基于行程時間可靠性的城市連續(xù)路網(wǎng)優(yōu)化.pdf

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1、基于行程時間可靠性的城市連續(xù)路網(wǎng)優(yōu)化■尹瑞[摘要]優(yōu)化道路網(wǎng)絡(luò)是建立高質(zhì)量交通運輸系統(tǒng)的重要對此，本文假設(shè)交通需求和路段能力均為不確二、行程時間可靠性網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型環(huán)節(jié)。假設(shè)日常交通需求和路段通行能力均為不確定的，定的，提出了基于行程時間可靠性的連續(xù)路網(wǎng)設(shè)計1.模型的基本假設(shè)建立了城市道路網(wǎng)絡(luò)行程時間的可靠性為指標(biāo)的估計方的雙層規(guī)劃模型。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)均衡分配求解算法，提城市交通的供給與需求決定了行程時間的波動法。將該指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)，建立面向連續(xù)道路交通網(wǎng)絡(luò)出基于MonteCarlo模擬結(jié)合遺傳算法的模型求解程度。交通供給方面，城市路網(wǎng)由路段與交叉口兩設(shè)計的雙層規(guī)劃模型。針對實際路網(wǎng)設(shè)

2、計中存在的資金約方法。在此基礎(chǔ)上，將模型應(yīng)用于某城區(qū)實際道路類路網(wǎng)單元組成，這兩類路網(wǎng)單元的通行能力時刻束條件，設(shè)計了能獲得約束空間內(nèi)全局最優(yōu)解的基于懲罰網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，研究模型的實踐可操作性。都處在變化中；交通需求方面，空間分布的交通需遺傳算的隨機模擬方法。最后以某城區(qū)主干路網(wǎng)為優(yōu)化對一、行程時間可靠性求量也是處于波動之中的，因此特作如下假定：象進行了實際驗證。結(jié)果說明，本文的模型及其求解算法1.行程時間可靠度A1.假定道路網(wǎng)絡(luò)中路段實際通行能力C服從N2能為城市路網(wǎng)優(yōu)化及其資金分配改造提供科學(xué)依據(jù)。Asakura等最早提出了行程時間可靠度概念，（ρCd，σ）的正態(tài)分布，而Cd為路段

3、的設(shè)計通行能即車輛能在約定的許可時間內(nèi)完成起點到達終點出力向量，ρ（ρ∈[0，1]）為實際通行能力的折減系2[關(guān)鍵詞]行程時間可靠度連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計雙層規(guī)劃模型行的概率。根據(jù)概率論可知上述概念為數(shù)，σ為通行能力的方差；R＝Pr{t≤T}（1）A2.假設(shè)每個OD對之間的交通需求服從隨機正22道路網(wǎng)絡(luò)是城市活動賴以維續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施，其態(tài)分布，即Qrs～N（qrs，σrs），其中qrs和σrs分別為其中t為OD對之間的旅行時間隨機變量，T為供給對城市居民出行具有決定性作用。行程時間是OD對rs間交通需求的數(shù)學(xué)期望和方差。往往為交通管理者或出行者約定的許可行程時間。表征城市交通運行質(zhì)量最為直觀

4、的指標(biāo)，歷來為交A3.假設(shè)出行者熟悉其選擇的出行路徑的堵塞下圖1展示了行程時間、許可行程時間和時間可靠通規(guī)劃、管理部門所重視。然而，一方面由于交通程度，因此能準(zhǔn)確選擇行程時間最短的那條路徑。度的關(guān)系，其中可靠度即為陰影面積。很顯然，確事故、天氣、路邊停車、交通流本身的隨機性等因2.行程時間可靠度估計定某一OD對之間的可靠度，必須確定：交通管理者素降低了道路的通行能力，使得路網(wǎng)的供給表現(xiàn)出本文估計路網(wǎng)的行程時間可靠度的基本思路是或出行者約定的許可行程時間；行程時間概率密度不確定性；另一方面由于每天人們的出行存在不確這樣的：利用蒙特卡羅抽樣隨機模擬方法，根據(jù)假函數(shù)或行程時間概率累積分

5、布。定性，這使得交通需求從時間、空間上表現(xiàn)出隨機設(shè)A1、A2隨機抽樣交通供給和需求，再利用交通網(wǎng)如果考慮擁擠效應(yīng)，假設(shè)OD對之間的許可時間性，這兩者導(dǎo)致了行程時間的波動。對此，人們提絡(luò)均衡分配模型，將抽取的交通需求按照Wardrop為其自由流行程時間的λ倍，λ>1，則（1）可以寫出了網(wǎng)絡(luò)行程時間可靠性來描述路網(wǎng)交通的不確定原則分配到路段，由此得到路段和路徑的行程時間為：性。由于行程時間的隨機性使得人們到達目的地的概率分布。該過程即為：R＝Pr{t≤T}＝Pr{t≤λ?T}（2）f時刻有了不確定性，影響了出行準(zhǔn)點率。因此，人Step0.模型初始化：確定各個路段的通行能力們不得不盡量

6、提前出發(fā)，以留出冗余時間來應(yīng)對路和交通需求的概率密度分布；管理者接受網(wǎng)行程時間波動。改善路網(wǎng)行程時間可靠性的意義頻率的行程時間Step1.令樣本抽樣次數(shù)k=1，可靠出行天數(shù)在于提高出行的準(zhǔn)點率，使得人們能延后出發(fā)時刻，n=0；從而節(jié)省交通出行的時間用于休閑或工作等。因此，Step2.利用概率密度分布隨機生成路段通行能行程時間分布f(t)構(gòu)筑準(zhǔn)點而可靠的道路交通網(wǎng)絡(luò)，本質(zhì)上改善了出力和交通需求的向量：行者的社會福利。tck＝{,cckk,?,ck,}?；Qk＝{QQk,k,?,Qk,}?12a1213rso正因為改善路網(wǎng)行程時間可靠性的重要價值，T行程時間Step3.用戶均衡配流模

7、型，將交通需求按照國內(nèi)外學(xué)者在該領(lǐng)域進行了探索。Iida、Cassir、圖1可靠度、行程時間分布與規(guī)定時間關(guān)系Wardrop原則分配到路網(wǎng)上去，獲得OD之間的行程Bell、Chen、Yang提出通過優(yōu)化路網(wǎng)的供給來改善2.路網(wǎng)行程時間可靠性時間tk；路網(wǎng)的可靠性，而這實質(zhì)上是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題（Netw-[10]根據(jù)上述分析及可靠性理論，路網(wǎng)行程時間Step4.如果tk＜T，則令nrs=nrs+1；orkdesignProblem），也就是對一個已經(jīng)存在的交可靠度應(yīng)為系統(tǒng)任務(wù)實現(xiàn)可靠度