详情

原文传递最优化方法在交通工程中的应用研究

论文题名：	最优化方法在交通工程中的应用研究
关键词：	货运需求;一般均衡;CAN网络交通流;二层网络优化;图型识别
摘要：	本文阐述了最优化方法在交通工程领域的几个最新应用成果。首先，研究货运需求和预测，即货运服务的使用和运输网络上运输服务的产生。这些预测有多种用途，用来分析政府政策和私人企业的决策。这样的理想模型应该包括所有系统中复杂的相互作用。但这是不可能的事情，需要花费大量的时间，理论上才能稍稍成形。于是，本文的目的就是在为建立一致的一般意义的产生、分布、分配和模式划分均衡模型框架迈出成功的一步。模型同时考虑了运输活动相关的所有代理人行为，包括运输商和货运代理。模型将同时考虑了物品生产者、物品消费者、运输服务提供商和消费者。模型的基本出发点是要扩展我们对货运系统的认识。应用这些概念提出货运系统一般空间价格均衡模型。第二，本文研究在现代企业物流已广泛采用即时制运输模式条件下，铁路货运面对多批次轻量化运输服务需求，一贯追求重载的战略遇到的困难，需要在输送量、牵引质量、旅行速度、行车密度之间进行权衡。铁路列车交通流特性是寻求最佳配置上述技术参数的基础。给定试验的机车牵引性能曲线，应用模拟模型计算线路上列车运行的空间平均速度，对铁路列车运行的交通流特性进行数值分析。根据数值模拟结果得出列车流量一密度和速度一密度关系曲线。分析结果显示在一定条件下提速不会降低输送量，存在一个最优组合。第三，本文整合了1维和2维元胞自动机模型，通过对城市街区卡车交通流格点网络分析建立交叉口车辆迁移演变的2维元胞机模型状态方程式，建立一种网络机制构造城市交通流元胞自动机网络模型。通过该模型计算得出分析网络交通流相变的基本图。尽管模型的结构是决定论的，但是模拟的结果却显示出复杂的交通特性。第四，本文研究了快速区域物流通道的功能和作用，以及物流通道布局和改善区域物流时效的关系，以提高区域的物流时效性为目标建立了物流通道布局优化的方法和模型，其中考虑了无通行能力约束，和有通行能力约束两种情形，并在此基础上探讨了模型的求解算法。最后，本文研究铁路车站咽喉平面设计的专业的设计平台。通用型计算机辅助设计(CAD)软件中不包括这种工具，因此研究具有实用的价值。本文认为解决该问题的途径是，首先基于人机交互的图型环境，输入并建立车站咽喉的结构图型，然后通过有效的计算手段识别和判定这种咽喉结构，最后通过结构计算实现车站咽喉平面设计的目标。本文认为模块法比画线法输入咽喉结构图型效率更高，也便于识别。因此，将车站咽喉的基本图形分解为5种基本图元，并对这些图元进行了恰当的描述。应用矢量对接判定条件，识别咽喉结构图型中图元的连接关系。依这种关系，应用约束推理方法和最优化的数学模型，计算满足咽喉设计条件下最优岔心位置坐标和最大平行进路数。另外，在一定的道岔数目下，自动生成全部梯线的存储结构，通过坐标计算得出一个或几个满足验算条件的咽喉梯线设计方案。综合两种方法，实现车站咽喉平面设计优化和自动化。
作者：	杨涛
专业：	管理科学与工程
导师：	朱道立
授予学位：	博士后
授予学位单位：	复旦大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文