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阐述客票改善多目标量子遗传算法与其在旅客列车开行案例中运用

收藏本文 2024-02-14 点赞:7370 浏览:19216 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:旅客列车开行案例的拟定和优化是铁路旅客运营组织的关键工作,也是复杂的多目标规划不足。随着我国铁路客运专线网络日趋成形,铁路客运专线运输企业也将逐步按照市场化运作,旅客列车开行案例需要满足的目标和标准也呈现复杂化、动态化的走势;另一方面,旅客对旅行的满意度要求日益提升,对旅客列车开行案例拟定及优化模型提出了更高要求。为解决旅客列车开行案例这一多目标规划不足,本论文以多目标优化论述入手进行深入探讨,将量子遗传算法进行改善以提出一种求解旅客列车开行案例多目标优化不足的有效、健壮的新算法;同时,系统化的提出了基于社会效益、经济效益和市场效益的多目标优化模型和基于客票系统发售数据的客流预测模型,并结合实际数据进行运用探讨和模型算法有效性验证。本论文提出的解决案例,对旅客列车开行案例拟定和优化的深入探讨具有重要学术作用和参考价值。本论文的革新点主要体现在以下四个方面:(1)将基本量子遗传算法与带约束的多目标优化论述进行结合,提出一种改善的多目标量子遗传算法,其改善对策包括引入栅格化归档群体、约束违反度、概率迁移群体等概念和量子交叉操作。通过带约束的多目标优化不足求解,对改善算法的收敛性、分布性和解约束多目标优化不足的性能等方面进行了验证。(2)以旅客列车开行案例探讨近况为背景,基于旅客列车开行案例影响因素的全面浅析,建立以列车经济效益、社会效益和市场效益最大化的多目标优化模型,使模型的建立更加系统完整并具有可操作性。在社会效益目标中,采取自定义的旅客满意度指标建立客流分配模型,使得客流分配不足在多目标优化模型中作为优化目标统一考虑成为可能。(3)以铁路客运量数据提取时间特点进行双层次特点浅析,并基于BP神经网络提出了一种新的双层次正交神经网络模型。其思想是首先利用相对独立的模型对输入特点分别处理,在隐含层输出之后通过Gram-Schmidt变换引入虚拟的投影层,减少预测模型在训练中的冗余网络连接,最后通过合并独立输出来得到预测结果。并将该模型运用于OD客流量预测。(4)将有关模型算法的探讨成果实际运用于旅客列车开行案例优化编制。依据OD客流和节点重要度概念拟定初始开行案例,运用改善的多目标量子遗传算法实现旅客开行案例优化,实现了旅客列车开行案例多目标优化模型的直接求解,并实际运用于2015年京沪客运走廊相关路网旅客列车开行案例拟定,同时也验证了该算法能较好的达到求解和优化的目的。关键词:多目标优化论文量子遗传算法论文旅客列车开行案例论文铁路客运论文双层次浅析论文客流预测论文客票发售与预定系统论文

    摘要3-5

    Abstract5-10

    第一章 绪论10-20

    1.1 选题背景10-12

    1.2 探讨近况12-16

    1.2.1 国外及地区探讨近况12-13

    1.2.2 国内探讨近况13-16

    1.2.3 旅客列车开行案例探讨近况浅析16

    1.3 本论文工作16-20

    1.3.1 论文主要探讨内容16-17

    1.3.2 论文组织结构17-20

    第二章 多目标优化基础论述20-36

    2.1 多目标优化探讨背景20-21

    2.2 论述基础21-26

    2.2.1 多目标不足数学定义21-23

    2.2.2 多目标优化不足解的评价23-26

    2.3 既有多目标优化策略的分类探讨26-35

    2.3.1 基于历程的分类26-29

    2.3.2 基于选择的分类29-34

    2.3.3 既有多目标优化策略浅析34-35

    2.4 本章小结35-36

    第三章 改善的多目标量子遗传算法36-59

    3.1 量子遗传算法36-45

    3.1.1 量子计算36-37

    3.1.2 量子遗传算法基本原理37-40

    3.1.3 量子遗传算法流程40-44

    3.1.4 量子遗传算法性能浅析44-45

    3.2 改善的多目标量子遗传算法45-51

    3.2.1 染色体编码和种群初始化45-46

    3.2.2 H 门量子更新对策46-47

    3.2.3 概率迁移群体47-48

    3.2.4 约束违反度48

    3.2.5 栅格化归档群体48-50

    3.2.6 量子交叉50

    3.2.7 算法流程50-51

    3.3 算法性能浅析51-58

    3.3.1 收敛性浅析51-53

    3.3.2 多样性浅析53-55

    3.3.3 带约束函数优化55-58

    3.4 本章小结58-59

    第四章 铁路客运量双层次浅析及客流预测59-84

    4.1 铁路客流浅析59-64

    4.1.1 铁路客流特点59-61

    4.1.2 铁路客流属性61-62

    4.1.3 铁路客流组成62-64

    4.2 铁路客流双层次数据浅析64-66

    4.2.1 日数据64-65

    4.2.2 月数据65-66

    4.3 基于 BP 神经网络的走势客流预测模型66-71

    4.3.1 输入变量处理66-67

    4.3.2 BP 神经网络客流预测模型67-68

    4.3.3 模型原理及算法流程68-70

    4.3.4 预测模型性能浅析70-71

    4.4 双层次正交神经网络走势客流预测模型71-74

    4.4.1 双层次 BP 神经网络预测模型设计72-73

    4.4.2 虚拟层改善对策73-74

    4.5 BLON 模型客流预测实验74-76

    4.6 基于 BLON 模型的 2015 年京沪走廊相关路网 OD 客流预测76-82

    4.6.1 京沪客运走廊相关路网76-78

    4.6.2 路网走势客流预测78-81

    4.6.3 路网诱增客流预测81-82

    4.7 本章小结82-84

    第五章 旅客列车开行案例多目标优化建模84-98

    5.1 直通旅客列车开行案例拟定84-87

    5.1.1 旅客列车开行案例拟定原则84-86

    5.1.2 旅客列车开行案例拟定流程86-87

    5.2 旅客列车开行案例优化不足描述87-88

    5.3 旅客列车开行案例优化目标函数88-94

    5.3.1 市场效益目标88-90

    5.3.2 经济效益目标90-92

    5.3.3 社会效益目标92-94

    5.4 旅客列车开行案例约束条件94-96

    5.4.1 列车属性约束94-95

    5.4.2 车站能力约束95

    5.4.3 区间通过能力约束95-96

    5.5 旅客列车开行案例多目标优化模型96-97

    5.6 本章小结97-98

    第六章 基于改善多目标量子遗传算法的旅客列车开行案例优化98-114

    6.1 旅客列车开行案例求解对策和检测设98-99

    6.2 旅客列车开行案例多目标优化模型求解历程99-106

    6.2.1 旅客列车开行案例拟定99-103

    6.2.2 基于多目标量子遗传算法的多目标开行案例优化103-105

    6.2.3 旅客列车开行案例拟定及优化总体流程105-106

    6.3 2015 年京沪客运走廊相关路网旅客列车开行案例106-113

    6.3.1 确定列车开行起迄点107

    6.3.2 确定开行数量及列车等级107-109

    6.3.3 旅客列车开行案例 Pareto 解集109-110

    6.3.4 确定列车停站案例110-113

    6.4 本章小结113-114

    第七章 结论与展望114-118

    7.1 本论文工作114-115

    7.2 革新点115-116

    7.3 探讨展望116-118

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