基于K最短路的流量分配算法研究

结合国内城市轨道交通无缝换乘的运营特点,充分考虑影响城市轨道交通网络客流分配的主要因素及轨道交通网络的特有属性,用运行时间、换乘时间、拥挤附加时间构造城市轨道交通网络广义费用函数,分析乘客在城市轨道交通网络中的路径选择行为;在此基础上,基于图的理论和随机用户平衡原则提出城市轨道交通网络客流分配数学优化模型,设计基于费用约束的K最短路算法进行求解,得出更符合实际的有效路径集合,并通过一组数据对模型和算法进行了验证。     

面向出行时间可靠性的最优路径规划

目前城市道路交通普遍存在交通拥挤、交通出行困难等问题。尤其是一些大城市,交通拥挤问题已成为制约城市进一步发展的重要问题。因此,提高出行者的出行效率和可靠性对解决交通拥挤问题具有重大意义。城市道路交通网络是一个典型的动态随机网络,网络中弧和节点的耗费是随机的,且随时间变化。其最优路径问题可以转化为图论网络中的最短路径问题。提出一种基于蒙特卡罗模拟和遗传算法的动态随机网络最短路径算法来解决城市道路交通网络的最优路径问题,并提出基于出行时长95%可靠性的最优路径选择方法来保证出行时间的可靠性。实验表明该算法可以很好地解决城市道路交通网络出行时间可靠性的问题,可以很好地运用到交通出行的路径规划中去。     

考虑行程时间可靠性的阻抗函数及其应用

目前对于交通网络上交通阻抗的选取一般选用时间、距离、费用等因素,其最优路径通常为最小阻抗路径。随着城市交通变得日益拥挤及影响出行因素的不可靠的增加,行程时间可靠性成为人们选择出行路径的一个重要影响因素。文中考虑这个因素,建立了行程时间可靠性函数,并对其进行变形处理,提出了行程时间可靠性费用的概念,将其作为路阻函数,将求解最大可靠性路径问题转化为求解最小行程时间可靠性费用问题,使路阻不但考虑了交通阻抗中最关键的因素即出行时间,又考虑了出行时间的不稳定性,更符合实际路网中出行者对于出行路径的选择行为,还能作为路阻费用在交通规划软件中方便使用;最后将该方法用于交通影响评价中交通影响范围的确定,并在TransCAD中进行了实现,将其结果与基于时间确定的交通影响范围进行比较,证明了该方法的可行性及实际应用价值。     

混合交通网络设计的遗传免疫算法研究

为了研究混合交通网络设计的启发式求解算法,以路段建设费用和网络费用最小化为目标,建立了混合交通网络设计的双层规划模型。鉴于标准遗传算法的局限性,基于人工免疫思想,将免疫系统仿生机理中的免疫调节、克隆选择、免疫记忆引入到遗传算法中,给出了求解混合交通网络设计的遗传免疫算法。通过算例验证了算法的有效性,并和标准遗传算法进行了比较。结果表明,在混合交通网络的设计中遗传免疫算法比标准遗传算法具有更好的求解效果。     

大城市轨道交通选择行为调查初步分析——以北京市地铁4、5、10号线为例

随着城市交通问题的日益严重,大力发展城市轨道交通成为解决城市交通问题的有效方法。引导一部分人乘坐轨道交通出行,可以减少路面交通压力。以北京市城市轨道建设为目的,通过在北京市6个小区进行的交通方式选择特性调查,在分析了当前的交通状况的条件下,着重分析了5种情景组合设计下人们选择轨道出行比例的变化以及个人特征信息。分析结果表明,轨道出行比例与轨道费用、时间以及衔接费用有着显著的关系,并且不同年龄、职业、出行目的的群体选择轨道出行的比例也不尽相同。分析结果对于北京市城市轨道建设具有参考意见。     

城市混合交通网络系统优化模型及其算法

针对中国城市混合交通网络的特点,考虑影响出行者交通选择的主要因素,分析了城市混合交通网络中出行者的交通选择行为(包括交通方式选择和路径选择);从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段阻抗函数,提出了城市混合交通网络流量分离及分配的变分不等式模型.在此基础上,以城市交通网络系统总阻抗最小为目标,以城市交通管理的政策为手段,采用双层规划方法构造了城市混合交通网络的系统优化模型,并设计了其求解算法.最后通过数值算例,分析了不同交通需求条件下,各种出行方式的流量变化情况以及应采取的系统优化策略.计算结果表明:无论在拥挤条件下还是在非拥挤条件下,优先发展公共交通都是降低网络总费用的有效手段.     

拥挤收费下基于前景理论的出行者路径选择行为分析

出行者（特指私家车出行者）路径选择行为的研究对于城市的交通管理和交通组织都有着重要的意义,而且随着交通出行费用的不断增加,以及道路拥挤收费政策逐步实施,仅仅考虑距离最短、时间最短来对出行者路径选择行为模型进行研究,往往实用性欠佳。针对以往的研究中考虑因素单一、模型实用性不强这一问题,运用能有效描述出行者不确定性条件下决策行为的前景理论,综合考虑出行者的出行时间、出行费用以及出行者的个人偏好、出行经验等因素,建立一个更为贴合实际的出行者路径选择行为模型。以实际算例的形式对比分析了,不同收费标准对不同出行者人群、不同性质出行的路径选择行为的影响程度。结果表明：与拥挤收费政策实施前相比,收费3元时,高收入水平出行者购物出行时的路径发生变化,而对于通勤出行,当收费大于6元时出行路径才发生变化;对于中低收入水平出行者来说,因为其较高收入者对费用更为敏感,所以拥挤收费政策实施后他们的反应也不尽相同。     

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.      

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。     

信息对出行者出行行为的影响研究

研究了出行者在交通网络发生交通事故条件下的出行行为，出行者根据用户最优原则决定是否改变出行路径，建立一种简单网络上的排队模型，分析了ATIS对出行者在交通事故期间路径选择行为的影响，得出了ATIS有益于缓解交通网络拥挤状况的结论。     

基于随机用户平衡的混合交通网络流量分离模型

考虑了影响出行者交通选择行为的主要因素(时间、费用、方便性、舒适性等),分析了在多种交通方式(私家车、出租车、公交车、轨道交通以及自行车等)存在条件下城市交通网络中出行者交通选择行为,包括交通方式选择和出行路径选择,并基于随机用户平衡(SUE)理论构造了城市混合交通网络的流量分离和分配综合模型及求解算法。最后通过一个简单算例,得到了当各种影响因素变化时,各种交通方式的流量变化情况。     

不确定网络路径优化模型及算法研究

道路事故、道路施工等突发因素干扰了道路正常运营状态,严重时将造成交通网络的局部阻塞;同时道路使用者感知交通网络环境的变化具有多样性和滞后性.正是因为这些不确定因素的存在,交通网络也呈现出不确定性特征.针对出行时耗需要保障的出行决策优化问题,引入可信性理论体系的测度标准;将路段出行时耗变量模糊处理;构建了在一定显著度水平条件以出行总时耗为优化目标,以出行路径为决策变量的模糊机会约束模型,给出基于模糊模拟的组合优化算法,计算示例表明,模型构建合理,算法有效.     

考虑路侧停车收费博弈的多方式出行网络配流模型

路侧停车收费过程中,收费人员和停车者讨价还价的现象普遍存在,出行者实际支付的停车费用低于理论停车费用.研究该现象对出行方式选择的影响,并为停车管理和价格制定提供支撑.以改进的FSC效用函数建立3阶段路侧停车收费博弈模型,通过北京市城区实地调研结果对模型参数进行赋值,求解平均讨价还价区间.修正私人小汽车出行停车费用,建立服从Logit函数的多方式出行网络配流模型.实证和算例结果表明,路侧停车收费平均讨价还价区间为理论停车费用的50% ~80%;路侧停车收费博弈对配流模型的结果产生不可忽略的影响,考虑停车收费博弈后,不同出行距离下私人小汽车出行概率增加2.8% ~12.4%,其平均增幅为5.7%;调节停车费率对出行方式选择的引导作用效果减弱.      

基于最短路径搜索的动态随机交通分配

提出了一个基于Logit方法的动态交通随机分配模型,该模型通过最短路算法和随机分配来解决动态均衡交通分配中的出行选择问题,避免了以往动态交通均衡分配中解凸规划或非线性规划问题,同时不需要路径枚举,从而使本模型更适合于大型路网的动态交通分配．随后的算例证实了该模型的可行性。     

考虑舒适度因素的出行价值模型

为了探究舒适度对出行者路径选择的影响,通过分析出行舒适度的影响因素,构建舒适度价值模型,从而建立考虑舒适度因素的出行价值模型。首先考虑行程时间、出行费用和舒适度3种出行价值的影响因素,建立出行价值模型;然后采用意愿调查法对出行者舒适度选择特征进行调查,以性别、年龄、出行方式、行程时间为特征变量,通过排序选择模型对舒适度选择概率进行标定,发现交通方式和行程时间两种影响因素对舒适度选择具有显著影响。通过计算出不同交通方式、不同行程时间对应的舒适度选择概率,从而得到不同出行状态下的舒适度概率分布,由此建立了基于舒适度排序选择模型的出行价值模型。最后以公交车出行价值为参考,进行算例分析,利用AHP层次分析法,对行程时间、出行费用和舒适度3种因素的单位价值进行判断,得出出行价值计算模型,分别针对考虑和不考虑舒适度的出行价值模型进行比较分析。结果表明,当考虑舒适度因素时,私家车和自行车的出行价值分别下降了2.6%和30.2%。由此可见考虑舒适度的出行价值模型能够更好地评价不同出行方式的价值差异。     

交通规划中基于遗传算法的最短路交通分配法应用研究

对交通分配中的最短路径和遗传算法进行分析,提出一种适合在不考虑各条出行路径路况和用户出行行驶速度情况下基于遗传来搜索最短路径的分配方法.介绍交通分配的最短路法原理以及遗传算法的概念和过程,给出基于遗传算法的搜索最短路算法过程设计,并用简例对其进行说明.     

通行能力约束下的弹性需求交通投影动态演化模型

利用投影动态系统理论建立了具有路段通行能力约束的弹性需求交通网络动态演化模型.通过分析节点路段处交通流量与出行阻抗关系,揭示了出行者在网络局部对出行路线进行调整的决策过程,并分别建立了有通行能力约束的路段流量更新方程和弹性交通需求下的节点最短行程时间估计方程.通过在整个网络上整合上述两类方程,得到最终的交通网络投影动态...     

换乘交通枢纽行人设施布局仿真评价研究

换乘交通枢纽是城市交通转换出行方式关键节点,其交通设施布局直接影响乘客换乘效率,因此,对枢纽行人设施布局在设计阶段进行“事先”评价并进行优化是当前城市交通面临的问题.文中在分析行人交通需求方案与设施布局方案的基础上,采用交叉法设计仿真方案;将换乘矩阵转化为行人步行起讫点OD,以最短路为行人路径选择原则,将换乘矩阵分配枢纽行人路径上;以Legion行人模拟软件作为仿真软件,仿真行人设施仿真方案;在建立行人设施布局方案初步筛选原则的基础上,选择换乘总时间为评价指标比选设施布局方案.以宋家庄换乘交通枢纽设计方案为例,选择了设置中部自动扶梯的行人设施布局方案,其换乘总时间比不设置要减少34 h.     

基于多方式广义费用模型的超级交通网络需求预测技术应用

针对综合交通网络规划各方式缺乏有机融合问题，通过建立以虚拟概化线连接的铁路、公路、水运、民航各方式交通线网和火车站、港口、机场等枢纽节点一体衔接的超级交通网络模型，运用广义费用函数计算客货在路网、枢纽及虚拟概化线上流动产生的广义费用，实现各方式交通网络融合。考虑公路客货运周转量占全方式总量比例高，但客货运平均运距短，以县级行政单元为基础将全国划分为2 540个综合交通小区，获取2018年各运输方式全年客货运起讫点（OD）数据，通过聚合、拆分等方法，将各方式OD表叠加形成现状综合交通小区客货运输量OD表；采用总量预测、自上而下分层控制的技术路线，对2050年全国总量、分区域总量和综合交通小区客货运发生吸引量进行预测，计算2050年综合交通小区客货运输量OD，实现各方式运输需求融合。基于Fisk模型，构建组合出行情况下多方式、多类别随机用户均衡分配模型（SUE），采用连续权重平均（MSWA）法对模型进行求解，并通过算例验证了模型和算法的有效性。结果表明：模型能够体现“宜铁则铁、宜公则公、宜水则水”的规划理念，实现乘客组合出行和货物多式联运，预测精度较高。研究成果可应用于宏观交通趋势判断，为实现综合交通网络规划中各方式有机融合提供借鉴，并成功应用于国家综合立体交通网规划研究中。     

基于MNL模型的居民出行方式选择行为研究——以南方某小城市为例

为明确城市居民出行方式选择的关键影响因素，调节城市居民出行结构，提高城市交通系统效率，以南方某小城市居民出行数据为研究对象，基于随机效用最大化理论构建多项MNL(Multinomial Logit)模型，分析了个人属性、家庭属性和出行方案属性对出行方式选择产生的作用。通过分析MNL模型统计回归结果，得出以下结论：1)个人属性中，年龄、性别、个人月收入、受教育程度、驾照拥有情况对居民出行方式选择行为有显著影响；2)家庭属性中，住户小汽车拥有情况和摩托车拥有情况对居民出行方式选择行为有显著影响；3)出行属性中，出行时间和出行目的对居民出行方式选择行为有显著影响，而出行费用在出行选择过程中没有显著作用。