考虑可靠性的降级路网最优路径搜索方法

针对路网降级时路网出行时间的随机性和可靠性对出行者路径选择影响较大的问题,研究了降级路网可靠性路径的选择方法．基于BPR路段出行时间模型,构建了降级路网路径出行时间的均值模型及其可靠度模型．以路径出行时间最小、路径出行时间最可靠为目标,构建了路径选择的双目标加权规划模型,设计了基于改进蚁群算法的模型求解算法．算例分析表明：该算法能快速获取可靠的路径．     

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路网容量可靠性是评价路网综合性能的重要指标之一,已越来越受到路网规划者和交通管理者的重视,而现有评价方法大多在确定路网最大容量过程中并没有综合考虑服务水平的约束。本文为在路网容量可靠性评价中更好地体现出行者及管理者对服务水平的要求,新建了基于服务水平约束的路网容量可靠性双层规划模型,以行程时间增量系数和饱和度系数为约束构建上层规划,结合用户路径选择行为的特点,选用SUE(随机用户平衡)分配模型作为下层规划。采用遗传算法和Monte Carlo 仿真相结合的方法求解容量可靠性模型。并给出了算例.计算结果表明,该模型能够较好地体现不同服务水平要求下的路网容量可靠性,并为城市路网规划、管理及路网性能的改善提供依据。     

基于部分随机用户平衡的可靠性网络设计

为减少交通事故导致的路网性能不确定性,基于部分随机用户平衡描述交通事故影响下的路网状态,建立了可靠性网络设计问题的双层规划模型.上层模型将期望总行程时间作为路网可靠性指标,并将其与投资费用的加权和作为优化目标;下层模型综合考虑出行者信息的不完备以及交通事故影响的局部性,扩展了部分用户平衡模型,描述交通事故发生时的交通流模式.用基于蒙特卡洛模拟的遗传算法求解模型.算例表明:与已有确定性网络设计方法相比,本文方案鲁棒性更好,在需求水平为100、150和200辆/h时,社会成本平均增加了18%,社会成本的增加率随交通需求的增加而减少.     

协同考虑脆弱性与可靠性的城市道路网络设计

根据常态事件下出行者风险规避的路径选择行为和非常态事件下兼具风险规避与后悔规避的路径选择行为,分别以可靠性和脆弱性指标描述常态与非常态事件下的路网性能,构建了协同考虑脆弱性与可靠性的城市道路网络设计一主双从规划模型,其中上层模型为满足可靠性约束条件下的路网脆弱性指标最优（路网可达性最高）,下层模型分别为基于效用理论和后悔理论的随机用户均衡模型. 算例结果表明:与仅考虑脆弱性的模型相比,本文提出的模型在牺牲一定可达性的基础上可获得较高的路网可靠性;当投资预算为0.9 × 107时,平均路网可达性与路网可靠性分别为0.138 8和0.969 6,而仅考虑脆弱性的模型获得的对应指标分别为0.140 5和0.334 1,可达性指标减少了1.20%,可靠性指标增加了190.21%;此外,如果忽视出行决策行为差异,可能获得偏离实际的次优,甚至错误的网络设计方案,无法实现预期设计目标.      

基于关键路段的路网可靠性的改进

为简化资源约束下路网可靠性的改进问题，只选择关键路段（即被选择的概率大于预定阀值的路段）进行改进．由于出行者在事件（例如地震、洪水、飓风等）前后的路径选择行为用弹性需求随机用户平衡刻画，路段的选择概率可以基于路段水平有效求得，因而容易确定关键路段．建立了以路网净经济效益相关的可靠性最高为目标，并有资源约束的数学模型．提出了模型的一种启发式算法．算例的结果表明了该方法的有效性．     

基于大型自然灾害下生命线运输网络的可靠性研究

在大型自然灾害中,提高生命线运输网络的可靠性对应急救援、减少灾害损失和人员伤亡具有重要意义。本文研究生命线运输网络的可靠性,采用拓扑学的局部分散度、聚散度、节点孤立指数、路网可靠性因子等参数建立运输网络的可靠性评估模型,并通过成都到汶川生命线运输路网算例验证模型的有效性。     

交通事件影响下路网逐日出行动态可靠性

为描述交通事件持续期间逐日出行过程中的路网服务性能,构建日变路网逐日出行选择模型及可靠性指标.首先,根据出行经验更新路网阻抗,以准点到达概率最大化调整逐日出行中各出发时刻的路径总流量,以路径累积前景最大为目标调整单条路径在各出发时刻的流量,从而建立考虑出发时刻的逐日出行流量推演模型;其次,以交通事件发生前路网流量稳态时的准点到达概率和路径走行时间为参照基数,定义出发时刻准点到达和路径走行时间动态可靠性,并给出计算方法.最后,用算例验证模型和算法,并比较在出行模型中考虑可靠度时对路网逐日流量分布和路网可靠性的影响.     

多种失效模式下高速公路复杂网络可靠性研究

提出以设计时速为基准的路网行程时间可靠性的计算方法,建立基于延迟系数的行程时间可靠性模型,探究在不同失效策略下,路网行程时间可靠性的变化规律.以高速公路网为例,利用对偶法对高速公路网进行拓扑结构建模,计算拓扑网络中的节点度,设置路网连通可靠性、行程时间可靠性和道路阻断及拥挤状态下的路网可靠性三种情景,分析不同情景下路网可靠性的变化规律.结果表明:与以往的模型相比,基于延迟系数的高速公路网行程时间可靠性模型可准确有效地反映其路网在不同失效模式下的运行特性.随着低速道路的条数增加,路网行程时间可靠性降低.行程时间系数和延迟系数均达到最小值时,此时的路网行程时间可靠性的值最大.     

路段容量随机下降路网的行程时间可靠性

基于均匀分布的路段容量,分析了退化路网中路段行程时间的随机变动,构建了概率用户均衡交通分配模型,证明了等价数学规划模型解的等价性,设计了模型求解算法.在此基础上,建立了路段、路径及OD对行程时间可靠性计算模型.最后,在一简单网络上进行了计算分析.     

道路网络服务水平可靠性研究

以可靠性理论为基础,从出行者个体和网络管理者的角度提出了服务水平可靠性的概念,拓展了现有的路网可靠性评价指标.根据交通供给的随机性分析,将路段容量简化为离散随机变量,运用路网最可能状态生成算法,建立了路段及路网服务水平可靠性计算的近似算法,并在一简单网络上进行了计算分析.     

Carrying Capacity Reliability of Railway Networks

The railway network carrying reliability refers to the carrying capacity meeting the OD demand which consciously changed with random and irresistible factors under prescribed conditions and stated time. Based on reviewing the domestic and international achievement of carrying capacity reliability research and analyzing the characteristics of railway transportation, the paper presents the definition of the carrying capacity reliability of railway network. Then, a model for railway network capacity calculation is developed and the approach for reliability determination is proposed. In the final section, a numerical experiment is conducted with different levels of OD demand. The result shows that the fluctuation of OD demand directly affects the carrying capacity of railway networks, and the effective control of fluctuation plays a positive role for a good performance of railway networks.     

路网可靠性评价指标研究综述

路网可靠性是衡量城市路网性能,特别是在突发事件下交通系统功效的重要指标。依时间线索回顾了路网可靠性的发展历程,在此基础上分析了连通性/终端可靠性、行程时间可靠性和路网容量可靠性三大主要评价指标的特点,并从指标定义及指标评价方面,对比分析了三大指标的联系及区别。围绕研究及应用中的现存问题,对指标评价结果阈值的确定、提高评价指标应用性等方面提出了进一步研究的展望和建议。     

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为考察出行信息对道路网络出行时间可靠性的改善效果,将出行者划分为“有ATIS接收装置”和“无ATIS接收装置”两类,且均以随机方式选择路径,运用混合网络随机用户均衡建模理论构建了信息诱导下的出行路径选择模型.从路段容量的实际变化规律出发,假定其服从截尾正态分布,基于Monte Carlo仿真技术和网络均衡流求解算法,建立了信息影响下的道路网络出行时间可靠性评估方法.数值分析结果表明：道路网络出行时间可靠性随出行信息质量和信息系统的市场渗透率增加而递增,但其边际影响递减;对于交通需求水平高的道路网路,信息的提供对网络出行时间可靠性的改进更加明显.     

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实际交通管理中，为了提高道路的利用率，减缓交通拥挤，交通规划与管理者在规划设计时会尽量将交通流均匀分布在各路段上，或者利用一定的交通管制方法将双向道路上不均匀 流量转为均匀流量，这样既不需要投资增加路段能力，又能充分利用现有资源。根据这种思想，张和高(2006)提出了交通流均匀分布下的双向道路网络设计模型，但是原有问题目标函数只是求系统总阻杭最小和交通流不均匀分布度最小，这对于网络可靠性分析来说不太适用，本文分别分析了这两种目标函数下的交通网络的连通可靠性，结果表明了这种道路调整方法对系统的连通可靠性有一定提高.     

基于交叉口可靠性的公交优先信号配时优化模型

公交信号优先被广泛应用于提高道路通行能力和服务水平等方面,但是,公交信号优先经常会破坏路网,从而导致交叉口可靠性降低.因此,交叉口可靠性是交通信号设计中需考虑的一个重要问题.本研究针对单点交叉口提出了基于可靠性的公交信号优先配时优化模型,将人均延误最小化作为目标函数,将交叉口相位清空可靠度指标作为一个重要约束条件,该模型在优化信号配时的过程中不仅降低了人均延误,并且保证了交叉口的可靠性.本研究将该优化模型应用于单点交叉口,通过分析影响参数得到:仅提高可靠性要求,延误时间会非线性增加;若一味地降低总延误会导致低可靠性.最后,通过案例分析将传统模型与本研究模型进行对比分析,验证了本研究所提出模型的实用性.     

拥挤公交网络的出行费用可靠性

考虑随机事件对公交系统能力的影响,作者定义了公交网络中乘客的出行费用可靠性指标,以衡量不确定环境下的公交服务水平。该指标定义为在公交系统能力随机变化情况下,在给定的OD对之间,乘客能够按照预定费用顺利完成出行的概率。采用基于用户平衡准则的公交配流模型描述公交乘客的路径选择行为,给出了基于蒙特卡洛仿真的公交出行费用可靠性的计算方法。用一个算例对公交网络出行费用可靠性指标及其计算方法进行了验证。     

区域货物综合运输网络容量可靠性分析

在剖析区域货物综合运输系统构成情况的基础上,将影响网络容量可靠性的诸多要素分类,提出了综合运输系统即为复杂的COVIE系统这一概念.同时以综合货运网络描述模型为依托,采用较为成熟的网络保留容量概念,从COVIE系统的五个组成部分与货运网络容量的供给、需求和可靠性的关系出发,构建综合货运网络的可靠性分析框架及模型,有助于分析供给、需求的变动引起货运系统可靠性的变动,从而为相关部门的规划、建设、运营和组织管理等提供决策依据和技术支撑.     

基于速度-密度模型的路网连通可靠度分析

传统的连通可靠度评价方法往往将路段分为连通和不连通两种状态,对于实际路网的评价存在计算量过犬的问题,缺乏可操作性。首先结合安德伍德指数模型和格林伯格对数模型,构建能够反映各种交通流状态的速度一密度模型。在此基础上,以行车速度和交通量为基本参数构造路段综合连通指数,提出路段和路网连通可靠度的计算方法。以行车速度为分类依据,提出连通可靠度评价标准。最后,对辽宁省锦州市某区域早高峰时段路网连通可靠度进行分析,结果表明：基于速度一密度模型的路网连通可靠度计算方法能够比较真实地反映道路交通实际状况,且计算过程得到较大简化。