柔性间隔发车下城轨网络换乘协同优化

为提高城市轨道交通网络时刻表和客流需求的匹配性,采用柔性间隔发车策略以提高协同性能.以等间隔发车模式下列车发车相位确定发车基准点,并容许列车发车时刻在基准点附近可柔性调整一定范围,以最大化网络总换乘协同乘客数为目标构建了基于柔性发车间隔的时刻表协同优化模型;考虑优化模型中存在大量0、1变量,模型求解困难,以各线路的列车发车相位以及各列车发车时刻的柔性偏移量为染色体设计了遗传算法来生成优化解.案例研究结果表明:遗传算法求解性能好,在等间隔发车时引入10%柔性,实现换乘协同乘客数提高11.85%.该方法可快速生成网络换乘协同时刻表方案,提高换乘节点效率,能满足大规模网络的求解需求.     

无线Mesh网络信道分配与路由度量联合优化算法

针对无线Mesh网络中传输链路负载不均衡的问题,使用混合整数线性规划问题表示联合信道分配、路由度量以及网络接口分配的优化模型,提出一种快速收敛的启发式算法(ILSG)求解规划问题。ILSG算法使用考虑网络连通性以及负载均衡的贪婪算法生成可用初始值,将初始值代入局部迭代搜索法(ILS)获得规划结果并确定网络资源分配方案。仿真结果表明:ILSG算法可以以更快的收敛速度得到优化模型的分配策略,在保证网络公平性的基础上提升了网络性能。     

考虑船公司利益均衡的动态离散泊位分配问题

为了提高港口对船公司服务的公平性,研究考虑不同船公司利益均衡的动态离散泊位分配问题。综合考虑船舶在港的装卸时间、港口内泊位的可用时间、船舶的服务总成本以及任意两家船公司之间的利益均衡,提出一种离散型泊位分配的混合整数规划模型。通过仿真研究从不同角度对船公司的利益进行均衡分析,结果发现在不同的均衡度下,船公司总成本随着利益均衡度的递增而下降,降至最低成本后保持不变;而在不同角度下的整体变化趋势一致。     

考虑空调负荷弹性约束的用能优化研究

空调负荷(air conditioning loads, ACLs)可作为一种灵活的需求侧资源参与新型电力系统的源-荷互动.充分利用ACLs的热力学特性,既能发挥ACLs的负荷调节能力,又能保证用户的舒适度.现有的优化方法将ACLs的热力学约束建立为刚性约束.通过松弛刚性舒适变量,提出了一种考虑弹性约束的空调负荷用能优化策略以满足系统运行中极端情况下的负荷调节需求.首先,建立了空调负荷的弹性优化模型.其次,通过引入辅助变量,将舒适变量与辅助变量之间的关系定义为弹性约束,并将线性化处理后的舒适度惩罚成本加入目标函数中.最后,采用混合整数线性规划求得最优解.优化结果表明,基于弹性约束的空调负荷优化结果具有更显著的削负荷效果.变频空调和定频空调的仿真结果都验证了所提方法的有效性.     

考虑断点成本的长干线分段绿波控制方法

为了解决交叉口数量较多的长干线绿波控制中绿波带宽较小或无可行带宽的问题,在经典双向绿波控制模型算法的基础上,建立考虑断点成本的长干线分段绿波控制算法. 通过0-1状态变量描述各交叉口是否为绿波分段点,根据同一子段内部交叉口与不同子段之间交叉口的带宽关系及绿波传递关系,调整优化求解算法中的带宽约束与整环约束,考虑绿波分段点处的带宽损失,以不含子段首个交叉口带宽的实际长干线带宽总和为优化目标,构建考虑断点成本的长干线分段绿波控制求解算法. 通过算例,对比MAXBAND-81经典模型与所提方法的求解结果. 研究结果表明,相对于MAXBAND-81,利用所提算法能够有效地提高长干线协调控制绿波带宽,提升长干线主路的通行效率;当无法确定分段数限制时,利用所提方法可以在全局范围内求得最优的绿波分段划分方法与长干线最大带宽和.     

交通分配模型的评价与检验方法

通过对交通分配模型分配结果的分析与评价得到不同的检验方法与分配模型分配效果的相关关系,以及定量评价分配模型的一种方法,以减少在使用中因分配模型系统误差而造成的偏差。     

基于主动横摆力矩优化分配的车辆底盘集成控制

基于二自由度车辆模型设计了车辆底盘集成控制器,开发了基于二次规划法的主动横摆力矩优化分配算法。针对阶跃转向和单移线转向行驶两种典型工况进行了仿真试验。结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显地改善车辆的操纵稳定性;开发的主动横摆力矩优化分配算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,能获得较好的车辆操纵稳定性。     

考虑乘客个性化出行的需求响应型接驳公交调度模型

为了将轨道站点周边的居民吸引至轨道交通出行,提出一类需求响应型接驳公交调度的混合整数线性规划模型,当居民通过手机APP或网站下达他们的出行起讫点、时间窗及最大在车时间后,考虑车辆的额定载客量、最大行驶里程等约束,确定车辆访问居民的顺序及其到达时间,追求总运输里程最少.利用Cplex求解模型的精确解,结合一个算例,给出了不同车辆数的接驳公交调度方案,比较了有无乘客在车时间限制的方案差异,并分析了参数灵敏度对调度结果的影响,从而验证模型的正确性.     

考虑需求侧响应的电气设备调度混合分散式优化

为了缓解用能持续增加对电力系统造成的负担和解决大规模电气设备联合调度时的优化计算问题,提出了考虑需求侧响应的大规模可控用电设备和储能设备的混合分布式优化调度方法。首先建立可控用电设备负荷和储能设备的数学模型,在此基础上,构建了以系统和各设备运行特性为约束,以系统购电费用、用户不满意费用和储能设备损耗费用之和最小为目标函数的混合整数非线性集中式优化数学模型。其次,针对此高维、多目标和多约束且难于求解的非线性集中式优化模型,采用拉格朗日松弛法将其分解为两个子问题,即分别对应可控电气设备负荷的优化调度问题和储能设备的优化调度问题。而且,对于前者又可进一步分解为各可控电气设备负荷的优化调度子问题并通过内点法求解计算;对于后者又可分解为各个储能设备问题的混合整数线性优化调度子问题并通过Benders分解法并行求解计算。然后,为了验证所提混合分布式优化方法的有效性及其优越性,基于算例,对比分析集中式和分散式优化调度时的目标函数值和电气设备优化调度结果,不同规模电气设备对集中式和分散式优化方法计算效率的影响。根据结果可见,所提优化调度方法与集中式优化方法的目标函数值基本一致,但所提方法对应的电气设备优化调度结果可以很好地响应分时电价策略,储能设备削峰填谷效果好;而且所提混合分布式优化方法可以降低优化问题的求解复杂度,计算效率高,几乎不受电气设备规模的影响。     

考虑需求紧迫度的应急车辆路径优化方法

为提高应急管理水平,量化各受灾点物资需求紧迫度,提出考虑紧迫度的车辆最优路径规划方法。采用K-means聚类算法确定应急物资配送中心的选择以及受灾点的划分,以应急救援过程中的总时间最短、救援所花费的总费用最小以及受灾点紧迫度排序指数最大为目标,构建多目标的应急车辆路径优化模型,并设计改进的布谷鸟-蚁群组合算法进行求解。以汶川地震为背景构造算例,验证模型的有效性,结果表明:与不考虑需求紧迫度的车辆路径方案相比,考虑需求紧迫度的路径优化方案在所需运输总时间上升1.92%、救援过程总费用增加3.43%的前提下,紧迫度排序指数提高了11.2%。考虑需求紧迫度的车辆路径优化模型在保障突发灾害救援效率的同时,兼顾了不同受灾点的物资需求程度,提高了应急物资运送的公平性。     

考虑满载率均衡的城市轨道交通直通运营开行方案优化

为了优化城市轨道交通直通运营的开行方案,分析了城市轨道交通直通运营的运营组织方法,划分了直通运营条件下乘客OD类型,提出了直通运营条件下的列车满载率不均衡系数的计算方法;加入了对列车多编组以及满载率不均衡性的考虑,以直通运营区间范围、不同列车发车频率、不同列车编组为决策变量,以最小化乘客出行成本、企业运营成本以及满载率不均衡系数为目标,构建了直通运营条件下城市轨道交通列车开行方案优化模型,设计了混合编码的遗传算法进行求解;以北京地铁房山线与9号线为例,研究了高峰时段和平峰时段最优的城市轨道交通直通运营开行方案,对比分析了直通运营与独立运营模式下的区间满载率等运营指标,探究了不同目标权重对最优解及优化结果的影响。结果表明：在高峰时段,与独立运营模式相比,直通运营模式在不改变列车编组的条件下,优化效果达到了12.85%;在平峰时段,开行多编组的列车可以有效地提高全线的满载率均衡性;最后通过权重分析发现随着乘客服务水平权重下降、运营企业成本权重上升,直通列车的发车频率下降,直通运营区段逐渐变小,开通直通运营列车的效果逐渐变差。     

城市轨道交通建设对城市环境的影响分析

城市轨道交通是改善城市交通拥堵状况的主导客运方式之一。文章以NJ城市轨道交通为例。定性定量地综合评价和分析了城市轨道交通建设运营对城市环境的正面和负面影响,阐明了城市轨道交通对该地区生态环境和城市环境的改善具有明显的积极作用。     

城市轨道交通车站双层选址模型

为保证城市轨道交通车站选址的合理性,避免建成后分担率低的情况,建立基于既定线路和候选车站的双层选址模型.上层模型以客流量最大为目标,且在对候选车站进行客流量预测时,建立地理加权回归模型.下层模型考虑经济属性,将乘客出行成本和运营方成本作为城市轨道交通综合交通成本,以单位乘客综合交通成本最小为目标.通过对比多个启发式算法,确定基于模拟退火算法的求解流程.以哈尔滨地铁1号线为例,运用所建立模型对该线路的车站进行重新选址.结果表明:采用该模型所得到的车站选址方案其各车站每日上车乘客量之和为191 553人,较现有的177 010人,增长了14 543人,增长比例为8.2%;而新选址方案的牵引能耗成本为每日15 972元,较现有车站的17 501元,减少了1 529元,减少比例为8.7%。所建立的城市轨道交通车站双层选址模型能同时保证选址结果的社会效益和经济效益.     

我国城市轨道交通项目建设质量管理研究

分析了我国目前城市轨道交通项目质量的现状和影响因素,并基于全寿命周期理论,从项目建设质量管理的不同角度,提出了＂健全行业法制建设、风险管理、工期的科学制定和IT手段管理＂等改进轨道交通项目建设质量管理的若干措施。     

城市规划中的轨道交通发展方向

人类社会发展正面临着人口膨胀、资源超前消耗、环境急剧恶化的空前挑战,可持续发展理念指导下的的现代城市规划,决定了我国的大部分地区只能追求以公共交通为基础的高质量的可达性.具有多项显著优点的轨道交通(尤其是地铁运输模式),是解决大城市中心区域交通拥堵问题的最佳途径,但必须在依托改善既有公交系统、并通过优化网络便捷换乘而达到相互协调配合的前提下,注意降低它的建造运营成本.     

上海轨道交通网络规划与城市空间结构布局研究

本文结合上海轨道交通的建设发展,分析上海近、远期轨道交通网络规划,针对上海2020年城市空间结构布局,提出"2环13射"的轨道交通网络规划设想.     

城市轨道交通站点分布优化模型与算法

为解决最优平均站间距在实际布设站点时指导作用不明显的问题,提出城市轨道交通站点分布优化模型与算法.首先定义了城市半径,然后将城市分为3种形态,线路分为两类,分别建立基于城市规模的轨道交通平均站间距模型,并进行了求解.根据线路途经区域能否建设站点,将线路分为障碍区、连接区和可行区,确定可行域.根据站点客流量及线路途径区域的功能布局将站点分为3个等级,建立求解站点位置模型.最后以长春轻轨4号线进行实例分析,结果表明:模型能够求解最优平均站间距,并确定每个站点的布设位置.与既有站点比较分析,模型求解的站点分布将轻轨4号线高峰小时运能提高了6个百分点.     

城市轨道交通出站楼梯处乘客排队机理

在实测数据的基础上,分析了轨道交通出站乘客的出站规律,拟合了出站乘客在通道内和楼梯上的流量-密度曲线。在所得流量-密度曲线的基础上,研究了两个不同出站通道宽度条件下楼梯处乘客的排队机理。研究表明,拥堵产生时,通道和楼梯上乘客的水平速度近似相等,但楼梯上乘客的密度小于通道内乘客的密度,楼梯的通行能力低于通道的通行能力,从而产生乘客排队现象。     

雨雪天气下轨道交通客流预测模型

为了完善雨雪天气下轨道交通客流预测模型,对哈尔滨市地铁1号线2017年12月份至2019年1月份的全线客流数据进行研究,引入客流基准值和客流偏差率的指标来量化轨道交通客流波动情况,研究雨雪天气下轨道交通客流波动规律,提出一种基于雨雪天气下轨道交通客流时空波动规律的短时客流预测模型WI-LSTM,以平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)以及平均相对误差(MRE)作为预测模型的评价指标,与经典的SARIMA预测模型、支持向量回归(SVR)预测模型和未考虑雨雪天气的LSTM预测模型进行了对比。结果表明：考虑雨雪天气的WI-LSTM预测模型可以充分利用雨雪天气轨道交通客流波动规律,相比其他3种预测模型具有更高的准确性和可靠性。WI-LSTM预测模型进一步提升了雨雪天气下轨道交通客流预测精度,可为轨道交通企业运营管理提供数据支撑。