面向需求轨道列车时刻表优化

列车时刻表优化设计，是轨道运营管理领域拥有挑战性的一类科学问题，其中加入需求因素并嵌入旅客行为，使问题变得异常复杂。《面向需求轨道列车时刻表优化》共7章，第1章分析列车时刻表优化问题，第2章研究时变需求下列车时刻表建模及准确求解，第3章关注超拥挤环境下乘客排队现象及数学处理，第4章研究多线路列车时刻表协同优化及动态规划算法，第5章研究越行环境下列车时刻表优化及列生成方法，第6章研究柔性架构下列车时刻表优化问题和交替方向乘子法，第7章讨论车辆调度中指派和路径决策的协同。

从书序
前言
第1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周期性列车时刻表问题9
1.2.3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
2.3集成2次整数规划模型27
2.3.1有效加载时间窗27
2.3.2乘客等待时间28
2.3.3目标函数29
2.3.4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分段线性模型修改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乘客最晚到站临界时刻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123
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比较性算例157
5.7结束语160
第6章柔性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
6.2.3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求解柔性列车时刻表的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时变最短路径算法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
7.2.3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费用特性219
7.3.2问题分解221
7.3.3管理学解释223
7.3.4上界生成算法225
7.4基于对称性打破的增强模型226
7.4.1增强模型227
7.4.2有序指派算法229
7.5实时调度应用232
7.6数值实验233
7.6.1简单例子233
7.6.2测试计算比较238
7.6.3中大型数值测试239
7.7结束语244
参考文献249
《交通与数据科学丛书》数目262
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