁路运输企业自身的经济效益出发,很少考虑货主时间价值需求对运输方案的影响;此外,在方案编制过程中,很少将发到站相同但归属于不同货主的车流区分对待.因此,本文在综合考虑铁路运输企业和货主两方面因素的基础上.结合新形势下为减少换装等待时间采取的欠轴运输策略,对既有模型的目标函数进行改造:增加单位列车的固定和变动开行费用以及不满足货主时间价值需求的惩罚费用,并进行线性化处理,降低模型求解的复杂度.设计了并行禁忌算法,实现了模型的求解,验证了模型的正确性和算法的可行性.     

城市快速轨道交通接运公交路线网规划

合理的接运公交线网规划是城市快速轨道交通系统充分发挥作用的保证,其关键环节是接运站点的选取和接运路线的优化。接运站点以它可能为轨道路线接运的最大客运周转量来选取;接运路线以接运效率最大为目标搜索优化     

基于支持向量机方法的轨道交通乘客旅行时间短时预测方法研究

目前,北京市已建成总长456km的轨道交通网络,41个换乘枢纽,已基本形成网络化运营,轨道交通在北京公共交通系统乃至城市交通系统中发挥越来越大的骨干作用. 同时,由于北京城市空间调整,城市交通出行活动中心有随城区扩展外移之势,轨道交通出行旅行时间越来越受到关注. 因此,本文研究基于历史数据的轨道交通乘客旅行时间预测方法,引入支持向量机回归模型,并针对预测算法中模型参数的选择问题,提出基于遗传算法的预测模型参数寻优算法,用以提高预测精度. 最后选取实际轨道交通运营线路的动态信息进行计算,预测结果误差小于10%,获得了较高的精度. 生成的旅行时间预测信息,通过乘客信息系统的发布,能够有效减少旅客换乘走行与等待时间,均衡网络客流分布,提高轨道交通网络运营效率.     

面向干支线船舶衔接的集装箱码头泊位分配模型

针对集装箱枢纽港干支线船舶的中转作业,提出了一种新的中转作业模式,即部分中转集装箱不经过堆场堆存,直接在干线船和支线船之间中转.从平衡船舶的延误成本、集卡与场桥作业成本的角度建立基于干支线衔接的泊位分配模型,优化干支线船舶泊位分配计划以及衔接计划.设计求解模型的启发式算法,并对模型与算法的有效性进行了验证.结果表明:基于新装卸模式的泊位分配方法可以降低中转作业的总成本,提高干支线船舶的衔接效率,对提高集装箱枢纽港的竞争力具有重要意义.     

基于两阶段博弈模型的高铁民航竞合关系研究

本文基于两阶段博弈理论构建高铁与民航的竞合关系模型,通过旅客视角构建一维演化博弈模型,测算高铁与民航的最佳竞争区间;通过古诺博弈理论构建基于价格视角的高铁民航竞合关系模型;通过伯特兰博弈理论构建基于距离视角的高铁民航竞合关系模型,探讨高铁与民航的竞合关系,以期找到两者之间实现共赢的科学策略.研究结果表明:650 km～850 km距离区间是民航和高铁最为激烈的竞争区间,随着运输距离的增加,民航的博弈策略由合作转变为竞争,而高铁恰恰相反,高铁的策略由竞争转变为合作.     

基于枢纽魅力度的城市公交枢纽布局优化方法

本文提出一个两阶段的城市公交枢纽布局优化方法, 该方法首先从备选点易达度、公交线路聚集程度和公交线路的分布范围评价其魅力度, 进而确定备选枢纽点集. 基于备选枢纽点集, 综合考虑乘客和运营者双方利益, 提出一个以枢纽辐射域最大、枢纽间相似度最小和土地成本最少的多目标枢纽布局优化模型, 并设计多目标遗传算法进行求解. 最后, 以大连市主城区的公交系统为例, 对本文提出的模型和算法进行检验. 通过实例分析发现, 本文提出的备选枢纽筛选模型得到的备选点几乎涵盖了大连市主城区的主要集散点, 表明以魅力度评价备选枢纽点的方法是可行的, 可以有效地为枢纽布局优化提供较合适的搜索空间. 同时, 从枢纽布局优化结果看, 本文提出的多目标优化模型可以兼顾枢纽的数量、位置和土地成本, 优化结果也符合大连市的实际情况.     

基于多学科虚拟样机的粘着控制仿真平台

重载列车和准高速动车组的运行,使轮轨之间的粘着经常处于极限状态,因此需要研究更先进的控制方法来优化利用粘着力。建立了包括牵引系统、控制系统和机车多体动力学模型的多学科虚拟样机仿真平台。使用机械动力学仿真软件ADAMS/Rail建立了某种电力机车的多体动力学仿真模型;利用MATLAB建立了组合粘着控制算法;通过联合仿真实现了针对机车粘着控制系统的多学科虚拟样机仿真。联合仿真平台成为了沟通粘着控制方法理论研究和试验研究的桥梁,为智能控制方法在粘着系统中的应用提供了有效的仿真环境。

Abstract：

With heavy-haul train and high-speed electric multiple unit （EMU） operation,the adhesion between wheel and rail often reaches limit states.Therefore the advanced control arithmetic should be studied to optimize the use of the adhesion force.A simulation platform was built including traction system,control system and multi-body dynamics model of an locomotive.The model of the electric locomotive was established with ADAMS/Rail （Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）.Then a hybrid adhesion control algorithm was designed using MATLAB.The adhesion control system can be studied with co-simulation of different simulation tools.The theoretical and experimental studies are realized with the simulation platform.It provides a new and effective ways to study the adhesion control.     

轨道交通网络列车衔接组织的递阶协调优化

协调轨道交通网络列车的运行组织，能够使运能资源得到合理配置。在分析网络协调性的基础上，将轨道交通网络视作动态大系统，建立换乘站子系统所在衔接层的换乘时间效益优化模型，再从网络协调层对换乘节点间列车衔接方案进行全局递阶优化，描述了相应的并行协调求解算法。结合实例模拟协调过程获得可选方案，对协调性和适用性做了比较，结果表明该方法可根据不同需求产生相应协调方案，为列车运行组织提供决策依据。