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近日，大連海事大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院梁金鵬老師以第一作者在管理科學(xué)領(lǐng)域旗艦期刊《Operations Research（運(yùn)籌學(xué)）》在線發(fā)表了最新研究論文《Online Passenger Flow Control in Metro Lines》。

該成果以大城市軌道交通的客流控制策略優(yōu)化為研究課題，由大連海事大學(xué)梁金鵬老師與香港科技大學(xué)呂國棟(Guodong Lyu)助理教授、新加坡國立大學(xué)張俊標(biāo)(Chung-Piaw Teo)教授和北京交通大學(xué)高自友教授共同合作完成。

圖1：論文在線出版圖

高峰時段客流擁擠是我國大城市軌道交通面臨的重要挑戰(zhàn)，其不僅導(dǎo)致嚴(yán)重的人群踩踏事故風(fēng)險(xiǎn)，更使得上下游車站的服務(wù)水平存在很大差異。在此背景下，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的客流控制策略，優(yōu)化每個站點(diǎn)的上車人數(shù)，從而提高列車容量資源的利用效率，并改善服務(wù)水平公平性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：72288101和72101042）和相關(guān)項(xiàng)目的資助下，梁金鵬老師及其合作者針對這一問題展開了深入研究。針對客流需求的隨機(jī)性和動態(tài)性特點(diǎn)，論文考慮列車到達(dá)每個站點(diǎn)時獲知該站的實(shí)時客流需求，建立了帶約束的隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃模型，目標(biāo)是要最大化列車總載客量以提高運(yùn)營效率，并要求滿足每個起訖點(diǎn)(origin-destination, OD)乘客的服務(wù)水平約束以保證公平性。論文首先從理論上證明了任意給定服務(wù)水平目標(biāo)可行的充要條件，然后將其拓展同時考慮總收益和服務(wù)水平目標(biāo)的可行性問題，并據(jù)此設(shè)計(jì)了近似最優(yōu)的在線客流控制策略。基于北京地鐵的一系列數(shù)值試驗(yàn)表明，相較于當(dāng)前采用的先到先上車策略，論文提出的方法能顯著提升系統(tǒng)總載客量，并改善上下游車站的公平性問題（如圖2所示）。論文提出的算法框架能夠求解一系列帶隨機(jī)約束的隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃和線性規(guī)劃模型，并可應(yīng)用于供應(yīng)鏈庫存、集裝箱船舶艙位、港口泊位等一系列資源分配問題中。

圖2：數(shù)值計(jì)算結(jié)果

Operations Research創(chuàng)刊于1955年，是全球管理科學(xué)和運(yùn)籌學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)的旗艦期刊，在國際管理學(xué)界享有很高的學(xué)術(shù)聲譽(yù)，是管理學(xué)科評價(jià)的重要依據(jù)，每年發(fā)文量為100篇左右。這是大連海事大學(xué)首次在該期刊上發(fā)表研究論文，是交通運(yùn)輸工程“雙一流”學(xué)科建設(shè)的階段性成果之一。