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．     

应急车辆动态路径选择的两阶段优化模型

为研究突发事件情境下交通路网动态变化时的应急车辆路径选择问题，提出应急车辆动态路径选择的两阶段调度优化模型。通过结合路网动态状况和应急救援特征，建立基于最大路径可靠度和最短行程时间的两阶段优化模型；通过混沌搜索改进布谷鸟算法初始种群，并加入蛙跳算法改进局部搜索操作，设计混合布谷鸟算法，改善全局寻优能力；以某市某区部分区域路网为例，将该区域路网实时交通数据应用于模型和求解算法中。实验表明，利用两阶段优化模型和算法编码方案能成功获得出发点到救援点的动态可靠路径，相同行驶路径情况下模型与算法求解的最短行程时间与实地驾车获得的最短行程时间最大误差不超过8%，说明优化模型可行。3 种不同算法求解K最短路径的结果发现，混合布谷鸟算法得到的最短行程时间比粒子群算法和 经典布谷鸟算法得到的结果都要小，且计算时间最短，表明混合布谷鸟算法求解的结果最优，性能最好。     

基于换乘次数的城市轨道交通有效径路集生成算法研究

城市轨道交通乘客出行路径选择,其实就是换乘站的选择,换乘站及其次序唯一确定了乘客在路网中行进的路径。基于轨道交通旅客出行所能承受的换乘次数是有上限的这一事实,设计出基于换乘次数的有效径路集生成算法。算法在充分考虑轨道交通路网结构及旅客实际出行特点的基础上,对路网进行分层、次序化处理,旨在降低算法的空间复杂度和时间复杂度。实例分析表明,该算法可以快速高效的生成有效径路集,并且生成的有效径路集包含虚拟换乘路径,为后续研究提供较好的路径结构基础。     

交通路况感知下的自适应动态路径规划方法

针对传统路径规划算法在动态网络中的时效性和可用性不足，本文提出一种适用于时变 路网环境下的自适应动态路径规划方法。通过引入动态网络流式图划分思想，构建一种分层路 网的状态树索引，有效降低了动态路网中路径查找的计算代价，并扩展了传统路径规划算法在动 态路网中的普适性。在此基础上，将区域路况的时空变化信息融合到索引树中，进一步提出一种 基于时空层次网络的路径映射方法。并按照访问节点的距离逐步收缩最小包含区域来减少路径 查找视野，将路径查找过程转化为在层次图中的小范围寻址。为适应路网动态变化特征，路径映 射采用多路并行的双向探测策略，使得路径搜索迅速收敛于一个最优解，在动态路况变化和旅行 代价之间寻求平衡。最后，结合北京市实时交通路网数据集进行实验评估，在查询性能和自适应 调整方面验证了所提出方法的有效性。     

路网规模对出行者路径选择转换的影响

为预测交通流的演化动态，提高交通系统运行效率，需研究路网规模与出行者路径选择转换行为间的关系。首先设计并实施实验室行为实验，收集出行者实际路径选择相关数据。行为实验涉及4个不同规模的虚拟道路网络，30名参与者基于以往的出行信息（即出行时间）在虚拟路网上进行路径选择。然后利用假设检验、回归分析等统计方法对收集到的实验数据进行分析。分析结果表明：随着路网规模的增大，路网达到用户均衡（User Equilibrium, UE）状态的次数减少。对各路网用户均衡状态与系统最优（System Optimum, SO）状态的对比表明：各路径流量的平均值都很接近于UE值，而与SO值相差较大。从逐日路径流量演化和个体选择可变性两方面分析了路网规模与路径选择转换间的关系，发现逐日路径选择转换人数（或个体路径选择转换数量）与路网规模呈正线性相关。此外，个体路径选择转换频率与平均经验出行时间显著相关。由此得出结论：单方面扩大路网规模并不总能促进路网交通流演化到用户均衡状态，且出行时间与个体路径选择转换数量存在幂函数关系。     

基于交通限制的路网最优路径算法

为了解决车辆诱导系统中复杂道路结构表达及因为城市道路交通信号管理而产生的最优路径选择求解的复杂性,依据图论中最短路径算法的基本原理,提出了含有禁行路线路网的最优路径求解算法。以行程时间最少为目标,按照网络转化法把含有禁行路线的路网转化为不含有禁行路线的路网,采用邻接节点矩阵和邻接节点权矩阵实现了道路节点关系的表达,改善了传统的Dijkstra算法,将全局节点路径的求解转化为与求解节点紧密联系的局部区域求解,将所研究的网络转化方法和改进的路径寻优算法应用于车辆诱导系统。结果表明应用该算法能够在含有禁行路线的路网中求解最优路径,减少了问题求解的路网节点数,提高了计算效率。     

遗传算法在高速公路路径计算中的应用

高速公路路网模型问题是一个十分重要的问题,各种路径的算法一直是高速公路路网模型中研究的重点.文中讨论了用遗传算法求解高速公路路网模型中路径的问题,详细介绍了路网模型的建立、遗传算法的设计和各种算子的选择;并通过仿真计算验证了用遗传算法解决路网模型中路径问题的可行性.     

考虑出行者不同理性程度的拥堵交通流分配方法

为研究出行者感知偏好对交通分配结果的影响，本文构建了微观路径选择模型，提出拥堵条件下受路段通行能力限制的交通分配算法。引入出行者决策过程中的后悔和无差别化阈值，考虑出行时间和排队时间的心理感知差异，构建不同理性程度下的路径选择概率模型。在集计水平上，考虑当前路段及其上下游路段通行能力限制、路段车辆空间排队和溢出，提出路段车流量流入、流出的修正方法。采用增量加载分配方法，研究路段车辆的消散特性，再现了从个体路径决策到宏观路网状态的演化过程。基于Nguyen-Dupuis仿真网络，比较不同算法下各路段的拥堵车辆和各路段车辆流入、流出情况。结果表明：出行者个人偏好感知会显著影响拥堵路段的成本函数，是出行者路径选择的关键因素，但是出行者个人偏好对非拥堵路段的车辆流入、流出影响较小；考虑个体偏好的交通分配方法能降低路网的平均饱和度。本文提出的考虑有限理性的拥堵交通分配方法可应用于拥堵路网的交通诱导，有利于促进道路资源的合理利用。     

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在考虑交通信息对出行者路径选择行为影响的基础上,运用随机用户平衡配流的基本思想和交通流理论,提出了广义成本的概念。将广义成本定义为行驶时间、道路拥挤度、路段可靠性三者的线性加权和。将出行者划分为“有ATIS接受装置”和“无ATIS接受装置”两类。假定在路网随机变化的情况下,两类出行者均以广义成本费用最小作为路径选择准则,建立了ATIS影响下的基于广义成本的随机用户平衡模型。证明了模型的等价性和解的唯一性,并利用对角化算法和MSA算法设计了模型求解算法。通过一个算例表明：算法具有较好的收敛性,且该模型能反映出行者在交通信息影响下的随机路网中的路径选择行为。     

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交通流分配是交通规划的核心工作之一，而路网中有效路径的搜索又是进行交通流分配的基础。通过将交通路网中节点位置的确定性与交通出行中路径选取的有向性相结合，本文提出了一种有效路径的分层定向搜索算法，并结合博弈理论建立了新的交通流分配模型。新的算法合理的汲取了启发式配流的比例加载思想，并借鉴相继平均法思路解决了多起讫点对的配流问题。新算法具有模拟实际交通路径选择行为，并给出唯一路径流量的特征。文中用一个算例说明了该方法的有效性。     

考虑回路因素的电动汽车最短路问题研究

电动汽车保有量迅速增长，但仍存在里程焦虑、充电设施缺乏等问题，导致驾驶员有时必须绕路才能给电动汽车充电. 基于电动汽车在长途出行过程中绕路充电产生的回路现象，对电动汽车最短路径问题进行深入探索. 对路网进行重构，考虑驾驶员在不同充电速度和排队情况下的充电站选择行为，构造寻求电动汽车最短路径的混合整数规划模型，使用成熟的商业规划软件求解. 为提高大型路网下的模型求解速度，基于动态规划的思想提出一种改进的标签设置算法，高效求解路网中存在回路时的电动汽车最短路径问题. 通过算例验证所提模型和算法的合理性及高效性.     

城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法

为提高城市快速路网的整体功能和运行效益,利用实时动态交通数据,根据动态交通因素对路段通行时间的影响,将城市快速路网划分为非拥塞和拥塞两种情况,基于安全停车距离和剩余通行能力,分别计算了两种情况的路段通行时间,提出了以行程时间最短为目标的城市快速路网行程时间计算与最优路径选择算法.将该算法应用于西安城市快速路网进行案例分析,结果表明:该算法的最优路径计算结果与实际相符,误差在15%以内;最优路径的距离约为最短路径的1.84倍.      

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.     

随机时变路网环境下稳健路径选择及实证研究

交通拥挤、天气、突发事故等不确定性因素影响着城市区域之间的路网提供的 连通服务水平.本文对城市片区间道路连通路径选择进行研究.根据随机时变网络描述和 稳健路径选取原则,建立了最优化模型,并采用改进的Dijkstra 算法.通过深圳实例计算, 分析了出发时刻与最短路径行程时间和路段构成之间关系,并与确定性时变路网环境下 进行计算结果对比.结果表明,随机时变路网环境下鲁棒性最优算法选择稳健路径具有合 理性和可行性,可以很好地应用到区域动态连通情况的研究.     

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出租车驾驶员对城市道路交通状况较为熟悉,他们选择的路径具有代表性,因此将出租车驾驶员路径选择经验融合到路径规划算法中,对提高出行效率具有重要的意义.本文提出一种融合出租车驾驶经验的层次路径规划方法,主要包括三部分：首先,从出租车GPS数据中提取出出租车载客行驶轨迹;然后,根据各路段出租车行驶频率高低对路网进行分层,构建基于出租车经验路径的分层路网;在此基础上,使用Dijkstra算法实现层次路径规划.最后,本文以广州市为研究区域,将该方法得到的规划路径与经典路径规划算法的结果进行比较.结果表明,融合出租车驾驶经验的路径规划方法所得路径在行程时间上占有一定的优势.     

动态重规划的多目标路径产生方法研究

随着城市现代化发展,交通问题越来越突出,为解决这些问题,智能交通加速发展,合理优化资源分配成为一大焦点。因此,提出一种动态重规划的多目标路径产生方法,主要分为路径选择模型以及路径优化算法两个方面。提出基于时间最短、距离最短、拥挤度最低三个目标的多目标路径选择模型,确定路径求解算法,改进竞争学习神经网络确定拥挤度分类,通过逆向A*算法进行全局路径优化。当检测到路网信息发生变化时,将新信息反馈到系统中,通过增量更新算法进行动态更新,从而实现实时动态路径规划。最后,根据北京市某片区路网情况进行模拟,验证算法的可行性和有效性。     

考虑交叉口转向延误的最短路径拍卖算法

为了改进传统算法求解最短路径时运算量大且无法计算交叉口转向延误的不足,提出可直接求解受限路网中两点之间最短路径的改进拍卖算法.将价格矢量扩展至二维,解决了价值量被不同转向行为共用的问题.设计了节省存储空间的数据存储结构,可准确描述交叉口转向行为,且便于检索.针对不同规模和密度的随机路网,比较了改进算法和Dijkstra算法求解单一起、终点之间的最短路径问题.结果表明,在含5 000个结点、20 000条路段的高密度路网中,改进拍卖算法的搜索时间约为Dijkstra算法的30%,能准确求解受限路网中的最短路径,并保留了原Auction算法可并行计算的基本性质.     

基于道路交通状态的随机用户平衡

运用随机用户平衡配流的基本思想和交通流理论，提出了道路交通状态的概念，以便讨论交通拥挤情况下的交通量分配问题．将道路交通状态定义为行程时间和道路拥挤度的线性加权和．假定在路网随机变化的情况下，出行者以行程时间和道路拥挤度最低为路径选择准则，建立了基于道路交通状态的随机用户平衡配流模型，并证明了模型的等价性和唯一性，给出了该模型的连续平均求解算法．一个小型网络的数值计算结果表明，该模型能反映出行者在随机路网中的路径选择行为．     

路网抗震可靠性及震后运输调度路径选择研究

道路交通网络在地震作用下会出现一定程度的结构损坏和功能失效,对震后运输调度路径选择产生了影响.为研究路网的抗震可靠性及震后运输调度的路径选择问题,以路网连通概率作为衡量路网抗震可靠性的指标,将贝叶斯网络理论应用于路网形态特征之中,构建量化路网抗震可靠性的贝叶斯网络模型并求解.将震后运输调度路径选择视作多属性决策问题,综合考虑运输时间、运输距离及路径可靠性这3种属性,构建运输调度路径选择的决策效用函数模型,对模型求解确定震后运输调度的路径选择方案.以宿迁市宿城区部分路网为实例,在设定地震影响下,定量分析路网抗震可靠性,选择震后运输调度路径.     

城市干线交通协调控制仿真优化

针对最短路径路网搜索复杂过程中的求解问题,从路径优化角度考虑,根据出行者与路网之间的博弈关系,提出诱导条件下路径优化的博弈模型,通过对博弈模型的求解得到出行者和路网之间的最优选择,即实现博弈双方的平衡,最终得到最优路径。通过算例分析,验证诱导条件下路径优化博弈模型的可行性与有效性。