动态路阻下的出行时间预测和路径选择模型

通过分析原有路径选择模型的不足之处,在考虑路网中路段路阻的动态性和出行者出行路径选择的随机性的基础上,提出了一种出行期望时间预测和动态路径选择模型,并引用一个具体算例来证明该模型的正确性和适用性;同时分别运用最短路径模型和文中所提出的动态路径选择模型进行求解,得到每条路径被选择的概率和最短期望出行时间,结果证明文中模型能计算出出行者期望时间和可能出行路径,比传统模型更加符合现实状况,更能模拟现实生活中出行者的出行行为和路网路阻随时间变化的状态,对出行者的出行决策更具指导价值。     

基于蚁群优化算法与出租车GPS数据的公众出行路径优化

以出租车GPS采集的浮动车数据为依据,研究出租车驾驶员路径选择的认知及类蚂蚁的行为特征。根据城市道路功能等级与出租车的通行频率等信息素,建立出租车驾驶员路径选择信息素等级路网,并以此作为路网初始信息素,综合考虑路径通行时间、通行距离、路径信息素等级等多个因素,提出了基于蚁群优化算法的公众出行路径规划优化算法。以武汉市路网和浮动车为试验数据,将模型规划的道路与浮动车数据库中的轨迹进行了比较。结果表明:基于蚁群优化算法与出租车GPS数据的公众出行路径同出租车驾驶员选择的出行路径相似度很高,能为公众出行提供出租车驾驶员选择的行车路径。     

主辅路并行快速干线指路标志系统信息选取方法研究

指路信息选取是系统化设置指路标志的重要一环,主辅路并行快速干线路网条件较为复杂,其指路信息的选取具有特定的需求。本文通过分析驾驶员对出行路径的认知方式和路网条件下的出行模式,综合考虑路网层次、道路周边路网条件和道路的服务对象,在分析指路信息选取需求的基础上,研究了主辅路并行快速干线指路标志设计中信息选取的规则和方法,为我国主辅路并行快速干线建设与管理提供借鉴。     

考虑OD转换的动态交通分配模型研究

通过分析一简单路网的路径选择问题，说明动态用户最优的条件及其物理意义。针对城市整体路网中交通流分布的差异，提出分配路网和模拟路网的分析方法：分配路网采用瞬时动态最优分配，模拟路网采用实际动态最优分配，并对二者的应用条件和关系进行分析。考虑到其在ATMS系统中的应用，模型重点分析空间OD转换问题，并将决策点的路径调整方法加入目标函数的选择中，以评价弹性出行策略和建立路线诱导的实际方法。     

不同需求影响下的自行车出行路径规划方法

目前已有自行车出行路径规划方法普遍存在需求差异性考虑不足、方案精度较低等问题,无法满足人们逐步严苛的出行需求,根据出行多样化需求(单一需求、复合需求)进行规划方法研究可以拓宽自行车出行路径选择手段.以通勤性出行、事务性出行、休闲性出行作为主要出行目的,通过文献研究、实地调查和因素分析,确认了出行时间、出行安全和出行环境3个方面的需求以及各需求下的影响因素,基于北京市西城区路网基础数据进行数值标定、算法描述等,分别研究了单一需求和复合需求影响下的自行车出行路径规划方法,根据不同出行目的下的需求差异性分别给出推荐路径.考虑到过街影响提高了出行时间需求下的推荐精度,单一影响与复合影响的差异也可以提供更多自行车出行路径的选择方法.      

非合作交通网络中的Braess悖论及其避免

平衡交通流网络中存在一种看似矛盾的Braess悖论现象,即在交通网络中增加一条通路反而会降低网络性能。本文分析了悖论产生的机理,指出Braess悖论的出现是由于非合作网络中Nash平衡点不在Pareto边界上,并通过实例分析说明交通规划时应该尽量避免设计出可能导致Braess悖论发生的路网结构,而对于现有交通网络中存在的Pareto悖论现象,可以通过控制和诱导等策略使交通流的分配达到Pareto最优,从而避免悖论发生。     

诱导信息条件下驾驶员路径选择行为研究

驾驶员的路径选择行为是影响交通诱导成效的一个关键因素。建立了诱导信息条件下驾驶员路径选择行为模型,仿真分析了诱导信息和驾驶员的经验对驾驶员路径选择行为、路网交通流分布、系统整体效益的影响。研究结果表明,随着出行次数的增加,2条路径的交通流波动逐步减小,系统总行程时间逐渐减少,逐渐趋于系统均衡。驾驶员的长期经验、诱导信息的长期准确对驾驶员的路径选择行为、系统均衡具有重要影响。     

考虑路段容量降级的均衡流模式研究

为探究降级路网和非降级路网两种情形下交通网络流量的波动情况及演化规律,通过均匀分布来刻画路段容量的随机变化,在此基础上构建降级路网下基于传统路径更新规则的更新模型,该模型利用前一天使用路径的实际出行时间和前一天感知路径出行时间期望值来更新,并通过算例分析依赖参数和容量降级系数对降级路网交通流演化的影响。结果表明,降级路网和非降级路网下交通网络均能演化至稳定状态,但均演化不到随机用户均衡状态;相较于非降级路网,降级路网下交通网络演化至稳定状态所消耗的时间更长。     

基于级差效益的驾驶员个性化路径选择

在公路成网的条件下,出行路径选择成为智能交通系统的研究重点。考虑到路径选择的多属性和不确定性,提出一种基于级差效益的、体现驾驶员个性化出行需求的路径选择模型,该模型通过计算可行路径的综合级差效益来量化公路综合属性值,可以克服公路综合属性值在量化过程中的强主观性,同时,根据驾驶员的出行需求为其规划出行路径,能够避免单一优化目标下最优路径的车辆过度聚集所造成路网交通流失衡。模型首先参考不确定型多属性决策模型,构建公路级差效益的综合评价指标体系,获取各个评价指标的级差效益定量化模型,以此得到规范化决策矩阵;然后针对驾驶员需求的主观性和不确定性,利用模糊分析法确定驾驶员个性化路径选择的指标权重,求得可行路径的综合级差效益;最后根据可行路径的综合级差效益,对可行路径方案进行排序,从而选出最优路径。以重庆市黔江区公路网为例,基于级差效益的驾驶员个性化路径选择模型为两个具有不同出行需求的驾驶员规划了不同的路径,为关心成本的驾驶员1规划了路径2,为关心安全的驾驶员2规划了路径1,克服公路属性值在量化过程中的强主观性,同时,避免单一优化目标下最优路径的车辆过度聚集,可为公路信息服务和驾驶员出行选择提供依据。     

基于多智能体博弈的路径选择策略仿真研究

系统最优与用户最优代表了交通分配中路网管理者与出行者两种不同的利益出发点。在综合考虑两者在路径选择过程中动态交互特点的基础上,引入博弈论的思想协调两者的利益冲突,建立了路网系统管理者与出行者之间的路径选择博弈模型。为验证模型的有效性,结合多智能体技术进行了相应的仿真实验,并利用多智能体仿真软件Starlogo进行模拟。通过对无信息无博弈（随机）出行、用户最优出行、有信息有博弈出行以及系统最优出行等4种不同仿真方案的比较分析,验证了系统与出行个体之间协调的博弈模型性能满足了驾驶员出行需求,提高了路网整体效率,为建立实用的诱导策略提供了参考。     

基于道路设计与交通规划的道路选线优化模型

结合道路设计理论与交通规划理论,以地理信息系统为平台,开发道路选线优化模型。该模型是一个费用指向的优化问题,最小化费用目标函数中包括道路建设费用、土方工程费、道路交通诱发的环境污染的不经济费用,OD交通在路网上总走行时间的时间费用等。优化模型首先随机生成新建道路的空间位置候选方案集,并自动设计新建道路的平曲线和竖曲线,计算新建道路的各项工程费用。然后,对变化的路网进行自动拓扑,通过交通量分配得到OD交通在新路网上的走行时间和交通流特征,计算OD交通的环境负荷。最后,在遗传算法中判断候选方案的优劣,直到得到一个最佳的新建道路的空间位置方案为止。     

基于特征和超图理论的交通网络数据模型

分析了目前国际上流行的五种交通网络数据模型的优缺点,然后提出了基于车道和中心线的交通网络数据模型。该数据模型以特征和超图模型理论为基础,既保留了拓扑结构的优越性,又有利于数据以特征的方式进行存储和管理。最后。把这种基于特征和超图模型的交通网络数据模型应用于中山市道路普查系统,用于管理复杂的、与道路相关的各种数据。     

基于累积前景理论的拥挤阈值计算模型

信息诱导是缓解交通拥挤的有效途径,为了描述道路拥挤程度对出行者路径选择决策的影响机理,基于累积前景理论分析了出行者的出行决策过程,分析了出行者拥挤认知模式以及不同出行方式的拥挤信息需求。解析了拥挤阈值的概念,将行程时间作为累积前景理论决策指标建立了拥挤阈值的计算模型,以1个简单路网进行算例分析,模拟驾驶员的拥挤认知及出行活动决策。算例结果揭示了拥挤阈值对路径选择决策行为的影响,同时验证了拥挤阈值是出行者在决策过程中的决策变化分界点。出行时间在拥挤阈值内出行者不改变出行路径;出行时间超过拥挤阈值,出行者将改变出行路径。      

运行时间可靠度在单向交通组织中的应用

运用网络可靠性计算的串并联理论,提出了道路网络中节点OD（Origin-Destination）对之间的路径运行时间可靠度计算方法,建立了基于节点OD需求的路网运行时间可靠度计算模型。在节点OD需求已知的情况下,根据交通组织状况,采用动态交通分配和交通仿真方法获得模型参数,计算节点OD对之间分别在双向和单向交通组织条件下的运行时间可靠度,并建立交通组织方案的临界判别条件,作为单向交通组织方案评价和决策的量化指标。     

先进的旅行者信息系统对出行者选择行为的影响研究

目前研究先进的旅行者信息系统对出行者选择行为的影响主要集中在对路径选择行为的影响上,而忽略了对出行者出行终点和交通方式选择的影响。假定路网中的出行者一部分装有信息装置,另一部分没有装信息装置,利用离散选择理论中的层次选择结构模型和交通规划理论中的随机均衡方法,研究了先进的旅行者信息系统对出行者终点选择,方式分担和路径选择行为的综合影响,建立了一个与网络均衡条件等价的数学规划模型,设计了模型的求解算法,并用一算例分析了市场渗透率和信息质量对出行者选择行为的影响。     

基于多模式的公铁联合军事运输网络图模型研究

目前,我军多方式联合运输的主要手段是铁路和公路,在现实运用中军队重点关注运输方式转换的过程,以便合理地制定转运与保障方案。运用多模式网络建模和图论的相关理论与方法,根据部队联合输送任务需求和转运保障特点,采用铁路车站军事运输装卸载能力指数和军事运输道路通过能力指数评估方法,在地理地图的基础上,简化路网,建立公铁联合军事运输网络图模型,拟为军事联合运输路径优化研究提供方法。     

基于博弈论的危险品运输网络选线

针对运输路段交通事故概率未知的情况,提出同时考虑运输成本和风险的危险品运输网络选线模型,以降低危险品运输事故对沿线居民和周围环境的影响。考虑发生交通事故后有毒气体泄漏的二次事故,对事故后果进行量化,界定为气体覆盖范围内的受影响人数;考虑在实际运输过程中路段的复杂性,采用最短路径算法选取运输成本较低的若干条备选路径,对运输路网进行简化;假设事故由袭击方制造且运输方对多条路径进行组合使用,以运输风险最小为目标,建立基于零和博弈理论的复合选线模型;采用启发式算法对模型进行求解,获得运输方对各条备选路径的选择概率,构成复合选线策略。以上海市道路网液氯运输选线问题作为典型案例,验证复合选线模型的有效性,并将模型得到的复合选线策略与最优单一选线策略的结果进行对比分析。结果表明：复合选线策略的期望受影响人数为184人,而单选线策略的期望受影响人数为374人;复合选线模型能够很好地解决危险品运输路段概率未知的问题,并能很好地指导实际危险品运输,且在降低运输风险方面效果优于单一选线策略;最短路径算法的运用能有效限制运输路径的长度,有利于节约运输成本;启发式算法的运行时间较短,在适当控制备选路径数量的前提下,可以用于更大规模路网下的运输选线工作。     

基于替代路径的路网连通可靠性评价方法研究

首先综述了路网可靠性的发展情况,重点阐述了传统连通可靠性的算法及其特点。传统连通可靠性算法考虑路段仅为0/1两种状态,即路段连通或者中断,不考虑网络交通流状态对出行连通质量的影响,不适用于路段密集的城市路网。在此基础上,提出了替代路径的连通可靠性算法,假设城市路网出行中,当初选路径被破坏或不可选择时,替代路径的出行费用与初始路径出行费用差距越小,则出行的连通可靠性越高,出行服务质量越高。最后,提出了基于替代路径出行费用的连通可靠性评价数学模型,并进行了一个示范案例的应用。