Robust traffic assignment model: Formulation,solution algorithms and empirical application

ABSTRACT

The deterministic traffic assignment problem based on Wardrop's first criterion of traffic network utilization has been widely studied in the literature. However, the assumption of deterministic travel times in these models is restrictive, given the large degree of uncertainty prevalent in urban transportation networks. In this context, this paper proposes a robust traffic assignment model that generalizes Wardrop's principle of traffic network equilibrium to networks with stochastic and correlated link travel times and incorporates the aversion of commuters to unreliable routes.

The user response to travel time uncertainty is modeled using the robust cost (RC) measure (defined as a weighted combination of the mean and standard deviation of path travel time) and the corresponding robust user equilibrium (UE) conditions are defined. The robust traffic assignment problem (RTAP) is subsequently formulated as a Variational Inequality problem. To solve the RTAP, a Gradient Projection algorithm is proposed, which involves solving a series of minimum RC path sub-problems that are theoretically and practically harder than deterministic shortest path problems. In addition, an origin-based heuristic is proposed to enhance computational performance on large networks. Numerical experiments examine the computational performance and convergence characteristics of the exact algorithm and establish the accuracy and efficiency of the origin-based heuristic on various real-world networks. Finally, the proposed RTA model is applied to the Chennai road network using empirical data, and its benefits as a normative benchmark are quantified through comparisons against the standard UE and System Optimum (SO) models.     

多元评价体系组合模型在铁路隧道变形预测中的应用

为克服传统预测模型结构单一、预测精度及稳定性不足等缺陷,提出多元体系组合预测模型的建模思路。首先,基于支持向量机、BP神经网络及ARMA模型3种单一预测模型,构建铁路隧道变形预测体系;再以均方根误差、误差平方和及平均绝对误差等为评价准则或指标,构建各预测结果的误差评价体系,求解各单项预测模型的权值贡献指数,得到最优组合权值;然后利用后验差检验、残差检验和关联度检验构建预测精度校验体系,对组合预测结果进行检验,评价预测模型的有效性;最后,结合工程实例,对多元体系组合预测模型在特大断面隧道中的变形预测效果进行检验。结果表明:多元评价体系组合模型预测相对误差值均小于2%,具有较高的预测精度,且较单一预测模型具有更高的预测精度,也一致通过相关检验,验证了多元体系组合预测模型的有效性。     

信息化战争交通重点目标防护的对策

针对信息化战争条件下战场透明化和打击精确化的特点,从建立和完善"综合集成" 的防护体系、完善伪装防护技术手段、适时做好交通保障器材的储备和更新等方面,提出了交通重点目标防护应采取的技术措施和应对精确打击的相关对策.     

柴油发动机掺烧生物柴油的经济性研究

为了更好地评价柴油机燃用生物柴油的经济性,分析了生物柴油和0#石化柴油的理化性质,分别对生物柴油的体积分数为0.2,0.5,1的B20、B50、B100 3种燃料和0#柴油在495Q3柴油机上进行了试验。试验结果显示燃用3种燃料的燃油消耗率比0#柴油在中小负荷时平均增加5.30%,9.65%,19.04%,大负荷时平均增加2.86%,4.75%,9.64%;能量等值折合油耗率在中小负荷时平均增加2.65%,2.63%,5.74%,大负荷时平均降低0.26%,1.97%,4.80%。     

双车道公路危险路段评价指标与安全改善对策

选取相邻路段车速差△V、车速降低系数SRC和速度离差作为鉴别双车道公路危险路段的三个评价指标,从道路工程措施和交通安全设施两方面对事故多发路段进行安全改善对策研究。以内蒙古S203公路为例,利用评价指标进行危险路段判析,针对K465＋900急弯陡坡危险路段,通过线形改造以及设置交通标志标线、减速设施、避险车道和防护设施等一系列工程改造措施,进行安全改善综合方案设计。     

互通立交平面线形设计的经验探讨

通过设计工作的实践,探讨互通立交平面线形设计的具体步骤、操作方法和注意事项,并对匝道线元参数的取值、线元参数与运行速度的关系、线形设计的连续性与协调性等方面提出了一些见解。     

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飞机多机种出动架次率是衡量飞机作战效能的重要指标,本文对空军场站军用飞机多机种（型）出动架次率进行了研究。通过对飞机出动回收过程的描述,基于排队理论建立多服务器多服务率的飞机多机种（型）出动回收网络模型,并采用扩展后的平均值分析对飞机出动能力进行了求解。通过解析计算,给出飞机多机种（型）出动架次率曲线,分析架次率与飞机数量之间的关系,并结合平均队长、利用率等系统性能指标,识别出制约飞机多机种（型）出动架次率提高的因素。最后通过蒙特卡洛仿真对构建的回收网络模型的计算结果进行验证。验证结果表明,飞机多机种（型）出动网络模型及其算法适合应用于实践中,并且有助于对空军场站飞机多机种（型）出动能力的研究。     

湖北城际铁路动车组选型与交路优化研究

以湖北城际铁路为例,通过比照区间运行速度、参考我国高级动车的技术配置合理选择车型,并优化原交路,最终对原、现两种方案的成本效益对比分析,实证表明,该方案有助于减少动车购置成本,降低亏损,并简化原有运输组织工作.     

中国铁路提速后技术进步对产出贡献的测算

选取我国铁路提速后1997~2007年间的相关数据,采用基于科布——道格拉斯生产函数的Solow余值法,将有限分布滞后模型和半参数回归模型引入计算模型,对数据进行拟合,计算得到铁路提速后技术进步、固定资本投入以及人力资本投入对产出的贡献率,并根据计算结果提出促进我国高速铁路建设的相关对策建议.     

基于物联网技术的高速铁路综合维修物流监控系统

提出了基于物联网技术的高速铁路综合维修物流作业管理流程及监控系统组成,并对该系统实现的关键技术问题即多阅读器碰撞问题进行了Matlab仿真实验和现场试验,研究结果表明利用概率功率控制算法的阅读器,在阅读器5台以下的情况,高铁综合维修物流监控系统多阅读器可利用嵌入式软件监控范围超过3.5 m,可达到比较理想的状态,保证了该系统实现的可行性.