28、城市交通与铁路系统建模及验证研究

城市交通与铁路系统建模及验证研究

城市交通动态路由解决方案

在城市交通系统中，可靠的动态路由至关重要。研究人员将城市地图抽象为图，其中边对应行程，节点对应城市区域的点。算法被建模为流问题，每个流对应一个车辆路线。新计算的路线在点和行程中都具备无死锁和车辆间无碰撞的安全保证。

该解决方案已在数学规划语言AMPL中实现，并进行了初步实验，结果显示了其有效性。相关实现和数据可在 此处 获取。

未来，该方法有以下可能的扩展方向：
- 应用于真实场景 ：将解决方案应用于实际的城市场景。
- 考虑车辆性能和能耗 ：扩展模型，纳入车辆性能（如加速、速度、制动）和能耗（燃料、其他能量耗散）等方面。可给图的每条边关联行程的成本和时间，二者成反比。可采用不同策略合成车辆路线，如最小化成本、时间或二者的线性组合。
- 模拟轨道故障 ：将提出的整数线性规划（ILP）模型纳入模拟轨道可能故障的框架中，在随机生成的不同条件下以及一整天内评估ILP模型。测量采用不同路线计算策略时的能耗和用户满意度，以选择最佳策略。

铁路领域形式化方法面临的挑战

铁路领域在过去几十年中一直是应用各种形式化方法的富有成果的领域。然而，最新的铁路挑战，如异构铁路信号系统，需要新颖的建模技术和适当的形式化验证工具支持。

随着铁路现代化的逐步推进，异构铁路信号网络不可避免。例如，Crossrail项目中，主