两类分通分配模型算法的关系及其应用

针对两类（4个）交通分配模型及其关系，以及“全有全无”交通分配模型归类问题进行了研究，通过对比研究发现，仅需在目前常豕的基于容量交通分配模型的算法中加入一个模块即可实现一种用户平衡模型的结果，为编写一类用户平衡的软件提供了捷径，对理论与实践也有一定的指导价值。     

交通分配问题中用户优化平衡模型的算法研究

针对出行者不同的出行方式，给出了确定同一出行的完全不同路径（ＣＤＲ）和不同路径（ＤＲ）的方法，在此了，以路径交通量为变量，建立了满足Ｗａｒｄｒｏｐ第一原理要求的用户优化平衡（ＵＯＥ）交通分配模型及相关算法，并给出了算例。     

基于聚类算法的交通网络节点重要性评价方法研究

评估交通网络中节点的重要性,识别出对网络效率起着重要作用的关键节点,对于预防和降低交通拥堵和交通事故等事件对路网整体效率的影响具有重要意义.为识别出关键节点,研究了一种基于聚类算法的交通网络节点重要性评价方法:将道路交通网络抽象为无向加权网络,以节点介数、节点交通量和PageRank值作为节点重要性评价指标,利用基于K-Means算法和随机森林加权的改进FCM算法确定交通网络节点重要性,适用于中小城市道路交通网络.实证分析表明,改进算法的聚类性能明显提高,目标函数值和迭代次数分别降低88.70%和61.54%,同时算法误判率也仅为5.50%,验证了所提出的方法可以更为客观地刻画交通网络节点重要性程度,更为准确地动态辨识出关键节点.      

考虑燃油消耗的广义用户平衡分配模型

分析了交通分配中考虑燃油消耗的重要性及路段燃油消耗费用与路段流量的关系,将燃油消耗费用考虑到路段阻抗中,建立了相应的广义出行费用函数;假定固定需求情况下出行者以广义出行费用最小作为路径选择的准则,构建了考虑燃油消耗费用的广义用户平衡分配模型(GUE);证明了模型解的等价性和唯一性,给出了求解模型的F-W算法;最后给出一...     

基于规划求解的组合预测模型在道路客运量预测中的应用

为更好地对道路客运量未来发展趋势进行预测,建立更加精确的预测模型,在分析主要预测方法的基础上,提出一种基于规划求解的组合预测模型。基于灰色模型、一元回归和指数平滑三种预测方法,建立了以历年预测值加权之和与实际值的差值的绝对值之和最小为目标函数,以权重系数非负和权重系数之和为1的规划求解模型。在权重计算过程中,目标函数值随着迭代次数的增加逐渐减少,通过对目标函数值的变化值进行观测,当目标函数的变化值出现拐点时,定义了组合权重迭代次数的确定方法。选取更具有代表意义的"百城百站"旅客发送量为基础数据,建立了道路旅客运输客运量组合预测模型。在规划求解过程中利用Excel中的"规划求解"功能。试验结果表明:随着迭代次数的增加,目标函数变化值逐渐减小,当迭代次数为7时,目标函数变化值出现拐点,以此确定了迭代次数;传统3种预测方法的绝对误差分别是1.26,0.48和2.98,基于规划求解的组合预测模型的绝对误差是0.12,预测精度更高、误差更小,并且该组合预测模型操作方便,可减少单个模型预测的不确定性,可根据上述模型对未来道路旅客发送量进行预测。     

部分路段上一氧化碳排放量限制的用户平衡配流模型及算法

首先建立城市交通分析中考虑部分路段上一氧化碳(C0)排放量限制的用户平衡配流模型，并给出基于惩罚函数的求解算法，最后用一个简单的算例说明该模型及算法的应用。     

基于启发式算法的交通网络用户平衡分析

文章利用模型与算法一体化方法，按照问题－算法－模型－算法的新思路，分别给出了基于直观的全有－全无分配法和增量分配法的效能网络用户平衡问题的变分不等式模型和最优化模型。     

物流配送点选址模型及其算法研究

首先介绍以最低送货运输费用为目标 ,借助最小二乘法推导出单物流配送点的选址模型及其迭代算法 ;在此基础上重点分析了已知物流配送点数目条件下的选址和物流服务分配问题 ,提出用二进制数的矩阵来描述物流服务分配方案 ,推导出其选址的数学模型 ,并给出交替选址迭代算法 ;最后讨论了如何把在未知配送点数目条件下的选址问题转化为已知配送点数目条件下的选址问题来求解     

蚂蚁算法处理动态交通网络用户均衡配流问题

现有的动态交通用户均衡配流模型由于缺乏行之有效的算法,不能很好地满足实时交通控制和诱导的需要。通过对模型的深入研究发现,该模型具有并行计算的条件,而较为新型的启发式算法———蚂蚁算法不仅具有卓越的随机搜索寻优能力还具有自适应性分布式的计算特点。文章尝试将蚂蚁算法用于处理动态交通网络的用户均衡配流问题,并以伪代码的形式设计了蚂蚁算法求解的一般步骤和程序,通过一个简单的动态交通分配算例体现算法的实现过程和检验算法的合理性。     

基于路网容量约束的火车站客流规模确定方法研究

路网容量是制约火车站发展的重要因素,为确保城市道路网络的有效利用,火车站客流规模应与路网容量协调发展.基于路网容量约束下,预测火车站到发客流、周边用地诱发客流及换乘客流.该预测模型以3类客流规模总和最大为目标函数,以城市道路各路段容量为约束条件,分析火车站枢纽衔接交通方式分担率,将火车站枢纽客流按照用户均衡方法加载到城市道路网络中进行迭代检验.以兰州西站作为实例,验证算法的可行性并给出合适的预测客流规模.      

若干交通分配方法的比较研究

清晰的了解各种交通分配方法在实际应用中的特点。对确定型的01分配法、增量分配法、连续平均分配法、用户均衡分配法和随机型的STOCH算法和随机用户均衡分配法进行了深入比较研究,分别在小型路网和兰州市大规模道路网上进行了35次交通分配。剖析了分配方法之间的内在联系及其在数据结果上的分配效果,并给出了在实际应用中应如何选取分配方法的研究结论。     

交通网络最短路权矩阵的迭代算法

介绍了求解交通网络最短路权矩阵的3种迭代算法,从迭代思路、时间复杂度、程序可读性等方面进行了比较,指出各算法的异同点以及联系,最后通过一个具体网络模拟了各算法的迭代过程.     

基于多级网络的多模式交通配流研究

为解决多模式复合网络的交通配流问题,将复合网络转化为多级网络形式,并提出多级网络客流分配模型、约束条件,以及其求解算法.将多模式复合网络转化为多级网络结构.以三级网络结构为例,网络第一级为带有组合出行的方式选择网络;网络第二级为基于出行逻辑的平面拓展网络;网络第三级为小汽车出行的道路网络.分析多级网络中的路径阻抗,包括线段阻抗与换乘点阻抗,提出以N-L模型解决多级网络流量的分配问题.根据复合网络构建的实际情况,在模型中加入有效路径筛选、有效换乘筛选与典型组合方式筛选等约束条件,以提高模型求解效率.采用连续平均法对多级网络配流模型进行求解.以三模式叠加的复合网络配流为算例,模型迭代7次即达到收敛条件.结果显示,在算例网络中,轨道换乘出行方式具有一定的竞争力,约占总出行量的40%.通过SP调查验证了该结果的可靠性.该方法在考虑了路径选择、换乘点选择、组合交通方式选择的情况下,将客流分配到多模式复合网络中去,弥补了传统四阶段法在多模式交通配流应用中的不足.      

考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配

为刻画拥堵空间排队与溢出现象对交通流分配的影响，提出考虑拥堵空间排队与溢出的道路网静态交通流分配问题，并构建相关的求解算法，用于描述交通需求在起讫点移动过程中路网整体的宏观运行状态。首先，丰富和完善考虑拥堵空间排队与溢出的静态交通流分配的相关假设，提出次生瓶颈、拥堵干扰与渗透和分段化路段阻抗等基本概念和理论，来刻画拥堵交通瓶颈、拥堵空间排队等交通现象；其次，建立网络瓶颈识别算法和空间排队回溯算法，基于此构建考虑拥堵空间排队和溢出的增量分配算法，用于求解交通流分配的结果；最后，通过使用一个具有说明型的算例进行对比分析。研究结果表明：建立的瓶颈识别、排队回溯和增量分配算法可以识别路网中的瓶颈位置及其拥堵排队区域，并可计算得到各路段上的分段分配流量；与点排队只影响瓶颈路段的运行状况和均一的路段分配结果相比，可有效描述路网整体的宏观运行状态以及由于拥堵空间排队所导致的拥堵干扰与渗透现象；不同于“时间片”的伪动态交通流分配模型，新建算法的分配结果是“全时段”与“整体性”的路网宏观运行状态，包含了拥堵瓶颈的具体位置和空间排队的干扰与渗透情况；一般拥堵点排队模型和基于“时间片”的拥堵空间排队模型难以刻画拥堵干扰与渗透现象以及路网整体的宏观运行状态，故所建立的分配方法是对传统拥堵交通流分配的丰富和发展。     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。     

Robust traffic assignment model: Formulation,solution algorithms and empirical application

ABSTRACT

The deterministic traffic assignment problem based on Wardrop's first criterion of traffic network utilization has been widely studied in the literature. However, the assumption of deterministic travel times in these models is restrictive, given the large degree of uncertainty prevalent in urban transportation networks. In this context, this paper proposes a robust traffic assignment model that generalizes Wardrop's principle of traffic network equilibrium to networks with stochastic and correlated link travel times and incorporates the aversion of commuters to unreliable routes.

The user response to travel time uncertainty is modeled using the robust cost (RC) measure (defined as a weighted combination of the mean and standard deviation of path travel time) and the corresponding robust user equilibrium (UE) conditions are defined. The robust traffic assignment problem (RTAP) is subsequently formulated as a Variational Inequality problem. To solve the RTAP, a Gradient Projection algorithm is proposed, which involves solving a series of minimum RC path sub-problems that are theoretically and practically harder than deterministic shortest path problems. In addition, an origin-based heuristic is proposed to enhance computational performance on large networks. Numerical experiments examine the computational performance and convergence characteristics of the exact algorithm and establish the accuracy and efficiency of the origin-based heuristic on various real-world networks. Finally, the proposed RTA model is applied to the Chennai road network using empirical data, and its benefits as a normative benchmark are quantified through comparisons against the standard UE and System Optimum (SO) models.     

基于动态交通分配的应急路径规划

为了提高在应急救援与疏散工作中的应急交通效率,针对已有相关算法未考虑交通问题动态性的不足,提出了1个基于动态交通分配的应急路径规划算法。给出了问题的定义,设计了1个基于仿真的动态交通分配模型,给出了基于动态交通分配的算法求解步骤。通过北京市路网数据对算法进行验证,证明了算法的可行性与有效性。     

动态状态交通分配模型及其运用

静态交通分配模型不能很好地反映实际交通状况,而动态交通分配模型计算复杂、计算量大。本文基于动态用户状态均衡条件下,提出一种动态和静态交通分配的折衷方案———动态状态交通分配模型,给出了该模型计算路段平均队列长度和平均通行时间的公式,以及动态状态交通分配算法;最后给出一个运用于正常工作日动态交通分配的例子进行模型检验及其检验的数值结果。     

交通分配中的梯度投影算法及其改进模型

最近的研究表明基于路径的交通分配算法具有很强的生命力和广阔的应用前景。在这些算法中,梯度投影算法(GP)由于其极高的计算效率引起了研究者极大的兴趣。但是研究同样表明GP算法在求高精度分配解时遇到了收敛问题。文章首先介绍了GP算法的理论基础及算法步骤,然后分析了算法产生收敛问题的关键原因,针对其高精度解不能很好收敛的问题,采用二分法改进了其中关键的步长确定策略,提出了改进的GP算法(IGP,Improved GP),并通过计算实例比较了GP和IGP的表现,分析了IGP的优势。并用计算实例证明IGP在求解高精度分配解和整体收敛速度两方面都优于GP。     

基于视频检测技术的城市交通拥堵判别模型

针对日益严重的道路交通拥挤问题,基于视频检测获得的道路占有率、平均速度、车流量3个交通特征参数,提出适用于城市交通拥堵判别的改进模糊综合判别模型。通过研究交通特征参数与道路拥挤状况的关系,提出拥堵预判别和依据不同拥堵状况采用不同权重集合的方法。通过实际采集的视频数据,对算法进行验证,以证明本文方法的有效性。