城市交通网络动态建模与交通行为研究

介绍了国家自然科学基金资助项目"城市交通网络中运量的动态平衡分配模型与算法"(79770006)研究工作的特色、研究的内容与进展,并从实际研究中解析研究工作的某些规律.     

非定向流量限定型军事路网隐蔽性熵测度及其运输分配研究

考虑到战争时期军需物资运输不存在道路定向的限制,而存在运量有限的要求,本文在已有研究基础上提出了流量限定且隐蔽性最大条件下的非定向军事路网隐蔽性熵测度方法,以及该测度方法下的军需物资运输分配模型。新的隐蔽性测度公式与物资运输分配模型能兼顾非定向性和流量限定两方面约束,更为符合实际需要。此外,文中还分析了非定向和流量限定条件下军事路网多方面性质,即非负性、对称性、扩展性、收发路段的定向性、路网的可转换性以及路网循环流的可能性。结合隐蔽性熵测度方法和路网性质,笔者构建了非定向流量限定条件下军需物资运输分配模型。最后,通过具体算例充分验证了新隐蔽性熵测度方法和运输分配模型的可行性与有效性。     

以制造商为核心的供应链的优化决策模型

供应链的优化过程可看作在核心企业领导下各成员共同参与的一系列决策过程.本文根据从整体到局部的优化思路,建立了以制造商为核心的SC优化模型,即先实现供应链整体效益的最大化,然后进行供应链内部的利益分配.通过模型可求出最佳的转运量,内部转移价格以及最终产品的市场价格等决策变量,为决策提供了精确的定量化依据,提高优化决策效率.     

中国各省域口岸进出境运量的空间统计分析北大核心CSSCI

口岸是发展边境贸易和跨国合作的主要通道,在"一带一路"战略背景下分析中国口岸进出境运量的时空格局具有重要的现实意义。本文运用探索性空间统计分析方法,分港口、陆运和航空口岸研究2007-2015年各省域口岸进出境运量的空间差异和动态变化。结果表明:2007-2015年间各省域口岸进出境货运量整体保持较快增长,不同省份间存在明显差异,东部沿海省份口岸进出境运量显著高于中西部地区;细分口岸类型,水运港口进出境运量存在空间相关性,且集聚效应不断增强,而航空口岸、陆运口岸的进出境运量没有显著的空间相关性;水运口岸进出境运量集聚在长三角、环渤海和东南沿海地区,航空口岸进出境运量集聚在北上广地区,陆运口岸进出境运量集聚在新疆和内蒙古等沿边地区。     

基金预算分配理论与方法研究

本文首先对预算分配理论的发展过程及其相应的方法论（系统科学、管理科学）进行了归纳研究，分析了我国国家自然科学基金预算分配系统的现状。在此基础上，研究了适合我国国情的科学基金预算分配准则和分配方法，建立了基金预算分配的交互式三层协调目标规划模型，提出了递阶协调算法。     

供应链不同合作模式下合作利益分配机制研究——以煤电企业供应链为例

供应链合作模式直接决定合作利益形成机理,并由此影响合作利益分配,针对不同合作模式研究合作利益分配机制十分必要。根据煤电企业供应链合作实际,运用无限阶段讨价还价博弈方法建立了基于利润分配因子的合作利益分配模型,该模型适合一方向另一方投资的合作利益分配;运用Shapley值法和风险期望原理,建立了基于合作贡献和风险补偿原则确定的合作利益分配模型,该模型适合对长期合同、战略合作等合作利益分配。本文研究结果不仅对煤电企业,而且对其他生产商与供应商之间的供应链合作利益分配机制的建立具有指导意义。     

控股股东对上市公司现金股利政策影响的实证研究

本文从最终控制人的概念出发,以控股股东的经济性质、所有权与控制权的分离度以及集团控制性质作为控股股东的特征变量,分别采用Logistic模型和多元线性回归模型分析了控股股东对上市公司现金股利分配倾向和分配力度的影响。研究结果发现控股股东的上述3个特征显著地影响了上市公司的现金股利分配倾向和分配力度。     

跨国双向供应链物流合作模型分析

针对中欧班列去回程商品双向流动的现实问题，构建了跨国双向供应链的物流合作模型。考虑境内外物流公司搭建合作平台，通过制定激励策略来缩小双向运量差和提升运载总量，对比物流非合作与物流合作下的双向供应链运作以及平台的激励作用，为中欧班列的市场化运营提供微观运作基础。研究发现：物流合作平台的建立在达到自身激励目标的同时还提高了供应链整体收益，有利于推动中欧班列市场化运营，但是，缩小运量差与提升运量总量这两个激励目标之间存在一定的“对冲效应”。     

基于遗传算法的微电网负荷优化分配

负荷优化分配是电力系统中的一类重要优化问题,即在满足各类系统约束条件下,实现发电总成本最低。为了促进微电网的优化运行,本文研究了包含柴油发电机、微型燃气轮机、光伏发电机和风力发电机组成的微电网的负荷优化分配问题。首先简要分析了各个微电源的发电特征和成本函数,然后分别建立了孤岛模式和并网模式下的微电网负荷优化分配模型,孤岛模式下优化模型的目标函数是包含燃料成本和运行维护成本的总成本,约束条件包括发电能力约束和系统功率平衡约束,并网模式下的优化模型则在此基础上,在目标函数中增加了其与大电网交易的收入和支出,在约束条件中增加了电力交易约束。最后,通过遗传算法分别对两种模式下的优化模型进行仿真求解。结果表明,本文提出的负荷优化分配方法可以有效降低微电网的运行成本,促进微电网的优化运行。     

基于模糊权重的多目标订单分配模型

随着竞争的日益加剧,采购成了影响企业生存和发展的关键因素。在这种情况下,正确的订单分配是成功实行采购的关键。实际上,影响订单分配的许多信息并不是确定的已知条件,例如目标、约束条件和影响权重等。本文通过考虑上述信息的不确定性和模糊性,构建一个包含模糊目标、模糊权重和随机约束的订单分配模型。然后,利用数值算例证明了模型的可解性。最后,指出了未来可能的几个研究方向。     

复杂交通网络中救援点与事故点间的路段重要性评价模型研究

对应急救援网络中的各相关路段的重要性进行快速准确地评价,对于应急交通计划、指挥与控制等交通服务具有十分重要的价值.本文针对目前该问题相关研究存在的一些缺陷,提出了新的算法思想,并设计了算法模型.首先,设计了复杂交通网络连通子图的矩阵算法,寻找多救援点和多事故点间的最大连通子路网;其次,根据该最大连通子路网构建GERT(Graph Evaluation and Review Technique)网络模型,针对该模型中人们对路段的选择概率设计了基于人们的理性和经验的概率选择模型,从而能够较好地反映人们的交通心理和行为(尤其是应急交通心理和交通行为);最后,定义了路网中路段重要性和重要度的概念,建立了基于最大连通子路网中去除某一定路段后的标准车辆通行时间差异的路段重要度评价模型.在此基础上,本文以某区域实际交通网络为例,对本模型及其算法进行了验证,效果良好.     

Network Reconfiguration for Increasing Transportation System Resilience Under Extreme Events

Evacuating residents out of affected areas is an important strategy for mitigating the impact of natural disasters. However, the resulting abrupt increase in the travel demand during evacuation causes severe congestions across the transportation system, which thereby interrupts other commuters' regular activities. In this article, a bilevel mathematical optimization model is formulated to address this issue, and our research objective is to maximize the transportation system resilience and restore its performance through two network reconfiguration schemes: contraflow (also referred to as lane reversal) and crossing elimination at intersections. Mathematical models are developed to represent the two reconfiguration schemes and characterize the interactions between traffic operators and passengers. Specifically, traffic operators act as leaders to determine the optimal system reconfiguration to minimize the total travel time for all the users (both evacuees and regular commuters), while passengers act as followers by freely choosing the path with the minimum travel time, which eventually converges to a user equilibrium state. For each given network reconfiguration, the lower‐level problem is formulated as a traffic assignment problem (TAP) where each user tries to minimize his/her own travel time. To tackle the lower‐level optimization problem, a gradient projection method is leveraged to shift the flow from other nonshortest paths to the shortest path between each origin–destination pair, eventually converging to the user equilibrium traffic assignment. The upper‐level problem is formulated as a constrained discrete optimization problem, and a probabilistic solution discovery algorithm is used to obtain the near‐optimal solution. Two numerical examples are used to demonstrate the effectiveness of the proposed method in restoring the traffic system performance.     

多模式交通条件下合理制定旅客票价的优化模型及算法

在本文中,充分考虑了旅客和交通管理部门两方面的利益,提出了一个双层规划模型来描述城市间多种交通方式竞争条件下合理制定旅客票价问题。在此模型中,既保障了旅客使自己的广义出行费用最小,又使得交通管理部门在客运市场的竞争中取得最大的经济效益。然后给出了求解该模型的基于灵敏度分析的启发式算法 (SAB)。最后用一个实际算例说明了该模型及算法的应用。     

基于ASRank和MMAS的蚁群算法求解飞机指派问题

本文将航班串的飞机指派问题归结为车辆路径问题,考虑连续航班串之间衔接时间、衔接机场的约束、每架飞机的总飞行时间约束,建立了带有飞行时间约束的车辆路径问题的混合整数规划模型。构造了蚁群系统算法,引入基于排序的蚂蚁系统和最大最小蚂蚁系统算法的信息素更新策略。选取某航空公司7组初始航班串集合进行测试,并对算法中的重要参数进行了分析。实验结果表明,本文设计的模型和算法可以有效地减少连续航班串之间的总衔接时间,在可接受的计算时间内获得满意解。     

公交系统随机平衡网络设计模型及求解算法

本文根据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随机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随机平衡配流模型。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,给出一个简单算例加以证明。     

Tabu search for the real-world carpooling problem

Carpooling is a flexible shared transportation system which can effectively reduce the vehicle numbers and fuel consumption. Although many carpooling systems have been proposed, most of them lack practicality, veracity, and efficiency. In this paper, we propose a new useful variant model of the long-term carpooling problem which involves multiple origins and one destination. Such problems commonly occur in a wide number of carpooling situations in real-world scenarios. Our work is motivated by the practical needs to solve environmental pollution, parking problems, traffic jams and low utilization of resources. A Tabu search algorithm is proposed in this paper to solve the carpooling problem. The proposed algorithm aims at a wide range of passenger distribution and routing problems. The computational results based on real world user data show the effectiveness of the proposed algorithm. Moreover, we developed a mobile application based on our carpooling model.     

基于二阶段随机规划的城市医疗废弃物回收网络设计

城市医疗废弃物日益增加,且回收需求量受诸多因素的影响,难以准确预测,假定回收需求为确定值的医疗废弃物网络优化设计不能与实际需求相匹配。本文考虑了离散随机参数环境下,医疗回收网络设计中选址规划、分配计划及运输规划的协同优化问题,建立了以选址成本、运输成本最小为目标,设施与车辆能力限制为约束的二阶段随机规划模型。根据模型特点,设计了基于Benders decomposition的求解算法,同时,设计了一系列加速技术用于提高算法的求解效率。最后,以国内某城市医疗回收网络为背景设计算例,检验本文模型和求解策略的可行性和有效性。结果表明：相比确定性规划,随机规划的解能够节约总成本,结合一系列加速技术的Benders decomposition方法比CPLEX与纯的Benders decomposition更有优势。     

基于系统最优的城市公交专用道网络设计模型及算法

设置公交专用道是实现"公交优先"的重要手段,然而,专用道设置将改变不同交通方式的道路通行能力,进而影响交通网络的整体性能。本文试图提出一种基于系统最优思想的公交专用道网络设计方法,既保证出行者的利益,又能满足交通系统总费用最优的目标。首先,本文分析了公交专用道设置对公交车辆和社会车辆这两种交通方式道路通行能力的影响,基于经典的BPR函数,构造了考虑专用道设置的不同方式的路段阻抗函数。其次,分析了出行者在多方式交通网络中的模式选择和路径选择问题,采用用户平衡理论分析了城市多方式交通平衡配流问题,给出了相应的变分不等式模型。更进一步,采用双层规划方法构造了基于系统最优的城市公交专用道网络设计模型,该模型以交通网络总费用最小为优化目标,并考虑了不同交通方式的平衡流量约束,采用分支定界算法对该双层规划模型进行求解。最后,通过一个简单算例对模型及算法的可行性和有效性进行了分析和验证。     

越库配送下考虑时空距离的库门分配与车辆调度优化

针对越库配送下考虑时空距离的库门分配与车辆路径问题,建立以车辆派遣成本、运输成本、时间惩罚成本、越库内部操作成本总和最小化为目标的库门分配与车辆路径优化模型。根据问题的特征设计改进的自适应遗传算法,并根据时空距离生成初始解。通过对不同规模的算例进行对比和分析,验证了模型的正确性和算法的有效性,结果表明,所得出的库门分配和车辆调度优化方案可以有效降低越库配送中心的运营成本。研究成果拓展和丰富了越库配送下的车辆路径问题研究,能为物流企业优化配送方案提供理论依据。     

合理制定铁路客票价格的优化模型及算法

在充分考虑出行者和铁路客运部门两方面的利益情况下 ,提出一个双层规划模型以得到在多种交通方式竞争条件下的铁路客票价格制定的最优策略 .既保障了出行者使自己的广义出行费用最小 ,又能使铁路客运部门在运输市场竞争中取得的经济效益最大 .并且给出了求解该模型的 SAB算法。最后用一个简单的算例说明了模型及算法的应用