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旅客列车捎带模式下的高铁快运网络配装方案优化

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系统工程理论与实践 2024年第5期44卷 1699-1713页

作者：杨喜梅康柳江孙会君吴建军北京交通大学综合交通运输理论交通运输行业重点实验室北京100044 北京交通大学系统科学学院北京100044

针对高铁快运网络货物运输配装优化问题,本文提出既有旅客列车捎带模式下的货物运输两阶段配装方案编制方法.第一阶段基于高铁快运网络采用K短路径算法计算货运需求可行路径集;第二阶段结合需求运输路径类型、列车装载状态以及列车跨线... 详细信息

针对高铁快运网络货物运输配装优化问题,本文提出既有旅客列车捎带模式下的货物运输两阶段配装方案编制方法.第一阶段基于高铁快运网络采用K短路径算法计算货运需求可行路径集;第二阶段结合需求运输路径类型、列车装载状态以及列车跨线运行情况,构建运输配装方案优化模型.此外,由于组合优化问题的复杂性以及模型非线性和多变量特点,传统粒子群算法求解不同货运规模下的运输配装方案模型效率较低.因此,本文通过循环迭代优化运输路径和货物配装方案,提出改进的嵌套粒子群算法以提高求解效率和精度.最后,本文以哈大客专、京沈客专、长白乌等10条高速铁路及动车组运行线路构成的路网为例,验证运输配装方案模型和算法的有效性.案例结果表明,考虑开行跨线列车的运输配装方案优化模型减少了约5%的需求滞留量.此外,嵌套粒子群算法能够有效求解大规模高铁网络货物运输配装问题,在求解效率上较经典算法提升约20%.

关键词：高铁快运运输路径配装模型两阶段算法嵌套粒子群

基于生产计划协同的商品车海铁联运班列开行方案优化研究

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铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2615-2625页

作者：赵阳子李海鹰王莹张家瑞北京交通大学交通运输学院北京100044

在物流业制造业深度融合创新发展的背景下,编制列车开行方案的同时考虑与主机厂生产计划的协同配合对推动商品车海铁联运高质量发展有着重要意义。为助力主机厂精益化管理、促进商品车海铁联运降本增效,从优化商品车海铁联运各环节衔接... 详细信息

在物流业制造业深度融合创新发展的背景下,编制列车开行方案的同时考虑与主机厂生产计划的协同配合对推动商品车海铁联运高质量发展有着重要意义。为助力主机厂精益化管理、促进商品车海铁联运降本增效,从优化商品车海铁联运各环节衔接的角度出发,基于主机厂生产计划特点和海铁联运作业流程,综合考虑海运船期、班列开行方案和主机厂生产计划的协同配合,研究商品车海铁联运班列开行方案的优化方法。在构建商品车海铁联运动态运输服务网络的基础上,假设一定决策周期内生产计划和备选船期已知,以最小化海铁联运系统总物流成本为目标,以网络流平衡、弧段能力和班列编组数量要求等为约束条件,建立班列开行方案的优化模型,确定决策周期内班列开行方案和对接船期的选择。选取商品车海铁联运典型案例进行求解验证和灵敏度分析,并与原模式下船期确定和产运分离两个情景进行比较分析。由重庆鱼嘴站—广州港的商品车海铁联运案例分析可知,协同生产计划模式下的目标函数值对比船期确定情景和产运分离情景分别降低了147 400元和80 500元,并在一定程度上改善了运输时效。算例结果表明,在组织商品车海铁联运时将主机厂生产计划纳入考虑能够有效降低物流成本,提高运输效率;所提模型能够为海铁联运班列的开行方案决策提供有效参考。

关键词：海铁联运生产计划列车开行方案服务网络优化

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前继列车晚点条件下换乘客流的接续方案优化

北京交通大学学报 2024年第1期48卷 147-158页

作者：刘洋王志美北京交通大学交通运输学院北京100044

针对列车运行受到干扰下运行图调整问题,对前继列车晚点条件下换乘客流的接续方案进行研究,将换乘客流和在车客流影响最小化作为优化目标对列车运行图进行相应调整.在前继列车晚点条件下,假定换乘客流既可以换乘到原接续列车,也可以选... 详细信息

针对列车运行受到干扰下运行图调整问题,对前继列车晚点条件下换乘客流的接续方案进行研究,将换乘客流和在车客流影响最小化作为优化目标对列车运行图进行相应调整.在前继列车晚点条件下,假定换乘客流既可以换乘到原接续列车,也可以选择其他符合换乘条件的列车,建立所有列车上的旅客延误时间最小和换乘失败旅客数量最少的多目标模型,以期在保证换乘成功的前提下最小化列车运行计划调整.以京沪高铁和郑徐高铁上行部分区段为例验证模型的有效性.研究结果表明:当考虑列车总调整时间和换乘客流失败成本相互制约关系时,可以通过增加列车运行调整时间来提高换乘成功客流量;当考虑所有列车上的旅客延误时间和换乘旅客失败成本相互制约关系时,可以通过牺牲部分换乘旅客来减少在车旅客的总延误时间;当其他接续列车空余席位大幅减少时,接续方案倾向于调整原接续列车的到发时刻,避免换乘失败的旅客量大幅增加.

关键词：高速铁路运行调整换乘接驳列车晚点

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基于竞争情景的双枢纽航线网络优化模型

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2902-2911页

作者：何湘妮李艳华阳杰北京交通大学交通运输学院北京100044

针对双枢纽机场不属于同一机场集团的航线网络重合问题,以机场为视角优化航线网络布局,提出竞争情景下的双枢纽航线网络优化模型。在P枢纽中位问题航线网络构建思想的基础上,以旅客计划延误成本和航线重合成本最小为目标,考虑双枢纽机... 详细信息

针对双枢纽机场不属于同一机场集团的航线网络重合问题,以机场为视角优化航线网络布局,提出竞争情景下的双枢纽航线网络优化模型。在P枢纽中位问题航线网络构建思想的基础上,以旅客计划延误成本和航线重合成本最小为目标,考虑双枢纽机场直飞和中转航线、旅客需求、中转航程等因素,建立了竞争情景的无容量限制严格多分配0-1整数规划双枢纽航线网络优化模型,并使用交互式的线性和通用优化求解器(LINGO)对模型进行求解。选取成渝机场群成都双流机场和重庆江北机场作为双枢纽进行实例分析,通过不同航线重合成本研究航线网络优化问题。结果表明:优化后的目标函数值下降明显,计划延误成本下降率随航线重合成本的升高而减小,其中,航线重合成本为2000元和3000元时,目标函数值的下降率最高,分别为32.8%和32.6%,此时航线网络计划延误成本和航线重合成本的平衡效果最好。可见,所提模型可以在充分考虑双枢纽机场竞争关系、兼顾计划延误成本的同时降低航线重合率,从而减少航线冗余导致的资源浪费,为存在竞争关系且追求协同发展的双枢纽合理调整航线网络提供指导。

关键词：航线网络双枢纽航线重合成本计划延误成本 P枢纽中位多目标整数规划

基于计算机视觉的轨道交通站内火灾检测与定位

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 53-63页

作者：张金雷杨健刘晓冰陈瑶杨立兴高自友北京交通大学系统科学学院北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044

为及时有效地处理轨道交通站内火灾事件,本文提出基于计算机视觉的站内火灾检测与精细化火灾定位模型(Fire-Detect)。首先,基于Unity仿真模拟和收集互联网图像数据的方式制作站内火灾图像与视频数据集Fire-Rail,用于训练构建的火灾检测... 详细信息

为及时有效地处理轨道交通站内火灾事件,本文提出基于计算机视觉的站内火灾检测与精细化火灾定位模型(Fire-Detect)。首先,基于Unity仿真模拟和收集互联网图像数据的方式制作站内火灾图像与视频数据集Fire-Rail,用于训练构建的火灾检测算法和精细化火灾定位算法;其次,基于卷积神经网络、残差结构与通道注意力机制构建火灾检测算法,用于检测站内监控视频中每帧分别为“正常状态”或“疑似火灾”状态;最后,在“疑似火灾”状态下,模型启动精细化火灾定位算法,将图像以及后续的每帧图像输入精细化火灾定位算法中,并实时输出火灾发生场景下的精细化火灾定位信息。在Fire-Rail数据集上进行实验,火灾检测算法在测试集的准确率为95.12%;此外,卷积神经网络层级实验平衡了资源消耗和准确率,消融实验验证了各部分的有效性,鲁棒性实验表明,该算法能处理大部分噪声,整体模型的平均火灾定位检测精度mAP为77.3%,可应用于轨道交通站内视频监控设备。

关键词：智能交通火灾检测深度学习轨道交通车站计算机视觉

基于运载能力的铁路集装箱中心站轨道吊与集卡协同优化

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 188-198页

作者：常祎妹汪洋朱晓宁北京物资学院物流学院北京101149 北京交通大学交通运输学院北京100044

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装... 详细信息

为解决铁路集装箱中心站设备资源有限的问题,本文基于集卡实际运载能力,研究铁路集装箱中心站集卡“一车两箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同优化问题,并构建以集卡作业完成时间最短为目标的整数规划模型,同时,考虑集卡运输不同尺寸集装箱的决策以及轨道吊的安全约束等实际情况。为求解模型,设计考虑轨道吊分配策略的遗传模拟退火算法,并进行3组不同规模的实验,验证模型和算法的可行性和有效性。实验结果表明,与传统集卡“一车一箱”模式下,“轨道吊-集卡”协同作业相比,集卡“一车两箱”模式下,作业完成时间平均缩短了13.3%,并且随着算例规模的增大,集卡“一车两箱”模式的作业完成时间缩短越明显;同时,集卡“一车两箱”模式下,轨道吊作业更加灵活且作业量更均衡;此外,当铁路集装箱中心站集卡资源有限时,集卡“一车两箱”模式也可以提高设备的利用率。

关键词：铁路运输设备协同优化遗传模拟退火算法集卡“一车两箱” 运载能力铁路集装箱中心站

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站点需求响应的电动模块公交车重组调度优化

中国公路学报 2024年第4期37卷 24-36页

作者：高虹刘锴姚恩建大连理工大学交通运输学院辽宁大连116024 北京交通大学交通运输学院北京100044

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好... 详细信息

传统的电动公交系统受到固定车辆容量等限制,难以通过灵活地调度应对时空不均衡的站点需求。为突破这一瓶颈,基于一种采用耦合/解离操作实现容量动态调整的电动模块车技术,提出考虑站点需求响应的模块化公交重组调度优化模型,可以较好解决乘客在车站的滞留问题。模型以单公交线路为研究对象,通过优化电动模块车在组合站点的容量重组操作和不同班次间的序列决策,旨在最小化包括车辆派遣、运营能耗等多项成本在内的总成本。特别考虑到模块车电池容量较小等特点,调度模型强调了车辆个体的能耗限制和充电计划。针对提出的混合整数非线性规划模型,引入辅助变量将约束中所涵盖的非线性部分转化为线性约束,增强模型的可求解性。采用郑州市电动公交实际运营数据提取的多项参数作为模型输入,将优化后的车辆使用数、系统总成本、未服务乘客的惩罚成本以及充电成本等多项指标与其他2种调度策略进行对比。结果表明:相较于传统电动公交,考虑站点需求响应的模块车调度策略可使系统总成本降低约26.6%,特别是站点间动态容量调整的优势可以使滞留乘客的人数降低95.4%,提高公共交通服务的便民性;与非站点响应的模块车调度模式相比,总成本也降低约7.3%,其中运营和充电成本的减少最为显著。最后展开敏感性分析为实际运营中关于车型选择、电池容量配置以及寻找乘客服务水平和运营经济性二者的均衡点提供了决策依据。

关键词：交通工程电动模块车调度优化站点需求响应乘客滞留充电决策

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高速铁路预售期旅客购票量分布预测

铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 13-25页

作者：徐光明林珊珊米希伟王凯胡心磊中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 北京交通大学交通运输学院北京100044

在预售前(相隔31 d)预测高速铁路预售期旅客购票量分布是铁路企业精准进行收益管理的前提。基于高速铁路预售模式和旅客售票数据,分析预售期内各预售日旅客购票量的相关性,探究预售期旅客购票量分布的影响因素。综合考虑出发日特征以及... 详细信息

在预售前(相隔31 d)预测高速铁路预售期旅客购票量分布是铁路企业精准进行收益管理的前提。基于高速铁路预售模式和旅客售票数据,分析预售期内各预售日旅客购票量的相关性,探究预售期旅客购票量分布的影响因素。综合考虑出发日特征以及旅客购票量分布时序特征的影响,构建了考虑多输出间关联性的最小二乘支持向量回归-卷积长短期记忆网络(MLSSVR-ConvLSTM)模型。以京沪高铁线路中上海虹桥站至北京南站、上海虹桥站至徐州东站、上海虹桥站至无锡东站这3种不同距离OD旅客为例,进行预售期旅客购票量分布预测实例分析。研究结果显示:MLSSVR-ConvLSTM模型预测结果较好地反映了真实的预售期旅客购票量分布的变化趋势,平均绝对百分比误差为6.7%~11.0%,预测效果优于多元线性回归(MLR)、K近邻回归(KN)、极致梯度提升算法(XGBoost)、支持向量回归机(SVM)、多输出最小二乘支持向量回归(MLSSVR)和卷积长短期记忆网络(ConvLSTM)等模型,验证了所提出模型的合理性和有效性。进而表明,在构建预售期旅客购票量分布预测模型时,考虑预售期旅客购票量分布整体性以及各类因素的综合影响可有效地提高模型预测精度。所提出的预售期旅客购票量分布预测模型可以为铁路企业制定动态票额分配和浮动票价等政策提供理论支撑。

关键词：高速铁路预售期旅客购票量分布预测 MLSSVR-ConvLSTM模型售票数据

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网约车合乘均衡匹配与激励策略

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 95-103页

作者：彭子烜崔林郭志伟陈晗阳魏丽英北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等... 详细信息

针对需求高峰期乘客以红包或调度费等形式激励网约车司机以实现网约车自我调度这一问题,研究了乘客-网约车匹配决策与激励策略选择间的交互关系。基于网约车合乘模式下的均衡匹配状态,以乘客总剩余最大化为目标,考虑匹配、均衡、成本等约束条件,构建了考虑奖励策略的乘客-网约车均衡匹配模型,从乘客视角设计了乘客激励策略、网约车激励策略、乘客和网约车激励策略,并将3种激励策略嵌入到列生成算法对模型进行求解,以实现匹配均衡和价格均衡。以大连市出租车数据为对象进行实证分析,研究结果表明,相比于仅以随机调度费等形式从供给侧激励司机,同时从需求侧和供给侧实施激励策略可以促成更多合乘出行,乘客剩余可提高12.6%;当需求大于供给时,26%的激励在乘客间转移以实现更多的合乘出行;合乘折扣系数也会影响激励流向,同时使用激励策略和合乘折扣策略调节供需可以避免司机恶意竞争和乘客无效激励,在降低乘客出行成本的同时提高司机收益,促成更多合乘出行。

关键词：交通运输规划与管理网约车合乘均衡匹配激励驱动策略