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全新正版面向需求轨道列车时刻表优化9787030742742科学出版社
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目录
从书序
前言
章 绪论 1
1.1 基础概念 1
1.1.1 列车运行图 2
1.1.2 运营环境 5
1.1.3 客流需求 6
1.2 研究问题 7
1.2.1 新增列车运行线问题 8
1.2.2 周期列车时刻表问题 9
1.. 列车实时调度问题 9
1.2.4 面向需求列车时刻表问题 10
1.2.5 列车时刻表延伸问题 11
1.3 建模方法 12
1.3.1 决策变量 12
1.3.2 约束条件 13
1.3.3 优化目标 14
1.4 求解算法 15
1.4.1 问题简化方法 15
1.4.2 智能计算方法 15
1.4.3 模型修正方法 16
1.4.4 直接分解方法 17
1.4.5 对偶分解方法 18
1.5 内容结构 20
第2章 时变需求下列车时刻表建模及准确求解 22
2.1 引言 22
2.2 问题分析 25
. 集成2次整数规划模型 27
..1 有效加载时间窗 27
..2 乘客等待时间 28
.. 目标函数 29
..4 约束条件 30
2.4 分钟需求下优化模型重构 33
2.4.1 修改加载时间窗 33
2.4.2 添加约束条件 34
2.4.3 修改目标函数 35
2.5 小时需求下优化模型重构 36
2.5.1 需求间隔和规划期限变化 36
2.5.2 候车时间和在车人数修正 37
2.5.3 分段线模型修改 41
2.6 数值算例 42
2.6.1 分钟需求下案例 43
2.6.2 小时需求下案例 45
2.7 结束语 51
第3章 超拥挤环境下列车时刻表优化 58
3.1 引言 58
3.2 问题分析 60
3.3 基于累计变量的0-1规划模型 64
3.3.1 客流加载过程 64
3.3.2 约束条件 68
3.3.3 目标函数 70
3.4 面向现实的整数规划模型 70
3.4.1 乘客晚到站临界时刻 70
3.4.2 时刻表问题的基本约束 72
3.4.3 乘客有效加载时间窗 73
3.4.4 列车供给约束 74
3.4.5 目标函数 76
3.5 用于单车站的启发式算法 77
3.5.1 局部改进算法 77
3.5.2 简单算例 81
3.6 用于多车站的遗传算法 82
3.6.1 染色体编码 82
3.6.2 计算适应度 83
3.7 数值算例 84
3.7.1 已知数据和设置参数 84
3.7.2 数值计算 85
3.7.3 系统研发 88
3.8 结束语 91
第4章 多线路列车时刻表协同优化 93
4.1 引言 93
4.2 问题分析 95
4.2.1 研究背景 95
4.2.2 符号设置 96
4.3 优化模型 97
4.3.1 单线路情况 97
4.3.2 两线路情况 99
4.4 求解单线路的动态规划算法 105
4.5 求解两线路的遗传算法 108
4.6 数值算例 111
4.6.1 数据输入 111
4.6.2 单线路情况 112
4.6.3 两线路情况 114
4.7 结束语 115
第5章 越行环境下列车时刻表优化及列生成方法 117
5.1 引言 117
5.2 问题分析 121
5.2.1 问题描述 121
5.2.2 时空网络构建 1
5.3 数学模型 124
5.3.1 符号与变量 124
5.3.2 目标函数 127
5.3.3 约束条件 128
5.4 基于对偶变量替换的列生成算法 131
5.4.1 检验数计算 131
5.4.2 对偶变量替换 136
5.4.3 动态规划算法 138
5.5 分支定价切割算法 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 数值算例 150
5.6.1 小规模算例 150
5.6.2 大规模算例 153
5.6.3 比较算例 157
5.7 结束语 160
第6章 柔架构下列车时刻表及ADMM算法 161
6.1 引言 161
6.2 问题分析 166
6.2.1 问题描述 166
6.2.2 出发时间窗 166
6.. 时空网络 170
6.3 基于弧的0-1整数规划模型 172
6.3.1 优化目标 172
6.3.2 约束条件 172
6.4 求解普通列车时刻表的拉格朗日方法 177
6.4.1 问题说明 177
6.4.2 问题松弛 177
6.4.3 算法框架 179
6.5 求解柔列车时刻表的ADMM方法 180
6.5.1 增广和分解 181
6.5.2 基于优先权的计算顺序 185
6.5.3 时变短路径算法 188
6.5.4 局部上界生成算法 190
6.6 数值计算 191
6.6.1 京沪高速铁路算例 191
6.6.2 补充的比较算例 198
6.7 结束语 202
第7章 公交车辆调度中指派和路径决策的协同 203
7.1 引言 203
7.2 问题分析 208
7.2.1 问题描述 208
7.2.2 符号、变量和公式 209
7.. 时空节点和时空弧构建 212
7.2.4 弧费用 216
7.2.5 连接网络、时空网络和时空连接网络比较 217
7.3 基于变量分离的拉格朗日分解 219
7.3.1 费用特 219
7.3.2 问题分解 221
7.3.3 管理学解释 2
7.3.4 上界生成算法 225
7.4 基于对称打破的模型 226
7.4.1 模型 227
7.4.2 有序指派算法 229
7.5 实时调度应用 2
7.6 数值实验
7.6.1 简单例子
7.6.2 测试计算比较
7.6.3 中大型数值测试
7.7 结束语 244
参考文献 249
《交通与数据科学丛书》数目 262
彩图
本书介绍了数据科学、人工智能理论在高速铁路运输组织理论方法的应用实践,提出了数据驱动的高速列车晚点传播与恢复理论与方法。基于对高速铁路列车运行实绩的分析,系统研究高速列车晚点分布、晚点影响、晚点传播、晚点恢复的完整理论。宏观规律探索与微观机理研究相结合,综合运用现代统计方法及模型、机器学习等方法,在解析晚点分布规律的基础上研究数据驱动的高速列车晚点传播与恢复理论与方法,并提出冗余时间优化布局方法。同时,由于晚点可视化对于辅调度决策、提高调度指挥水平具有重要实际意义,本书还介绍了高速列车晚点可视化系统设计并进行了可视化案例实现。本书内容包括9章:绪论、数据描述及高速列车晚点概述、高速列车晚点分布特征、高速列车初始晚点分布模型、高速列车晚点传播过程分析、高速列车晚点横向传播理论、高速列车晚点纵向传播理论、基于晚点恢复能力提升的冗余时间布局、高速列车晚点可视化系统设计及实现。
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