公路网交通分配多路径随机选择的系统分析

笔者分析了一个OD对之间具有多条路线条件下，交通流对路线随机选择情况下的出行市场均衡模型，该模型是以交通总需求为约束条件，以多项式Logit模型为随机函数，并以每条路线的供给函数为基础而构造的。最后，笔者用启发式算法中的逐步平均步长法（MSA）进行了实例验算，证明了均衡模型及其解法的有效性。     

交通信息作用下不同风险属性出行者的行为演进

在交通信息系统作用下的路网中,出行者会根据交通信息系统提供的交通状况信息和以往的经验来选择自己的出行路线和出发时间.根据出行者对交通信息的信任和接受程度,文中将出行者分为怀疑保守型、信任乐观型和中庸型3种类型.在获得路径旅行时间信息和已往旅行经验的基础上,推导出新一轮的期望理解路径旅行时间函数,讨论了该函数的特性,建立了一个等价的随时间演进的随机用户均衡模型,并用一算例验证了模型的效率.     

基于舒适度的公交线网优化方法

为改善公交拥挤状况,提高车内舒适度,基于站点OD(origin destination)信息已知的基础上,提出了一种公交线网优化方法.首先,以最大路线长度和换乘次数为约束,构建以人均舒适度最大为目标的公交线网优化模型;其次,采用隶属度函数计算乘客舒适度,并绘制舒适度随乘客数变化的关系图像,以验证优化方法的合理性;最后,运用爬山算法思想,使用交换路线法与邻近线路分担法,按照"由低到高,逐段优化"的原则优化线网,通过调整路线来平衡客流,均衡不同线路公交的利用率.研究结果表明:拥挤线路各站点间舒适度标准偏差由优化前的0.24减小为0.09,站点间的客流不均衡现象得到明显改善;乘客人均舒适度由原来的0.84提高到0.91,提升了8.3%.     

多用户多准则弹性需求随机交通均衡变分模型

针对非对称费用函数下准则权重与出行者类别相关的多准则路径选择问题,用变分不等式方法建立了具有弹性需求量的多用户多准则随机交通均衡配流模型.该模型是单用户随机均衡和多用户确定性均衡模型的推广.证明了变分模型中映射的连续性及严格单调性可分别保证均衡流量的存在性和唯一性.某路段广义路段出行费用受出行量和其它相关路段流量的影响,是所有路段流量的函数,并受出行量影响.用对角算法求解该交通均衡的变分问题.算例表明了模型的合理性和算法的可行性.     

交通信息系统作用下的随机用户均衡模型与演进

在有交通信息系统作用下的路网中,出行者会根据交通信息系统提供的交通状况信息和以往的经验选择白己的出行路线和出发时间。根据出行者对交通信息的信任和接受程度,本文将出行者分为怀疑保守型和信任乐观型两大类,在他们的路径旅行时间基础之上,推导出新一轮期望理解路径时间函数,讨论了该函数的特性,并建立了一个等价的随时间演进的随机用户均衡模型。     

铁路建设工程进度计划优化模型研究

为了解决铁路建设工程资源不均衡的问题,避免出现劳动力窝工或机械设备闲置的现象,本文以资源均衡为目标,以线性规划方法确定建设工程中的关键路线,构建了适合于我国铁路建设工程的进度计划优化模型,并进行了施工速度差的求解.采用朔黄铁路建设工程的实际数据,对该模型的有效性进行了验证.结果表明,该模型大大降低了实际施工进度计划的资源计划偏差值和资源占用的峰值.因此,该模型对于解决我国铁路建设工程中的资源不均衡问题具有显著效果,对于提高我国铁路建设工程进度计划的科学合理性具有较好的理论和实际应用价值.     

考虑出行者损失厌恶的后悔随机用户均衡模型

在经典随机后悔最小化模型的基础上,通过引入出行者获益损失的不对称偏好,建立了考虑出行者损失厌恶的属性水平的后悔函数及基于Logit形式的随机用户均衡模型.在提出的属性水平的后悔函数中,等尺度的获益和损失所产生的欣喜和后悔的差异,受后悔欣喜偏好参数和出行者损失厌恶共同影响.此外,与上述随机用户均衡模型等价的变分不等式问题被给出,并用相继平均法求解.最后,用1个算例网络来验证所提出模型的合理性和算法的可行性.结果表明,出行者的损失厌恶对其路径选择行为具有较大的影响,并且随着损失厌恶程度的增大,出行者更倾向于选择最短路径.     

社区儿童接送服务车辆的线路优化

以社区儿童接送服务车辆的路线优化问题为研究对象,建立了多目标非线性整数规划模型,其中目标函数包括车辆数最少、车辆行驶的时间最短、所有乘客总旅行时间最短、各辆车的负荷均衡、各辆车的运行时间均衡5个目标.这5个目标分为4个优先级.提出了解决这类问题的新的启发式优化算法.该算法从构造最小生成树开始,找出基本线路;然后通过选择可调单元调整线路得到优化的线路.提出了线路确定后,乘客要求调整线路时应遵循的原则.     

基于多目标进化算法的公路路线优化模型

根据公路设计特点,提出建立路线多目标优化模型以提高公路路线计算机辅助设计水平和层次的思想,将其定位在为路线交互设计提供一组协调各设计目标关系的初始方案,降低了优化难度,提高了优化模型的实用性.建立了基于多目标优化算法NSGA-II的路线优化模型,从理论上解决了模型建立过程中遗传编码、目标函数确定、遗传算子设计以及进化算法实现等关键技术问题.在GIS的支持下,对模型进行了验证,证明该模型能迅速获得一组满足路线设计要求的多目标协调路线方案,算法具有可靠性和实用性.     

双模式的交通拥挤收费模型研究

针对公交车和私家车辆两种交通模式,建立了交通拥挤收费的双层规划模型.在模型的阻抗函数计算中,考虑了两种模式之间相互影响及其车载能力的差异.以总体出行成本最小为目标建立上层模型、以用户最优的交通配流模型作为下层模型,出行模式的选择满足Logit模型.通过"对角化"算法直接搜索满足路径选择/模式选择的下层交通配流模型均衡解.通过步长加速和惩罚函数法对这个双层规划模型进行求解,最后给出了算例.     

网络流量随机条件下的随机交通网络平衡分析

考虑到现实条件下交通网络的不确定性状态,提出了从确定型网络到不确定型网络状态下,出行者路径选择行为的改变,即由出行时间最短的路径选择行为转变为在追求一定行程时间可靠性的基础上选择出行时间最短的路径选择行为.考虑到网络上交通需求量的不确定性提出了最优可靠行程时间的概念.在此基础上将出行者追求最优可靠行程时间的路径选择行为纳入到随机交通网络平衡分配模型中,证明了模型的等价性和唯一性.最后在一个小型测试网络上对模型分配结果进行了测试,测试结果符合实际情况,表明模型能够较好地反映出行者的路径选择行为.     

城市道路最大出行距离计算模型

为了合理体现交通事故延误对出行者路径选择的影响,提出了随机状态下的交通事故时间延误模型。将交通事故的随机性、持续时间和道路通行能力等不确定性因素引入到交通分配模型中,并对路径选择模型进行修正。分析了各等级道路最大适宜出行范围,根据修正的路径选择模型,采用逐次交通分配方法,得到各等级道路的出行周转量和出行距离,并与不考虑交通事故延误时的出行距离进行了对比分析。分析结果表明:当考虑交通事故延误时,支路、次干路、主干路、快速路的最大出行距离分别为2.000、2.946、4.054、5.963km;当不考虑交通事故延误时,支路、次干路、主干路、快速路的最大出行距离分别为2.000、3.000、6.000、10.000km;交通事故延误是影响出行者路径选择的重要因素;当考虑交通事故延误时,高等级道路的最大出行距离变小。相比于传统的路径选择模型,本文模型更优。     

ATIS影响下的混合随机用户均衡交通分配模型研究

在考虑信息对出行者路径选择行为影响的基础上,基于路网混合随机用户均衡建模理论,建立了ATIS影响下的混合随机用户均衡交通分配模型,证明了该数学规划模型解的等价性,设计了求解算法,并利用算例进行了计算分析.     

综合运输通道客流量分担模型研究

分析了京沪运输通道内出行者的交通选择行为,表明出行者在交通方式选择决策时呈现明显的多用户特征.基于多用户多准则随机用户均衡理论构造了综合运输条件下的交通方式分离模型.以京沪运输通道的客运市场为例,分析了各种因素变化时,不同交通方式的客流变化情况.     

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城市道路网运行中受多种因素干扰,系统运行经常处于非稳定状态,出行者不仅要求尽量减少出行时间,而且越来越重视保障出行时间的稳定性、强调交通系统的可靠性.考察智能交通系统中人们出行选择的偏好,80%以上的通勤者认为行程时间可靠性是他们出行时第一或者第二位的要求,因此,本文以行程时间可靠性和行程时间作为出行者路径选择的两个主要因素,建立混合随机路网模型.借鉴随机平衡分配模型的求解方法,设计混合随机路网模型的求解算法.同时,通过熵来考察行程时间可靠性和行程时间在出行者路径选择中所占比例不同对道路网交通状态的影响.此模型可描述智能交通系统下,有无信息出行者的比例对路网交通状态的影响.通过案例研究发现,只有拥有信息的出行者比例达到一定程度时,路网才最稳定.     

随机需求道路网络出行时间可靠性评估方法

为提高不确定路网可靠性评估的合理性,设需求服从对数正态分布,假定出行者在随机需求作用下能 够达到确定性用户均衡,运用路径算法获得流量,根据BPR(bureauofpublicroads)型路段特性函数以及对数正 态分布的概率特性,给出了路径出行时间的随机分布,以此为基础建立了路径及OD对出行时间可靠性评估模 型.用数值算例验证了评估方法的可行性,分析结果表明该方法能够合理评价需求及其波动程度、路径之间的相 关程度对出行时间可靠性的影响.      

ATIS影响下的随机用户均衡模型的研究

在考虑交通信息对出行者路径选择行为影响的基础上,将出行者划分为配有＂先进的出行者信息系统（Advanced traveler information system,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,两类出行者均以成本最小为路径选择准则,建立了在ATIS影响下的基于出行成本的随机用户均衡模型,并利用相继平均算法（Method of successive averages,MSA）和蒙特卡罗（Monte-Carlo）法设计了模型的求解算法。最后,通过一个算例验证了算法的有效性,表明该模型能反映出行者在交通信息影响下,做出的路径选择行为能带来一定的收益。     

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为了有效疏解城市干道交通压力,优化与实施单行交通组织是充分发挥微循环交通网络效率的重要手段。从降低干道及微循环道路饱和度的目标出发,考虑最大期望饱和度的限制要求,建立了单行交通组织优化的双层规划模型。上层规划的决策变量为支线路段的单向行车组织方案,优化目标为最小化干道路段平均饱和度和最小化干道路段饱和度超限量;下层规划在干道路段能力、支路路段能力和饱和度的限制下进行平衡配流。提出了相应的遗传算法,并通过案例对比分析了单行交通组织优化前后干道及微循环道路上的交通状况,验证了微循环道路网单行交通组织优化的效果。该模型可应用在微循环交通网络中的单行交通组织,为单行交通组织提供优化方法。     

Optimization of One-Way Traffic Organization for Urban Microcirculation Transportation Network

To effectively alleviate traffic pressure of urban arterial roads, optimizing one-way traffic organization is the key to bring microcirculation transportation network into full play. Aiming at reducing the saturation of arterial roads and microcirculation roads, the paper develops the bi-level programming model for optimizing one-way traffic organization with consideration of the maximum saturation restriction. The decision-making variable of the upper level programming is the scheme of one-way traffic organization of branch roads and the optimization targets are to minimize the average saturation of arterial roads and to minimize the excess of saturation over its maximum of arterial roads. The lower level programming is an equilibrium traffic assignment problem under the restrictions of the capacity of arterial roads and branch roads and the maximum saturation. The genetic algorithm is adopted to solve the model. The traffic conditions of arterial roads and microcirculation roads before and after optimizing of one-way traffic organization were compared by an example, which also proves the effectiveness of one-way traffic organization of microcirculation network. The proposed model provides an optimization method for one-way traffic organization of microcirculation network.     

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研究常规公交微观区间运行时间可靠性,有助于从微观层面深入分析常规公交在各区间的运行状态稳定性,查找运行的薄弱段以提高公交服务水平.本文从研究常规公交微观区间运行时间的拟合分布入手,采用正态分布、对数正态分布、伽玛分布和威布尔分布,分别对不同性质城市道路微观区间单位距离运行时间进行分布拟合,样本分析结果表明,对数正态分布是最优拟合分布.根据分位数法确定了不同公交服务水平对应的微观区间单位距离运行时间阈值,在此基础上建立了基于可接受公交服务水平的常规公交微观区间运行时间可靠性模型,并对337路公交实测数据进行实例分析.