優化運籌在智能交通領域的應用:學術研究篇
1. 簡介
智能交通(Intelligent Transportation Systems,ITS)是一個跨學科的交叉研究方向,應用學科理論,如交通流理論、交通工程學,加上數學工具,如運籌優化、機器學習、統計學,來管理交通運輸、提高系統效率并保證交通安全。
智能交通涉及到的很多經典問題都離不開運籌優化理論的支撐。比如路徑規劃問題,需要找到起始點(Origin)和終點(Destination)之間距離最短路徑或者旅行時間最短路徑。旅行商(Travel Salesman Problem, TSP)問題,如何找到最短的旅行距離。交通網絡組織優化,如何合理引導車流,緩解擁堵。近年來,隨著計算能力的提高,云計算和交通邊緣設備的快速發展,越來越多復雜的優化運籌模型開始應用在智能交通實踐中,相關的學術研究也一直非?;钴S。
那么在智能交通領域有哪些著名學術期刊、學者、和研究機構呢?他們又是如何運用運籌優化理論和方法解決智能交通領域的實際問題?做智能交通創新孵化項目的時候從哪里獲取靈感?以下做一個概述。
2. 學術期刊
智能交通領域有幾本非常著名的雜志,發表的論文基本能代表這個領域最前沿的研究成果和項目實踐。
a) Transportation Research Part C: Emerging Technologies
這本雜志側重智能交通最新技術的研究,比如網約車、車聯網、HOV車道等等,很多文章都應用了優化運籌模型。
https://www.journals.elsevier.com/transportation-research-part-c-emerging-technologies
b) Transportation Research Part B: Methodological
側重智能交通理論研究,優化運籌模型和算法較為復雜,經常滿篇都是數學公式。
https://www.journals.elsevier.com/transportation-research-part-b-methodological
c) IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=6979
d) IET Intelligent Transport Systems
ITS的硬件、架構、實踐項目多有涉及。
https://digital-library.theiet.org/content/journals/iet-its
e) Transportation Research Record
文章質量不一定最高,但非常全,基本上各種各樣的ITS問題都可以找到。
https://journals.sagepub.com/home/trr
檢索的數據庫是:
https://trid.trb.org/
f) Journal of Air Transport Management
航空運輸,OR模型在air transport的應用。
https://www.journals.elsevier.com/journal-of-air-transport-management
g) Journal of Public Transportation
主要公共交通,比如公交、地鐵方面的模型和算法。
https://scholarcommons.usf.edu/jpt/
優化運籌領域的期刊經常有智能交通研究發表的是
h) Operations Research
https://pubsonline.informs.org/journal/opre
i) Management Science
https://pubsonline.informs.org/journal/mnsc
j) European Journal of Operational Research
https://www.journals.elsevier.com/european-journal-of-operational-research
如果遇到一個智能交通的項目沒有解決的思路,那么在這些期刊上也許能找到靈感!
3. 學者和研究機構
3.1. 信號燈優化
智能信號燈的研究有比較長的歷史。
密歇根大學教授Henry Liu劉向宏,同時也是滴滴智慧交通的首席科學家。他的研究領域包括交通燈控制系統和優化,車聯網環境下信號燈控制(這個方向也是近些年的主要研究方向)。
https://scholar.google.ca/citations?user=HmnVtlQAAAAJ&hl=en
https://cee.engin.umich.edu/people/henry-liu/
加拿大University of Alberta教授Tony Qiu邱志軍,主要做在車聯網環境下的信號燈控制與優化。
https://www.ualberta.ca/engineering/research/groups/smart-transportation/people/faculty-and-staff/tony-qiu/index.html
https://scholar.google.ca/citations?user=S-1yR10AAAAJ&hl=en
普度大學Darcy Bullock??教授,信號燈領域大牛,從控制的理論到最新的控制技術都有涉及,他的不少學生也活躍在這個領域。
https://engineering.purdue.edu/CE/People/view_person?resource_id=2005
https://scholar.google.com/citations?user=iRsPqCMAAAAJ&hl=en
Christopher Day是他的學生:
https://scholar.google.com/citations?user=BJwtiVEAAAAJ&hl=en
華盛頓大學Xuegang Jeff Ban教授,信號燈的優化配時設計等研究。
https://scholar.google.ca/citations?hl=en&user=txxQb7cAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
3.2. 機場調度優化
喬治華盛頓大學教授Peng Wei,主要用優化運籌、強化學習研究航空市場預測、機場調度、機位分配、登機口分配、機票預訂策略、席位分配。
https://web.seas.gwu.edu/pwei/
https://scholar.google.com/citations?user=1cfltHsAAAAJ&hl=en
普渡大學Dan DeLaurentis教授,主要做?air transportation system優化,航空運輸網絡優化、調度、空中交通預測。
https://engineering.purdue.edu/SoSL
https://scholar.google.com/citations?user=t8PcV8oAAAAJ&hl=en
除了大學,美國的幾大航空公司比如United Airline和American Airlines都有優化運籌部門。有些第三方公司也提供決策咨詢服務,比如Sabre。在這些機構工作的大部分有運籌學背景。
https://www.sabre.com/
https://www.sabre.com/insights/category/research/
3.3. 公交線網優化
最著名的是UC Berkeley的Carlos Daganzo教授,公共交通領域大牛,主要研究公交線路組織優化、公交運營可靠性。
https://ce.berkeley.edu/people/faculty/daganzo
https://scholar.google.com/citations?user=QZfgzHgAAAAJ&hl=en
他的學生Juan Argote-Cabanero也在公交領域有很高建樹,大部分研究采用優化模型。https://scholar.google.com/citations?hl=en&user=nZhmToAAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
東南大學劉志遠教授,公交網絡優化和組織調度。
https://scholar.google.com/citations?user=RVL8KNIAAAAJ&hl=en
3.4. 智能出行
隨著Uber,Lyft,滴滴等網約車平臺的興起,智能出行領域的研究成果在今年增長迅速,包括網約車派單、拼車、電動出行、共享單車、自動駕駛等。
西北大學Hani Mahmassani教授,智能交通大牛,近幾年開始關注這個領域。
https://www.mccormick.northwestern.edu/research-faculty/directory/profiles/mahmassani-hani.html
https://scholar.google.com/citations?user=yLAM0LsAAAAJ&hl=en
浙江大學陳喜群教授,汽車共享、網約車、自動駕駛作為網約車都有很多論文發表。
https://person.zju.edu.cn/xiqun
密歇根大學Yafeng Yin教授,研究領域廣泛涉及ITS、車聯網、信息科技與智能出行領域等。
https://cee.engin.umich.edu/people/yafeng-yin/
https://scholar.google.ca/citations?user=8e2KwU8AAAAJ&hl=en
3.5. 物流和供應鏈優化
這個領域最著名的研究機構當屬佐治亞理工學院的工業工程系ISyE。主要是研究運籌學如何優化供應鏈,提高物流效率,降低供應鏈成本。
https://www.isye.gatech.edu/research/isye-fields-of-specialization/supply-chain-engineering
ISyE的華裔教授有Xiaoming Huo,He Wang等:
https://scholar.google.com/citations?user=YNQLrPgAAAAJ&hl=en
https://www2.isye.gatech.edu/~hwang679/index.html
佐治亞理工學院的工業工程系ISyE實力雄厚,離不開UPS的支持,其總部和佐治亞理工學院都在亞特蘭大。UPS還有自己的研究和分析部門Research & Insights做物流的優化。
https://www.ups.com/us/en/services/knowledge-center/articlelist.page?tag=research-insights
https://www.ups.com/us/en/services/knowledge-center/resources/research-insights.page?articletype=research-insights
西北大學也是物流和供應鏈、工業工程的強校。著名教授包括Karen Smilowitz
https://www.mccormick.northwestern.edu/industrial/research/research-areas/logistics-and-operations.html
https://scholar.google.com/citations?user=q8TWVIEAAAAJ&hl=en
4. 總結
以上列出了運籌優化+智能交通領域的前沿研究機構、學者和期刊。做智能交通創新孵化的小伙伴們如果在項目中沒有頭緒,或者想了解國際上最前沿的研究,可以去看看以上鏈接。
當然還有很多遺漏,后續再補充。
EI 運籌優化
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