高自友的学术成就
1)建立了基于信息和控制的交通流力学模型。
通用的道路交通流力学模型已经成熟,建立基于信息和控制的交通流力学模型是国际上的研究热点。候选人通过引入自适应巡航控制和辅助信号控制系统,成功地给出了一个基于信息和控制的交通流力学模型,并推导了该模型的稳定性条件。研究发现,自适应巡航和辅助信号控制系统可以提高交通流的稳定性,抑制交通拥堵,提高通行能力。研究结果对建设先进的交通控制和管理系统具有重要的理论和应用价值。相关成果发表在国内外著名期刊上,如PhysicalReview E,European PhysicalJournal B,Chinese Physics,Physica A,International Journal of Modern Physics C,Journal of Physics等。并已获得三项国家技术发明专利授权。
2)基于出行行为分析的城市交通网络承载能力分析。
什么样的城市交通网络拓扑能够承载更多的交通流量,一直是交通管理领域公认的难题。然而,现有的研究侧重于从微观角度规划和设计路网的局部结构,而从宏观角度研究路网拓扑结构与交通承载能力之间的关系尚无进展。基于复杂网络和行为科学的理论,候选人分析了三种道路网络拓扑的交通承载能力。研究发现,具有无标度特性的道路网络拓扑可以承载更多的交通流量。研究结果对指导城市时空结构和交通需求管理的科学规划具有重要的理论意义和应用价值。3)建立了拥挤条件下的最优公交发车频率和公交均衡配流优化模型。
现有的公共交通分配模型一般假设公共交通车辆具有无限的运载能力。如何解决这一问题一直是国际关注和研究的热点。候选人在充分考虑公共交通实际承载能力的基础上,还考虑了乘客在公交站点的等待时间和需要换乘的次数,构建了拥挤条件下最优公交发车频率和均衡配车的优化模型,并设计了有效的求解算法。研究结果对提高公共交通管理的科学性具有重要的理论支持。相关研究成果发表于运营管理领域顶级学术期刊TransportationResearch-B,以及《运营研究年鉴》、《欧洲运筹学杂志》等国际知名期刊。TR-B顾问编辑委员会,n & amp;SE副主编和利兹大学Watling教授充分肯定了考生等人在建立最优发车频率建模方面的重要贡献。Watling等人提出的模型是在此基础上的延伸和推广。加拿大皇家学会院士、INFORMS研究员吉尔伯特·拉波特(Gilbert Laporte)也将这一成果收入了著名的《运营与管理手册》(handbook sin operational research and Management science,vol. 14)。
4)设计了求解路网交通平衡分配问题的有效算法。
交通网络分配模型的求解一直是国际上的研究热点,传统的可行方向法效率太低,阻碍了先进模型的实际应用。候选人为一大类组合交通分配模型设计了基于非单调技术和分解技术的算法,大大提高了计算效率。提出了求解离散网络设计问题(NP-hard)的支持函数法,部分解决了这一国际公认的最具挑战性的问题。目前,该算法被国际同行认为是世界上解决离散网络设计问题最有效的四种算法之一。相关研究成果发表在管理与运筹学领域顶级学术期刊TransportationResearch-B,以及《欧洲运筹学杂志》和《应用数学与计算》等国际知名期刊上。雅典国立技术大学的Stathopoulos教授系统总结了过去40年间解决国际交通网络设计问题(NP-hard)的算法。本文将考生等人提出的支持函数法列为当今世界上求解D-NDP问题的四种有效算法之一(另外三种是国际著名的经典算法:分支定界法;拉格朗日松弛法;双重下降法)。
5)提出了一种解决列车调度问题的新方法。
调度问题是制定列车运行计划的核心问题,也是国际运输管理领域的热点和难点。候选人以轨道交通全局信息为基础,将仿真思想与优化方法相结合,建立列车调度问题的优化模型和求解算法。研究结果对指导我国轨道交通系统的建设和运营管理具有重要意义。相关研究成果发表在运营管理领域顶级学术期刊TransportationResearch-B上。值得指出的是,这是大陆学者首次在这本运营管理领域的顶级学术期刊上发表轨道交通管理领域的论文。TR-B主编、卡耐基梅隆大学Carry教授充分肯定了这一成果,认为“本文给出了一个重要的延伸…,应该会引起训练调度界的极大兴趣。”
6)候选人和研究团队取得的主要应用成果。
(1)对北京西二环-三里河地区的混合交通流进行了深入研究,提出了分流主要路段混合交通流的交通组织管理方案和交通拥堵分阶段实施方案。专家组对该项目的评价是“研究方法科学,技术路线准确,基础数据详实,研究内容全面,提出的组织优化措施和改进方案具有较强的设施性。”...“,并为北京奥运会的交通组织和管理做了大量的研究工作,为奥运会的交通畅通做出了贡献。
(2)2006年,考生与北京四通智能交通系统集成有限公司正式签订发明专利转让合同,推广应用考生拥有的路口信号控制发明专利(见附件);
(3)主持开发“旅客列车运行效益模型研究”,成果在哈尔滨铁路局使用。用户鉴定“运行结果可靠,误差率小,所需数据正确,真实反映了旅客列车运行的效益状况”。
7)上述研究成果被国际运输与物流管理领域的众多著名专家学者积极引用,如贝尔、帕特里克森、德帕尔马、努佐洛、林赛、沙拉比、希克曼、苏马利、沃特林等。据中国科技信息研究所检索,该论文被SCI引用500次以上。
8)加拿大工程院院士、卡尔加里大学教授Wirasinghe对候选人及其团队的研究工作给予了高度评价。
因为“该研究组在交通运输等方面做出了重大贡献,并在北京的案例研究中进行了模型标定和验证,在相关领域产生了较大影响。"。