大规模城市公交网络设计中的公交专用道设置优化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    71571061
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    48.0万
  • 负责人：
    Chu Feng
  • 依托单位：
    合肥工业大学
  • 学科分类：
    G0102.运筹与管理
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Bus-exclusive lane has been widely used to improve urban public transportation system and alleviate urban traffic congestion. Nevertheless, most of bus-exclusive lane reservation in reality is based on engineering experience so that some reserved bus lanes utilization rate is low and some of them greatly influence non-bus traffic, and it lacks theories and approaches of optimal bus-exclusive lane reservation from the viewpoint of urban transportation networks. This project will integrate techniques of operations research and traffic engineering so as to develop novel theories and approaches for reservation of bus-exclusive lanes in large-scale urban transportation networks. This project will firstly analyze the characteristics of the mixed traffic flow in Chinese cities, and then investigate the potential mechanism of the bus flow and non-bus flow variation after bus-exclusive lane reservation and propose reasonable estimation methods for the impact on non-buses due to bus-exclusive lanes. Based on this work, we will investigate several kinds of bus-lane reservation problems in the different contexts of the predetermined bus transit network, the non-determined bus transit network, considering residents traveling behavior, respectively. Besides, we will validate and apply the proposed theories and methods using the bus-exclusive lanes reservation case of Hefei. The research of this project will contribute to reduce the blindness of the bus-exclusive lane reservation and management and make full use of the existing traffic infrastructures. It will also play an important role in improving the environment and living standard of our cities and promoting urban economic sustainable development.
城市公交专用道已经被广泛用于提高城市公交系统的服务水平、缓解城市交通拥堵，但现实应用中大多数根据经验设置，导致某些公交专用道使用率低、对非公交车辆运行影响巨大，尚缺乏从城市交通网络层面上优化设置公交专用道。本项目将结合运筹学与交通工程学，旨在为大规模城市公交网络设计与重构中公交专用道优化设置提出新的理论与方法。本项目拟从我国城市混合交通流特征分析入手，研究城市交通网络中设置专用道后公交流和非公交流变化机理，提出公交专用道设置对公交系统正面效益和对非公交车辆负面影响的测算方法；在此基础上，分别研究在考虑确定公交路网、不确定公交路网以及考虑居民出行行为选择等背景下公交专用道设置优化问题，并以合肥市公交专用道设置为例对提出的理论与方法进行验证与应用。本项目研究将有助于减少我国城市公交专用道规划和管理中的盲目性、充分利用现有交通网络资源，为提高城市生活水平、促进城市经济可持续发展发挥重要作用。

结项摘要

近年来，公交专用道虽然广泛应用于城市公共交通系统以提升其服务水平和吸引力，但缺乏系统、科学地从整个交通网络层面上优化设置公交专用道，导致了占用路权、公交专用道利用率低下及城市居民不满意等问题。针对上述现象，项目组以大规模城市公交网络设计中的公交专用道设置优化为研究对象，主要研究内容包括：（i）公交路网确定背景下的公交专用道设置优化问题；（ii）公交专用道设置多目标优化设置问题；（iii）运送合并任务下专用道优化设置问题；（iv）不确定公交路网下专用道设置优化问题，旨在充分利用现有交通网络资源，进行科学的设置专用道，以减少我国城市专用道规划和管理中的盲目性。项目组建立了多类型公交专用道设置的优化模型，提出一系列快速可靠的求解算法，通过基准算例和大量随机生成算例验证了模型和算法的有效性。相较于商业软件CPLEX，项目组所提出的算法在解的质量上和求解时间上具有明显的优势。.项目组针对城市大规模路网专用道优化设置问题的特性，首次考虑预算有限、运输需求具有时效性和考虑道路剩余容量约束的条件下，建立了公交专用道设置多目标优化模型并分析了问题的复杂性，其次采取新的方法以消除模型中无效的约束和增加一组不等式缩小最优解搜寻空间，构造一类新的基于迭代加权的多目标松弛-优化求解算法，通过测试330个基准实验表明了算法的有效性。为了保证公交车快速和准时到达公交车站，研究了如何平衡设置公交专用道的正面效益和整个路网的负面影响，构建了一类专用道多目标鲁棒设置优化模型。首先，确立了一类全新的混合整数规划模型；其次，针对CPLEX求解大规模问题的性能不足，构建了分割求解算法和核心搜索算法，数值实验证明了所开发的算法能够快速获得所研究问题的质量良好的近似最优解。相关研究成果发表在IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，IEEE Transactions SMC: Systems, Computers & Industrial Engineering。此外，考虑到任务合并特性，首次在学术界提出基于最优分组任务的专用道优化设置的科学问题，优化任务分配策略以及专用道设置。项目组一共发表期刊论文18篇，会议论文11篇，完成了预期计划的任务。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（5）
会议论文数量（11）
专利数量（0）
Two Yard Crane Scheduling With Dynamic Processing Time and Interference
具有动态处理时间和干扰的两堆场起重机调度
  • DOI：
    10.1109/tits.2017.2780256
  • 发表时间：
    2018-01
  • 期刊：
    IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
  • 影响因子：
    8.5
  • 作者：
    Zheng Feifeng;Man Xiaoyi;Chu Feng;Liu Ming;Chu Chengbin
  • 通讯作者：
    Chu Chengbin
Bi-criteria single-machine batch scheduling with machine on/off switching under time-of-use tariffs
根据分时费率进行机器开/关切换的双标准单机批量调度
  • DOI：
    10.1016/j.cie.2017.04.026
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Computers & Industrial Engineering
  • 影响因子：
    7.9
  • 作者：
    Cheng Junheng;Chu Feng;Liu Ming;Wu Peng;Xia Weili
  • 通讯作者：
    Xia Weili
A two-stage stochastic programming for single yard crane scheduling with uncertain release times of retrieval tasks
取回任务释放时间不确定的单堆场起重机调度的两阶段随机规划
  • DOI：
    10.1080/00207543.2018.1516903
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    International Journal of Production Research
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Zheng Feifeng;Man Xiaoyi;Chu Feng;Liu Ming;Chu Chengbin
  • 通讯作者：
    Chu Chengbin
Bi-objective optimization of single-machine batch scheduling under time-of-use electricity prices
分时电价下单机批量调度双目标优化
  • DOI：
    10.1051/ro/2015063
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    RAIRO - Operations Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    JunHeng Cheng;Feng Chu;ChengBin Chu;WeiLi Xia
  • 通讯作者：
    WeiLi Xia
Integrated Production Inventory Routing Planning for Intelligent Food Logistics Systems
智能食品物流系统的综合生产库存路径规划
  • DOI：
    10.1109/tits.2018.2835145
  • 发表时间：
    2019-03-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEMS
  • 影响因子：
    8.5
  • 作者：
    Li, Yantong;Chu, Feng;Zhou, MengChu
  • 通讯作者：
    Zhou, MengChu

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其他文献

Changing Structure and Sustainable Development for China's Hog Sector
中国生猪产业结构转型与可持续发展
  • DOI：
    10.3390/su9010069
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Sustainability
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Zhang Xiaoheng;Chu Feng;Yu Xiaohua;Zhou Yingheng;Tian Xu;Geng Xianhui;Yang Jinyang
  • 通讯作者：
    Yang Jinyang
Robust disassembly line balancing with ambiguous task processing times
稳健的拆卸线平衡与模糊的任务处理时间
  • DOI：
    10.1080/00207543.2019.1659520
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    International Journal of Production Research
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Liu Ming;Liu Xin;Chu Feng;Zheng Feifeng;Chu Chengbin
  • 通讯作者：
    Chu Chengbin
Variable neighborhood search-based methods for integrated hybrid flow shop scheduling with distribution
基于变量邻域搜索的分布式混合流水作业集成调度方法
  • DOI：
    10.1007/s00500-019-04420-6
  • 发表时间：
    2019-10
  • 期刊：
    Soft Computing
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Wang Shijin;Wu Ruochen;Chu Feng;Yu Jianbo
  • 通讯作者：
    Yu Jianbo
Improving the photostability of fluorescent dyes by polymer nano-insulating layer
通过聚合物纳米绝缘层提高荧光染料的光稳定性
  • DOI：
    10.1002/app.51625
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Journal of Applied Polymer Science
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhao Yingshi;Song Qinyong;Lin Yuebin;Chu Feng;Wei Yanchun;Liu Sen;Pan Changjiang;Quan Li;Wang Yiqing
  • 通讯作者：
    Wang Yiqing
Scheduling on a two-machine permutation flow shop under time-of-use electricity tariffs
分时电价下的两机排列流水车间调度
  • DOI：
    10.1080/00207543.2017.1401236
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    International Journal of Production Research
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Wang Shijin;Zhu Zhanguo;Fang Kan;Chu Feng;Chu Chengbin
  • 通讯作者：
    Chu Chengbin

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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