多车型高速公路连续平衡网络设计问题的双层规划模型

利用双层规划理论建立了多车型高速公路连续平衡网络设计问题的优化模型,将改扩建路段的位置、容量与收费费率的确定纳入一个决策过程,从而建立了高速公路改扩建项目的科学决策方法.上层规划中将路网管理者(政府)作为领导者,经营者的财务目标以及投资上限作为实现系统最优的约束条件;下层规划则在考虑了不同车型道路使用者路径选择的差异性...     

连续平衡网络设计问题的双层规划模型及其求解算法

本文采用双层规划模型描述续平衡网络设计问题,设计了基于灵敏度分析法的启式求解算法,并给出了一个简单的算例。通过和以前的几种求解算法相比较,本算法在准确性和计算量方面都令人满意。     

基于弹性需求的连续平衡网络设计问题的双层规划模型及其求解算法

在固定需求条件下求解网络设计问题是不全面的,本文采用双层规划模型描述基于弹性需求的连续平衡网络设计问题,设计了基于灵敏度分析法的启发式求解算法,并给出了一个简单的算例。     

基于非线性双层规划的货运网络分配模型

采用非线性双层规划理论构建多式联运货运网络分配模型，模型同时考虑了货物运输应该优先保证货主的利益，以及运输时间、成本的改变对货主决策的影响。根据服务对象的不同引入两个相关联的网络概念——运输网络和集计网络，上层为货主在集计网络上确定各种联运方案的货运量，实现集计网络流量的用户均衡，在进行决策时必须考虑下层承运者的路线选择所引起的路网流量的改变；下层为承运者根据上层的决策在其运输子网络中进行路线选择，实现运输子网络流量的系统均衡，并给出其求解算法实例。模型模拟了货主和承运者的实际决策行为及其相互影响关系，解决了货主和承运者决策分离的问题.     

基于安全性评价的城市离散交通网络设计方法

传统的交通网络设计以系统总出行时间、环境污染、可靠性、可达性等作为设计目标.尽管交通安全问题广受关注,但以安全为目标的交通网络设计尚未展开.基于运行速度协调性的原则,采用行驶速度与设计速度的均方误差作为交通安全水平的替代指标,建立了城市离散交通网络设计的双层规划模型,将主动安全评价提前到了道路网络规划阶段.其中上层规划以网络安全作为政策目标,下层规划以用户均衡作为政策的行为反应,并在广泛应用的Nguyen-Dupuis网络上进行了测试,测试结果显示了该方法的有效性.研究发现,通过合理添加路段,可以使交通网络的安全性达到最大.另外,尽管以安全性为导向的交通网络设计会损失一定的出行效率,但仍能取得满意的系统总出行时间.     

OD估计的多步双层规划模型新算法研究

建立了一个OD估计模型.将OD估计分为固定的步数,每一步都是一个双层规划,上层为广义最小二乘估计,下层为随机用户均衡分配模型,即以广义最小二乘估计和随机用户均衡分配模型为基础,通过更新估计模型中目标矩阵和实测路段上的流量来估计OD矩阵.最后用一个简单的路网验证了该算法的有效性.     

考虑环境影响的分流路网设计双层规划模型

研究了考虑环境影响的分流路网设计问题的双层优化模型。其中,上层模型以系统出行总时间最小,CO排放最小为优化目标,并以路段最大饱和度为约束,下层模型为确定性需求下Logit型随机用户均衡配流模型。使用是否选择道路用于分流作为决策变量,将道路网络离散化,设计了基于MSA-Dail的遗传算法对模型进行求解,并利用Nguyen&Dupuis网络对模型和算法进行了验证。研究结果表明：相比于不考虑CO排放,考虑CO排放影响下所设计的分流路网能够减少2 760 g的CO排放以及145 h的出行时间。同时,还求得了客车和货车的分流路网,并给出了各个路段上客车和货车的交通量。此外,通过对OD出行需求的敏感性分析,发现OD出行需求大小对分流路网决策方案的设计有较大的影响,在实际分流路网设计时,应尽可能获取准确的OD出行需求,并针对高峰期和平峰期设计不同的分流方案。     

城市多模式道路网设计方法--模型、算法和应用

为实现城市多模式道路优化,通过分析我国城市混行交通的特性,建立双层模型,对城市机动车道、自行车道、人行道进行整体设计。上层模型以各类车道数为设计变量,定义城市道路交通效率的3个指标,作为优化目标。下层模型将同时决策组合模型推广到混行交通,进行需求预测,并根据预测流量返算设计变量。设计3种启发式算法和对角化算法分别求解上下层模型,将该方法应用于淮北市的路网规划。对3个目标值各进行10次试算来检验算法,粒子群算法计算花费和解值最小;下层模型的拟合度达0.659,优于假设独立交通的拟合度0.375;优化后的路网可以合理解释不同优化目标,说明了文中方法的实用性。     

基于双层规划模型的收费公路合理规模确定方法研究

在回顾分析一般公路网合理发展规模确定方法的基础上,对影响收费公路合理规模的3个要素的地位和作用进行了分析,提出了收费公路合理规模确定的原则.结合收费公路的特点,从收费公路规划决策者和用户的角度,建立基于双层规划的收费公路合理规模优化模型.其中上层模型是从收费公路规划决策者的角度出发,优化收费公路规模,使得收费公路总效益最大化;而下层从用户的角度出发,采用随机用户平衡模型来描述用户的出行规律,合理安排出行者的出行路线.采用遗传-模拟退火算法混合优化策略对该模型进行求解,提出求解思路和步骤.并结合河南省收费公路合理规模确定实例,对模型科学性进行了验证.     

基于实物期权的离散交通网络设计模型

为了克服传统4阶段法中对于现实条件的不合理假设,以需求不确定性为基本前提,将优化方案分为动态策略和静态策略2种,以成本回收和路段更新为约束条件,使用实物期权解决了优化策略灵活性价值的问题,给出了考虑时间因素的不确定优化模型,同时确定了交通网络的最终形态和建设序列,克服了传统网络优化不考虑决策方案灵活性的问题.随后使用基于最小二乘蒙特卡洛、遗传算法的网络优化模型的求解方法,实现了对问题的有效求解,并给出了算例.Nguyen Dupuis网络的计算结果表明:(1)实物期权可以有效地描述建设方案的灵活性,提高决策的合理性;(2)期权的价值随着需求波动性的增加而提高,建设方案也会提前;(3)实物期权更加符合交通建设适度超前的概念.     

降级路网的认知及交通流平衡分析模型

为定量衡量因路段降级原因导致路网通行能力的丧失量,分析出行者在降级路网中的路径选择行为将导致何种网络交通流平衡状态,通过将降级路网划分为车流外界因素导致路段可通行能力降级和路段上车流量增加导致道路服务水平的下降两种类型,辨别旅行时间长短与旅行时间波动对出行者路径选择行为的影响,推导出同时考虑这两方面因素影响的可变路径旅行时间风险度量;在此基础上建立了降级路网中的交通流平衡分析模型,该模型满足存在性和惟一性,并能正确描述出行者对降级路网结构认知差异性情况下的网络交通流平衡状态。通过实例展示了不同旅行可靠性要求下,出行者对路径旅行时间长短的权衡关系以及整个路网交通流平衡结果。     

OD需求不确定的离散交通网络设计模型研究

以OD需求不确定性为基本前提,以随机双层规划和均值方差理论为基础,建立OD需求不确定离散交通网络设计的基本模型.根据需求不确定的交通网络设计模型特点,建立基于Monte Carlo模拟和遗传算法的算法,实现了对问题的有效求解.Sioux Falls网络的计算结果表明,本论文的模型和算法可以很好地应用于中等规模网络.     

基于群体公平差异的公交网络双层优化模型

为准确刻画公交网络优化对不同居民群体的公平性影响,建立了考虑不同群体的人均道路占有面积、出行成本差异等因素的公交网络双层优化模型。上层模型以出行成本剥夺系数与道路面积基尼系数最小化为目标,用于求解考虑交通公平约束的公交网络优化方案;下层模型为多模式多用户随机均衡交通分配模型,用于描述上层给出的公交优化方案中不同群体对于不同交通方式的复杂选择行为。采用非劣排序遗传算法-Ⅱ求解模型,并以一个简单网络进行算例分析。结果表明：公交网络优化前,小汽车、公交车与自行车的出行分担率分别为42%,47%,11%;优化后,各出行方式的分担率分别为7%,82%,11%,部分拥有小汽车的高、中收入用户改用公交出行,3类群体的出行成本剥夺系数下降了20.68%,道路面积基尼系数下降了87.76%,低收入群体的交通公平感受与客观资源分配均显著改善。研究结果可为公交网络优化提供理论依据与模型基础,是改善交通规划方案公平性的全新尝试。     

基于微分进化算法的经济圈公路网双层优化模型

在界定经济圈内涵的基础上,利用微分进化算法对经济圈公路网优化问题进行了研究。在探讨经济圈公路网优化目标、优化原则和优化意义的基础上,以经济圈交通效率、运营成本、能源消耗、环境保护和出行时间等为优化目标函数,建立了经济圈公路网优化的双层模型,并采用微分进化算法求解。经济圈公路网双层优化模型是利用生成的初始路径点集,经过提炼处理来提高经济圈公路网交通效率,并得到最佳优化路网,相对于传统的优化模型更能结合经济圈交通系统与经济特性,结论更加符合经济圈实际情况。研究结果表明：优化模型不仅能够满足经济圈交通需求,而且能够满足经济圈交通系统的环境保护目标、促进经济圈交通系统可持续发展。     

基于路网子图空间的交通流平衡分析方法

通过定义路网子图空间,提出了基于路网子图空间的Wardrop平衡原理,建立了相应的交通流平衡分析模型,并通过实例阐释了偏态均衡路网交通流的形成机理与演化过程。研究表明:该模型能够很好地解释包括新路开通期的路网交通流、换乘子图空间路网交通流、收费道路偏好子图空间路网交通流等多种情形下由于网络结构被差异性地认知所形成的偏态均衡路网交通流现象,为多标准下交通流的平衡分析建立了新途径;该分析方法有助于道路网络结构设计与道路网络管理方案的优化。     

城市道路交通网络系统容量评估模型

以出行者出行行为选择为基础,以最大化网络容量为目标,建立了城市道路交通网络容量双层规划评估模型。其中下层引入停车路段（搜索停车设施所行驶的路段）和步行路段,把停车设施转化为道路路段,以出行分布、方式分担和均衡配流组合模型来反映出行者出行目的地、出行方式服从多项式Logit和出行路径服从用户均衡原则的出行选择行为;上层以网络储备容量最大化为目标,考虑网络的路段通行能力、外部环境以及服务水平要求等约束条件下的最大流量问题。最后给出了相应的启发式求解算法。研究结果表明：该模型和算法有效且易于操作。     

高速公路路网管理中心系统框架设计

以高速公路路网管理工作为研究对象,阐述了高速公路路网管理中心系统框架的范畴,结合交通工程和信息系统设计的框架思路,明确了路网管理中心平台设计的系统功能和内容。最后以天津市高速公路路网管理中心系统框架设计为实例,得出系统在设计和建设过程中应加强组织管理协调、重视基础支撑平台建设和数据融合管理的结论。