面向需求軌道列車時(shí)刻表優(yōu)化

目錄
從書序　
前言　
第1章　緒論　1　
1.1　基礎(chǔ)概念　1　
1.1.1　列車運(yùn)行圖　2　
1.1.2　運(yùn)營環(huán)境　5　
1.1.3　客流需求　6　
1.2　研究問題　7　
1.2.1　新增列車運(yùn)行線問題　8　
1.2.2　周期性列車時(shí)刻表問題　9　
1.2.3　列車實(shí)時(shí)調(diào)度問題　9　
1.2.4　面向需求列車時(shí)刻表問題　10　
1.2.5　列車時(shí)刻表延伸問題　11　
1.3　建模方法　12　
1.3.1　決策變量　12　
1.3.2　約束條件　13　
1.3.3　優(yōu)化目標(biāo)　14　
1.4　求解算法　15　
1.4.1　問題簡(jiǎn)化方法　15　
1.4.2　智能計(jì)算方法　15　
1.4.3　模型修正方法　16　
1.4.4　直接分解方法　17　
1.4.5　對(duì)偶分解方法　18　
1.5　內(nèi)容結(jié)構(gòu)　20　
第2章　時(shí)變需求下列車時(shí)刻表建模及精確求解　22　
2.1　引言　22　
2.2　問題分析　25　
2.3　集成2次整數(shù)規(guī)劃模型　27
2.3.1　有效加載時(shí)間窗　27　
2.3.2　乘客等待時(shí)間　28　
2.3.3　目標(biāo)函數(shù)　29　
2.3.4　約束條件　30　
2.4　分鐘需求下優(yōu)化模型重構(gòu)　33　
2.4.1　修改加載時(shí)間窗　33　
2.4.2　添加約束條件　34　
2.4.3　修改目標(biāo)函數(shù)　35　
2.5　小時(shí)需求下優(yōu)化模型重構(gòu)　36　
2.5.1　需求間隔和規(guī)劃期限變化　36　
2.5.2　候車時(shí)間和在車人數(shù)修正　37　
2.5.3　分段線性模型修改　41　
2.6　數(shù)值算例　42　
2.6.1　分鐘需求下案例　43　
2.6.2　小時(shí)需求下案例　45　
2.7　結(jié)束語　51　
第3章　超擁擠環(huán)境下列車時(shí)刻表優(yōu)化　58　
3.1　引言　58　
3.2　問題分析　60　
3.3　基于累計(jì)變量的0-1規(guī)劃模型　64　
3.3.1　客流加載過程　64　
3.3.2　約束條件　68　
3.3.3　目標(biāo)函數(shù)　70　
3.4　面向現(xiàn)實(shí)的整數(shù)規(guī)劃模型　70　
3.4.1　乘客最晚到站臨界時(shí)刻　70　
3.4.2　時(shí)刻表問題的基本約束　72　
3.4.3　乘客有效加載時(shí)間窗　73　
3.4.4　列車供給約束　74　
3.4.5　目標(biāo)函數(shù)　76　
3.5　用于單車站的啟發(fā)式算法　77　
3.5.1　局部改進(jìn)算法　77　
3.5.2　簡(jiǎn)單算例　81　
3.6　用于多車站的遺傳算法　82
3.6.1　染色體編碼　82　
3.6.2　計(jì)算適應(yīng)度　83　
3.7　數(shù)值算例　84　
3.7.1　已知數(shù)據(jù)和設(shè)置參數(shù)　84　
3.7.2　數(shù)值計(jì)算　85　
3.7.3　系統(tǒng)研發(fā)　88　
3.8　結(jié)束語　91　
第4章　多線路列車時(shí)刻表協(xié)同優(yōu)化　93　
4.1　引言　93　
4.2　問題分析　95　
4.2.1　研究背景　95　
4.2.2　符號(hào)設(shè)置　96　
4.3　優(yōu)化模型　97　
4.3.1　單線路情況　97　
4.3.2　兩線路情況　99　
4.4　求解單線路的動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法　105　
4.5　求解兩線路的遺傳算法　108　
4.6　數(shù)值算例　111　
4.6.1　數(shù)據(jù)輸入　111　
4.6.2　單線路情況　112　
4.6.3　兩線路情況　114　
4.7　結(jié)束語　115　
第5章　越行環(huán)境下列車時(shí)刻表優(yōu)化及列生成方法　117　
5.1　引言　117　
5.2　問題分析　121　
5.2.1　問題描述　121　
5.2.2　時(shí)空網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建　123　
5.3　數(shù)學(xué)模型　124　
5.3.1　符號(hào)與變量　124　
5.3.2　目標(biāo)函數(shù)　127　
5.3.3　約束條件　128　
5.4　基于對(duì)偶變量替換的列生成算法　131　
5.4.1　檢驗(yàn)數(shù)計(jì)算　131
5.4.2　對(duì)偶變量替換　136　
5.4.3　動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法　138　
5.5　分支定價(jià)切割算法　143　
5.5.1　算法框架　143　
5.5.2　有效不等式　144　
5.5.3　下界生成　146　
5.5.4　分支策略　147　
5.5.5　上界生成　149　
5.6　數(shù)值算例　150　
5.6.1　小規(guī)模算例　150　
5.6.2　大規(guī)模算例　153　
5.6.3　比較性算例　157　
5.7　結(jié)束語　160　
第6章　柔性架構(gòu)下列車時(shí)刻表及ADMM算法　161　
6.1　引言　161　
6.2　問題分析　166　
6.2.1　問題描述　166　
6.2.2　出發(fā)時(shí)間窗　166　
6.2.3　時(shí)空網(wǎng)絡(luò)　170　
6.3　基于弧的0-1整數(shù)規(guī)劃模型　172　
6.3.1　優(yōu)化目標(biāo)　172　
6.3.2　約束條件　172　
6.4　求解普通列車時(shí)刻表的拉格朗日方法　177　
6.4.1　問題說明　177　
6.4.2　問題松弛　177　
6.4.3　算法框架　179　
6.5　求解柔性列車時(shí)刻表的ADMM方法　180　
6.5.1　增廣和分解　181　
6.5.2　基于優(yōu)先權(quán)的計(jì)算順序　185　
6.5.3　時(shí)變最短路徑算法　188　
6.5.4　局部上界生成算法　190　
6.6　數(shù)值計(jì)算　191　
6.6.1　京滬高速鐵路算例　191
6.6.2　補(bǔ)充的比較算例　198　
6.7　結(jié)束語　202　
第7章　公交車輛調(diào)度中指派和路徑?jīng)Q策的協(xié)同　203　
7.1　引言　203　
7.2　問題分析　208　
7.2.1　問題描述　208　
7.2.2　符號(hào)、變量和公式　209　
7.2.3　時(shí)空節(jié)點(diǎn)和時(shí)空弧構(gòu)建　212　
7.2.4　弧費(fèi)用　216　
7.2.5　連接網(wǎng)絡(luò)、時(shí)空網(wǎng)絡(luò)和時(shí)空連接網(wǎng)絡(luò)比較　217　
7.3　基于變量分離的拉格朗日分解　219　
7.3.1　費(fèi)用特性　219　
7.3.2　問題分解　221　
7.3.3　管理學(xué)解釋　223　
7.3.4　上界生成算法　225　
7.4　基于對(duì)稱性打破的增強(qiáng)模型　226　
7.4.1　增強(qiáng)模型　227　
7.4.2　有序指派算法　229　
7.5　實(shí)時(shí)調(diào)度應(yīng)用　232　
7.6　數(shù)值實(shí)驗(yàn)　233　
7.6.1　簡(jiǎn)單例子　233　
7.6.2　測(cè)試計(jì)算比較　238　
7.6.3　中大型數(shù)值測(cè)試　239　
7.7　結(jié)束語　244　
參考文獻(xiàn)　249　
《交通與數(shù)據(jù)科學(xué)叢書》數(shù)目　262
彩圖