最短路拍卖算法在交通流分配中的应用

拍卖算法是由Bertsekas教授提出的一种求解有向网络图最短路径的新算法,并已经发展成为求解线性网络流问题的综合算法.本文首先介绍了拍卖算法,分析了其特点,并将其与常用的标号设定算法和标号修正算法进行了对比.深入分析了交通路网的特点和交通分配中最短路求解的特性.研究结果表明,最短路拍卖算法特别适合于并行计算和大规模稀疏网络的求解,符合现实路网的特点和交通分配的要求.最短路拍卖算法应用于交通分配能避免大量不必要的计算,大大节省计算时间,在交通领域具有广阔的应用前景.     

基于最优化思想的城市交通流分配

介绍了用矩阵迭代法求最短路径问题．该方法与现在经常应用的Dijkstra算法（即标号法）相比，具有计算简单且计算量小的优点，能够在求得任意交通节点之间的最短距离的同时显示出所走路径，这是其他算法所不具备的突出优点．给出了矩阵迭代法求最短路径的具体方法，以某中等城市为例进行了最短路径的寻优和交通流分配，该实例证实了该方法的应用价值．     

基于标号算法搜索过程的K最短路算法设计

K最短路径问题是最短路径问题中的一个重要分支,它在物流调度、交通流分配、交通网络的路径选择中起着重要的作用.为了提高K最短路的计算效率以及实用性,充分利用传统标号算法搜索过程获得的众多节点临时标号信息,设计了基于搜索过程的Dijkstra标号算法.该算法在搜索过程中得到一条最短路径的同时,获得了大量的临时标号信息;在此基础上,继续采用该算法利用这些临时标号信息进行标号,可以获得其他严密K最短路;将该算法与交叉口有延误的最短路径算法相结合,可方便的计算城市交通网络中交叉口有延误的K最短路径问题;该算法简化了K最短路的计算过程,提高了算法的计算效率.最后,利用一个简单网络介绍了该算法的计算过程.     

一种基于多元Probit模型的随机网络配流加载算法

为了改善基于Logit模型的随机网络配流加载算法的两个不足之处,本文提出了基于正态分布的Probit模型的随机网络配流算法。假设路段的广义交通时间服从正态分布,然后用蒙特卡洛模拟法对提出的算法进行求解。最后,用一个简单的交通网络例子对提出的算法进行验证分析。在算法求解过程中,运用Matlab对路段广义交通时间随机抽样,再对网络进行全有全无分配,将交通流量分配到起终点间的每一O-D对的最短路径上。应用Probit模型进行配流加载,其路径选择概率更接近实际更加合理,是一种值得推广的交通配流加载模型。     

网络最短路径定界搜索算法

用Dijkstra算法求解大规模网络两顶点间最短路径时，需计算大量与最短路径无关的顶点，效率较低，双向定界搜索算法是首先对网络进行双向搜索，得到一条经任意点的最短路径，一般情况下，这条路径已非常接近、甚至等于最短路径。然后，以此路径的标号(即路径长)作为搜索计算的界，进行双向标号计算，对超过界的顶点不再计算，以提高计算效率．算法分析表明，用该算法可使计算效率提高约一倍。     

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.     

交通分布-交通分配组合模型研究

在交通规划实践中，交通分布和交通分配问题作为“四阶段预测模型”各自独立，尽管两个问题紧密相关．因此，有必要建立交通分布-交通分配组合模型，来反映这种反馈．文中介绍了Evans模型，并说明了逐次平均法求解模型的步骤，最后用算例说明了具体算法．这种方法完全可以用Microsoft Excel计算，计算方法简单，可以为组合模型的求解提供新的思路．     

交叉口有延误的交通网络最短路径算法研究

在交通规划和VRP研究中,考虑道路网交叉口的延误将更加切合实际,对于节点分方向有延误的最短路问题,传统的Dijkstra不再适用．考虑交叉口分方向的延误情况,给出了一个求此类问题最小时长路径的标号算法,其时间复杂性为O(n^2)．     

静态多路径交通分配模型综述

静态交通分配反映路网交通流的拥挤性、路径选择的随机性等典型交通流特征,是交通规划方案评价和路网分析的重要方法.文章在介绍交通分配理论的基础上,对静态多路径交通分配的发展进行分析,并总结了静态多路径非平衡交通分配法的关键问题,分别对路阻函数及路权的计算、有效路径的定义、路网最短路算法、分配算法流程设计4个方面进行研究,总结静态交通非平衡分配法存在的不足,可为交通分配研究提供参考.     

路网最大流问题的断路算法程序设计及应用

引进交通路网最大流问题求解的断路算法，有效地克服了传统的求解最大流标号法步骤复杂，不利于计算机操作的缺点；以Turboc作为程序实现工具，完成了断路算法的程序设计，程序适用于大型路网中单起点单讫点和多起点多讫点的最大流计算。通过对赣州市现有路网最大通行能力的实例分析，证实了该程序的合理性和有效性，并为本地区未来交通路网规划提供了决策依据。     

Application of Auction Algorithm for Shortest Paths to Traffic Assignment

Auction algorithm is a new and simple algorithm for finding shortest paths in a directed graph proposed by Prof. Bertsekas, whose application has been extended to solve a variety of linear network flow problems. In this paper, auction algorithm for shortest paths is introduced and its characteristics are analyzed. The paper compares the auction algorithm with other algorithms widely used such as label-setting algorithm and label-correcting algorithm. The auction algorithm is particularly applicable to parallel computation and to the solution of a large-scale sparse network, which precisely meets the requirements of the traffic assignment. The algorithm is easy to program. Through a variety of measures the basic algorithm can be improved and speeded up and the computation speed can be increased by several times. The auction algorithm can be adopted in various traffic assignment methods. It can be used efficiently in the case of multiple origins and a single destination, and a single origin and multiple destinations. Different origin sets and destination sets are determined in accordance with the requirement of the traffic assignment. It is not required any more to find the shortest paths connecting any node pairs, so a lot of computation can be avoided and the computing time can be reduced by the use of the auction algorithm in the traffic assignment. Auction algorithms can thus be broadly applied in the transportation fields.     

面向城市交通网络的 K 最短路径集合算法

在城市交通网络中,为了优化交通流,需要搜索到符合出行需求 K 最短路径,并 将 OD（Origin-Destination）交通流合理分配到这些路径上.本文主要对搜索符合出行需 求的 K 最短路径搜索算法进行了研究,解决了已有算法仅能搜索出单条满足最短及 K 最 短条件路径的问题.根据 Wardrop 第二原则及路段阻抗函数理论,分析了路径集合搜索方 法对优化城市交通流的必要性,并定义了城市交通网络中 K 最短路径集合的概念及选择 条件,提出了一种面向城市交通网络的具有多项式时间复杂度的 K 最短路径集合搜索算 法.仿真结果表明,本文所提算法可以搜索出满足出行需求的所有 K 最短路径集合,在该 路径集合上进行交通流分配的效果明显优于传统方法.     

基于子网连接点分布的分布式交通分配方法

提出多点连接双子网分布式分配的方法,将整网分为具有共同连接点的子网．基于一般交通分布,分配组合模型及其网络变换解法,提出连接点吸引测度的具体度量方法。OD点在不同子网的跨网需求的分配转化为寻找连接点分布,使在该分布下,各子网平衡可达整网平衡。由此,分布式分配转化为2个部分：连接点分布,子网分配组合计算以及基于连接点分布的子网分配。分析表明,在此分布式分配中,各子网既独立完成各自的分配任务又通过在迭代过程中相互传递阻抗信息和连接点分布信息来协同工作,具有分布式系统的优点,而且计算结果表明分布式分配是可行的。     

基于层次蝙蝠算法的应急车辆调度与交通疏散协同决策

城市路网多事故应急救援中，因交通拥堵造成应急车辆滞留现象时常发生，严重影响道路交通事故救援效率.提出通过交通疏散提高救援路径的可靠性，构建双层规划模型对应急车辆调度和交通疏散进行协同决策. 设计一种双层蝙蝠算法，上层算法在应急车辆需求、事故时间窗和可用车辆约束下求解响应时间最短的调度方案，下层算法在路段容量和疏散需求约束下求解多条最短路径的交通疏散策略，从中选取最短时间路径. 算例结果表明，本文模型通过缩短应急车辆在途时间有效提升了应急救援效率，算法具有优秀的寻优能力和运行速度.     

交通网络结构优化的改进Dial算法

引入交通网络层次性这一基本特征来研究面向交通网络结构优化的配流算法.在充分分析算法的实践与理论基础后,定义了层次因子,并利用层次因子来计算最短路径、路段似然和路段权重;设计了基于Dial算法的交通网络结构优化算法.实例研究表明,所设计的算法可以通过将网络层次状况控制在合理范围内来有效地调节和优化交通网络资源配置,相对于Dial算法而言具有找到更优网络结构的灵活性.     

基于地面路网MFD 的快速路出口匝道流量分配模型

过于集中的流量分配易导致出口匝道和与之相衔接的地面道路过饱和,进而影响快速路和地面路网的通行效率.为提高路网中车辆通过快速路到达目的地的通行效率,基于地面路网宏观基本图（Macroscopic Fundamental Diagram,MFD）,以出口匝道通行能力和与之相衔接的地面路网承载能力为约束条件,以整个路网的车辆总行程时间最短为优化目标,建立快速路出口匝道流量分配模型.根据宏观网络车流平衡方程,采用改进的遗传算法对模型进行求解.最后,通过实际路网验证了模型的有效性.结果表明,该模型可有效提高车辆通过快速路到达目的地的通行效率,同时降低出行成本.     

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.      

基于最短路径的等时缓冲区分析及其应用

为了研究城市交通网络不同时段、不同交通方式居民出行的时间结构,从等时缓冲区数学模型出发,引入最短路径思想,得到网络节点间的最短时间距离,并以此作为缓冲区分析的量算指标和样本点数据.借助ArcGIS空间插值和等时线提取工具,实现交通网络时间距离表面和等时缓冲区(等时线)的建立及其可视化.通过具体的实例,生成闲时、忙时,小...     

大规模铁路运量分布研究

探讨了大规模铁路运量分布研究中的几个问题：分布模型的选择、数据的预处理及在对某些品类货物预测时稀疏矩阵的赋值等。分析及实际计算表明，改进后的增长系数模型和物理类比模型较适合于大规模铁路区域ＯＤ流分布预测；对预测运量数据进行数值分解和迭加，可以较好地处理计划性数据，从而提高预测精度；预先对大规模稀疏ＯＤ矩阵零元素赋微量值，从计算的角度看可行，但是也掩盖了局域网络的实际不平衡。