高速铁路列车开行方案与票价票额综合优化

为提升高速铁路的运营组织水平和盈利能力,本文提出高铁列车开行方案与票价票额综合优化方法。首先,构建分时客流需求与票价间弹性需求函数,并分析包括出发时段偏差、乘车耗时及票价的旅客广义出行成本,进而采用多项式Logit模型描述分时弹性客流的列车选择行为。在此基础上,以客票总收入与运营总成本之差最大为目标构建三者综合优化模型。其次,利用OD总收益关于列车票价的偏导构造票价方案搜索策略,使票价邻域解和列车开行方案邻域解相适应,并运用Cplex求解对应的最优票额分配方案,设计模拟退火算法求解模型。最后,基于郑西高速铁路进行算例分析,结果表明:在7个不同弹性系数下进行综合优化,旅客出行成功率和列车平均客座率均在90%以上,优化解的列车开行方案、票价方案及票额分配方案均高度匹配;在5组不同规模算例中,三者综合优化的运营净收益相比于固定票价下的开行方案与票额联合优化和固定开行方案下的票价与票额联合优化,分别提高了4.11%~15.25%和3.17%~13.42%,且人均单位里程出行成本亦分别降低了1.69%~4.96%和0.97%~4.35%,表明综合优化更好地提升了高速铁路的运营收益和旅客服务水平。

基于无偏灰色组合动态模型的铁路客运量预测研究

针对目前铁路运输客运量预测在精度方面的不足,提出一种无偏灰色组合动态预测模型,应用于现有铁路客运量的预测。通过借鉴无偏GM(1,1)模型直接建模思想,对传统的灰色Verhulst模型作出改进,即对原始序列作倒数生成,运用新生成的倒数序列建立无偏灰色Verhulst模型,以消除传统的灰色Verhulst模型自身的一些偏差;为进一步提高模型的拟合精度及收敛速度,引入马尔科夫链方法对无偏灰色Verhulst模型的拟合结果进行修正,同时兼顾数据序列具有一定的时效性,构建出无偏灰色组合动态客运量预测模型。以我国兰青铁路某区段2010—2019年共10年的客运量数据作为原始数据,验证模型的可靠性与准确性,并与传统EDGM(1,1)模型、灰色Verhulst模型和无偏灰色Verhulst模型作对比,结果表明,本文模型在预测精度方面更凸显优势,能有效提高预测结果的准确性。

基于优化组合权-模糊可变集的坝基岩体质量分级

为解决坝基岩体质量指标参数不确定性问题,特别是处于相邻等级分界线附近的岩体分类问题,本文提出基于优化组合权-模糊可变集的坝基岩体质量分级模型。首先选取岩石单轴饱和抗压强度(R_(c))、结构面间距(J_(d))、岩石质量指标(RQD)、完整性系数(K_(v))、声波纵波速度(V_(P))和地应力修正系数(Q)等6个主要影响指标,将每个指标划分为5个等级;然后利用改进的序关系分析法(G1法)和最大离差法分别确定指标的主客观权重,通过矩估计法优化指标的组合权值,同时借助单因素轮换法(OAT)分析指标的敏感性;最后以金沙江旭龙水电站坝基岩体的7个标准样本作为实例,应用模糊可变集模型进行坝基岩体质量分级评判,将分级结果与云模型的判定结果进行了对比。结果表明:7个样本中,除岩体样本N3的分级结果存在差异外,其余样本的分级结果均吻合;根据野外实地勘测结果,样本N3属于Ⅱ类的概率高达80%,与本文分级结果相吻合,验证了本文方法的可靠性,也弥补了云模型关于评判坝基岩体质量的不足。此外,指标的敏感性由高到低的排序为R_(c)>RQD>K_(v)>V_(P)>Q>J_(d)。

基于G1法和改进DEA的铁路绿色施工节能措施综合效果研究

为研究在多样化气候特点、地理环境、资源条件下,各节能措施对铁路绿色施工过程中节能效果的贡献率,提出一种基于G1法和改进数据包络分析(DEA)模型的节能措施效果分析方法。引入主观偏好系数,并采用线性加权的方法,将G1法所确定的主观权重和改进DEA法所确定的公共权重相结合,实现对评价指标综合权重的确定。以此为基准,通过计算其效率指数的大小对施工项目节能措施综合效果进行排序。以某地区大型铁路建设项目施工过程中的节能措施综合效果评价为例,进行实证分析,评价结果与实际情况具有良好的吻合性,验证了所设计的评价指标及方法的科学合理性。

TOPSIS-熵权决策法在绿色施工节水措施综合效益评价中的应用

针对目前施工现场环境条件的多样性,致使选用不同节水措施所产生的综合效益存在很大差异,现采用实地调研及Delphi法最终筛选出19项综合效益评价指标,构建其综合效益评价指标体系,并通过引入小样本建模的TOPSIS-熵权决策综合评判方法对各节水措施综合效益进行评估分析。通过借助此方法既能降低评价结果主观性的影响,也可以解决在只有小样本数据情况下,快速准确地为施工单位选出与其施工环境条件相适应的高效节水措施的难题;最后,以甘肃地区某大型建设项目施工过程中的综合效益评价为研究对象进行实证分析,验证了所设计的评价指标及方法科学合理、评价结果客观准确,具有推广意义。

基于熵权可拓理论的我国再生混凝土粗骨料质量等级评价

再生混凝土粗骨料质量等级综合评价是一个涉及多项参数指标的复杂性决策问题,对此提出了基于熵权可拓理论的再生混凝土粗骨料质量等级评判模型,并依据《混凝土用可再生粗骨料标准》(GB/T 25177-2010)选取表观密度、孔隙率、坚固性等7项指标作为其质量等级评价的评判因子。首先,运用可拓学的理论知识,在引入经典域、节域、待评物元的基础上,通过物元变换构建再生混凝土粗骨料质量等级评价的物元体系,并计算各指标关联系数;然后,再结合熵权法确定物元指标体系的权重系数,建立熵权物元可拓评价模型,对再生混凝土粗骨料质量等级进行综合评价;最后,通过以某文献中5批再生粗骨料实验结果为实例对其质量等级进行评判,验证了该模型的实用性和可靠性。

基于事故树模型的地铁施工地表坍塌事故分析

为加强对地铁施工过程的安全管理,降低施工过程中地表塌陷事故发生的概率,选用事故树模型对地铁施工中地表塌陷事故致因进行分析。首先,基于事故建树基本流程,采用因果关系演绎法构建地铁施工中引发坍塌事故的土体失稳事故树、支护结构强度事故树等;其次,对于影响顶事件发生的底事件较多的事故树,在采用布尔代数法计算最小割集的基础上,依据有关评判原则来定性分析判断基本事件结构重要度顺序,而无须求出结构重要系数的精确值;对于影响顶事件的基本事件数量较少的事故树,则有必要用最小割集推导出的结构函数,并运用事件和与事件积的概率公式定量评定事故树顶事件的发生概率;最后,将运用该模型对实例的分析结果与某文献的评价结果进行对比,结果表明:该方法不但能准确无误地排查出已发生的地铁施工地表塌陷的原因;还可以判断出将来施工最有可能导致地表塌陷的潜在原因,为施工单位及早预防和控制地表塌陷发生提供理论依据。

基于灰色聚类法评判模型的铁路绿色施工项目评标方法研究

随着铁路绿色施工的不断推广,择优选取绿色施工企业已成为招标人日益关注的焦点问题。为改进传统评标方法,将重新确定绿色施工评标流程,建立合理的铁路绿色施工评标指标体系,并采用层次分析法与灰色系统理论相结合的方法,构建AHP-灰色聚类法评标模型。为尽可能使评价指标满足定量化分析要求,同时考虑到人体思维最大可分辨能力,将各指标划分为优、良、中、合格、较差、差6个灰类级别并分别赋值,形成评价指标等级值化向量。然后,通过评标专家对投标书中各指标评定的优劣等级结果与其等级值化向量进行加权平均,计算出各投标书综合得分,确定最终优劣排序,为业主选取最优中标人。最后,运用此评判模型对中川铁路项目投标书的实证分析,验证了该方法在绿色施工项目评标中实施的可行性。

基于改进相似权-未确知测度理论的公路桥梁耐久性评估

针对如何在钢筋混凝土公路桥梁耐久性评估指标不确定和信息不完整的情况下,实现对桥梁耐久性问题的准确评估,引入基于改进相似权法-未确知测度理论的桥梁耐久性综合评估模型。依次从指标筛选、等级划分、定性描述、定量描述、权重确定、评估流程及方法优选上诠释该模型的优势,并通过工程实例说明,在指标信息不完整及受不确定因素影响的条件下,该模型能够更为客观准确地诊断出待评价桥梁耐久性隶属等级,进而为桥梁后期的运营管理及维修养护决策提供理论依据。

基于组合赋权-改进PCA法的铁路绿色施工评标方法

铁路绿色施工在国内尚处于探索与推广阶段,鉴于铁路绿色施工项目在评标指标选取、权重确定、指标等级标准划分以及评标模型的选用等方面还不成熟。本文结合铁路绿色施工的特点,借鉴传统评标指标,通过现场案例调研、Delphi法以及查阅大量的文献,补充绿色施工的技术要素体系,完善传统铁路施工项目评标指标体系,并采用组合赋权方法确定各指标综合权重。然后,以改进主成分分析理论为基础,通过对多层次绿色施工评标指标体系进行降维,既可以最大程度地挖掘投标文件中的有用信息,又能简化定量化评标过程的复杂性,大大提高评标的效率,从而快速地实现对中标候选人的比选排序。最后,通过将该评标模型应用于兰州西至中川机场城际铁路绿色施工项目,验证其可行性及实用性。

水资源承载力的灰色模糊可变决策模型及应用

针对受多种不确定性、模糊性因素影响的水资源承载力评价问题,首先提出以模糊集理论为基础的模糊可变决策模型,其突出特点是模型及模型中的参数权向量可以调整与变化,有效地降低了评价结果的误差。其次,根据不同影响因素对目标重要性的不同,运用博弈论法将指标熵权与最大离差法权值进行集成,以确定水资源承载力指标的综合权重。最后,将可变模糊决策模型与方法用于甘肃省2006-2015年水资源承载力综合评价,并与已有文献结果进行对比。结果表明:2006-2015年甘肃省水资源承载力整体呈现下降趋势,灰色模糊可变决策模型的这一评价结果不仅准确性高,而且区分效果明显;同时也可为其他局域水资源承载力的分析提供参考。

基于改进集对分析的混凝土再生粗骨料质量评价方法

为科学合理地评价再生混凝土粗骨料整体质量等级,提出了基于改进集对分析的再生粗骨料质量等级评价模型。首先参考《混凝土可再生粗骨料标准》(GB/T 25177—2010),选取表观密度等7项因子建立再生粗骨料质量分级的评价指标体系,并确定指标分级标准。然后利用原创联系度可展性对传统集对分析同异反联系度进行修正,构建基于改进集对分析的数学模型,计算单指标优劣等级的同异反联系度的优化值;再结合模糊综合评价理论,以及由熵权法与超标倍数法所确定的指标综合权重,实现对再生粗骨料整体质量的优劣趋同程度进行评价。最后,以某文献中5批再生粗骨料样本为例,运用改进集对分析法进行综合评价。结果表明改进集对分析方法不仅能在初步界定各再生粗骨料样本隶属于2个等级区间范围的基础上,进一步地反映出更偏向某一侧,而且不同等级间的联系度差异效果明显。

基于改进相似权可拓理论的大跨径公路桥梁抗风稳定性评价

为准确评估大跨径公路桥梁的抗风稳定性能,提出了基于改进相似权可拓理论的方法,并依据《公路桥梁抗风设计规范》选取主梁截面宽度、密度比、扭弯频率比、竖弯基频、攻角系数、基本风速等12项指标作为评价大跨径桥梁抗风性能的评判因子。首先运用可拓学的理论知识,引入经典域、节域、待评物元的概念,并通过物元变换构建大跨度桥梁抗风稳定性能评价的物元体系,计算评价指标对其稳定性等级的关联系数。然后利用改进相似权法确定物元指标体系的权重系数,建立相似权物元可拓评价模型,对大跨度桥梁抗风稳定性能的等级进行量化评价。最后,以某公路大跨径悬索桥为实例进行抗风稳定性能的综合评判,验证了该模型的实用性和可靠性。

基于Markov链修正的铁路运量灰色组合预测模型研究

预测模型的准确与否直接决定着未来经济规划与决策的有效制定。将灰色GM(1,1)-Verhulst组合预测模型与马尔可夫链方法相结合,同时引入信息熵理论的知识,提出基于Markov链修正的熵权法灰色组合预测方法,并以甘肃省2004年～2015年铁路客运量作为原始数据序列进行模型拟合,而且还以此为基础对甘肃省未来几年内的客运量发展趋势进行预测。结论:(1)在已知实际客运量年份内,该灰色组合预测模型的预测精度比单一灰色预测模型更高、更加准确;(2)采用马尔可夫链方法获得该组合模型的偏差规律,并依照此规律对预测结果进行修正,即由一个单一的预测数值修正成为区间和概率组成的预测范围;(3)通过比较2016年～2017年的客运量实际值、组合预测模型的单一预测值和Markov链修正的预测区间值,发现Markov链修正的预测结果与客运量实际值的吻合性良好,进一步验证此预测方法的可信性。

基于改进正负靶心决策理论的钢筋混凝土桥梁耐久性评估模型

钢筋混凝土桥梁耐久性评估属于在不确定环境下的多属性决策问题,针对其指标数据信息不完整的特点,本文提出了基于改进正负靶心的灰靶评估模型。引入正靶心点距及投影值、负靶心点距及投影值、靶心系数、正负靶心距和综合靶心距等概念,实现桥梁耐久性的宏观和微观一体化分析,并将模型应用于甘肃省境内9座钢筋混凝土公路桥梁耐久性评估。结果表明:该9座桥梁的耐久性水平优劣从高到低排序为:桥梁6#、7#、4#、8#、1#、3#、2#、5#、9#,其中桥梁6#、7#的耐久性等级为Ⅱ级,桥梁1#、3#、4#和8#的耐久性等级为Ⅲ级,而桥梁2#、5#和9#的耐久性等级为Ⅳ级。通过指标敏感性分析,得出桥梁耐久性的绝对平均变化率随权重变化率绝对值增加呈线性增长趋势,而且指标权重与其敏感性有一定关系,即在指标权重变化率相同的情况下,指标权重越大,综合评价结果的平均变化率也越大。