2010年度青年基金项目研究工作交流会汇报

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1、2010年度青年基金项目研究工作交流会汇报杨立兴北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室一、项目基本情况项目名称：铁路运输服务时空网络模型与算法运输服务设计研究动态：(1)服务网络设计频率模型：特点：该模型假设运输系统的状态在一段时间内是静态的，其决策在计划周期的持续时间是有效的。决策：是确定所要提供的运输服务、计划周期内运输服务的运行次数（服务频率）、货物运送路径以及场站任务分工。(2)服务网络设计动态模型特点：此模型假设运输系统状态在计划周期内的各个时间段上是动态的，它随时间的变化而变化。决策：模型主要是以确定运输服务时间表、运行路径、货物的运送路径为主要目标。研

2、究目标：(1)在分析铁路运输服务相关因素的基础上，特别是通过对时间维及时空网络进一步深入的研究，提出能指导我国铁路运输服务实际操作的时空网络优化模型。(2)分析铁路运输服务时空网络中不确定因素的影响，综合应用确定的模型、可信性测度和概率测度，为该问题建立最小风险模型，提高最优运输时空网络模型的可靠性，降低不确定因素带来的风险。(3)分析现有启发式算法的优点与不足，设计出具有实用价值的求解大规模铁路运输时空网络模型的算法。技术路线：年度研究计划[第一年度]2010.1-2010.12对铁路运输服务时空网络模型进行研究。研究符合铁路运输特点的时空网络表示方法和缩减方法，分析铁

3、路运输系统涉及的相关要素，建立偏向操作层面的数学规划模型。深入研究模型的数学性质，特别是根据目标函数的特点研究解的数学性质。设计能有效求解模型的启发式算法。完成SCI检索论文1-2篇。参加国际会议一次，完成年度进展报告。[第二年度]2011.1-2011.12对铁路运输服务时空网络的最小风险模型进行研究。分析运输系统中的不确定因素，如随机因素、模糊因素等，在可信性测度和概率测度度量风险的情况下，建立服务时空网络的最小风险模型。研究模型的数学性质，包括等价类、近似模型、近似模型最优解的收敛性等。设计求解模型的高效算法。完成SCI检索论文1-2篇。参加国际会议一次，完成年度进

4、展报告。[第三年度]2012.1-2012.12结合我国铁路运输相关运营数据进行应用实例分析，进一步改进和完善相关模型和算法。完成SCI检索论文2-3篇。参加国际会议一次，整理发表的论文，完成研究报告和结题报告。预期研究目标：(1)建立求解铁路运输服务时空网络模型的具有实用价值的算法；(2)发表高水平论文10篇以上，其中SCI、EI检索论文不少于8篇；(3)引领2－3名研究生从事本项目课题的相关基础研究和后继研究；(4)培养团队中研究生的科研能力、协作精神和解决问题的能力。二、项目研究进展(1)列车运行时空图优化设计：研究了带随机信息的列车运行时空图优化设计问题，建立了该

5、问题的不同准则下的数学优化模型，设计了基于分枝定界算法的启发式搜索算法。并研究了临客列车运行时空图优化设计，提出了该问题的3E模型（效益、效率和公平）并设计了求解算法。相关研究成果已经或即将发表在SCI检索期刊《EngineeringOptimization》和《Information》上。[另有一篇论文已投国际SCI检索期刊](2)随机模糊环境下铁路运输服务设计：研究了随机模糊参数存在条件下的战术层面上列车运行计划设计问题，提出三类运输计划模型，包括乐观值模型，悲观值模型以及Hurwicz准则模型，在可行路搜索算法、遗传算法和模拟算法的基础上提出求解模型的混合算法。算例

6、说明了算法的有效性。相关结果发表在国际SCI检索期刊《AppliedSoftComputing》上(3)高速列车列运行特性及随机干扰下高速列车流演化规律：在此方面建立了基于线路和网络的高速列车流运行模型，并基于离散时间方法，提出了模拟高速列车流运行的模拟算法，进一步研究了非正常条件下车流的演化规律，为列车流调整提供必要的信息。相关研究成果发表在SCI检索期刊《ChinesePhysicsB》上。(4)基础理论与其他一些优化问题：包括模糊随机变量的特征函数及其性质，不确定环境下的投资组合问题等。相关研究成果发表在第三届计算科学与优化国际会议以及SCI检索期刊《Applied

7、MathematicsandComputation》，《Information》以及《JournalofComputationalandAppliedMathematics》上。[1]LixingYang,FengLi,ZiyouGao,andKepingLi,Discrete-timemovementmodelofagroupoftrainsonaraillinewithstochasticdisturbance,ChinesePhysicsB,19(2010):100510.(SCI)[2]LixingYang,Ziyou