【摘要】：社會經(jīng)濟的發(fā)展對交通運輸提出了越來越高的要求,我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也已進入了快速發(fā)展的重要階段。各種運輸方式不僅要擴大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、提升網(wǎng)絡(luò)等級層次,更重要的是要加快完善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),最終實現(xiàn)建立健全、通暢、安全、便捷和智能化的現(xiàn)代綜合交通運輸體系的發(fā)展目標(biāo)。綜合交通網(wǎng)絡(luò)是綜合交通運輸系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件設(shè)施,其布局質(zhì)量影響各種交通運輸方式的運行。合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、一體化的銜接有利于各種運輸方式比較優(yōu)勢和綜合效益的發(fā)揮。本文針對區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)的布局規(guī)劃方法、布局優(yōu)化模型和決策方法進行研究。首先對綜合交通運輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成進行分析,對各種運輸方式的特點、綜合交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在空間層次上的劃分、區(qū)域與城市綜合交通規(guī)劃的區(qū)別及區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)布局模式的選擇進行分析論述,并進一步明確了區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃的內(nèi)容和原則。在綜合交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中,對區(qū)域運輸集散節(jié)點進行分析是交通網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化的前提。針對網(wǎng)絡(luò)布局中的基礎(chǔ)控制節(jié)點的選取原則及節(jié)點重要度指標(biāo)的計算進行分析,并應(yīng)用蟻群聚類方法對節(jié)點進行層次劃分,作為交通網(wǎng)絡(luò)布局的基礎(chǔ)。其次在對區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局的影響因素和網(wǎng)絡(luò)演化過程分析的基礎(chǔ)上,研究了綜合交通網(wǎng)絡(luò)的布局方法和流程。綜合交通網(wǎng)絡(luò)的布局是在獲得交通需求的條件下對各交通方式網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu),不同的網(wǎng)絡(luò)布局應(yīng)反饋需求及方式選擇的變化,因此網(wǎng)絡(luò)布局是一個不斷反復(fù)調(diào)整完善的過程�？紤]區(qū)域交通滿足中長距離的出行和運輸需求,構(gòu)建了以各交通方式的中長距離運輸時間周轉(zhuǎn)量最少為目標(biāo)函數(shù)的雙層規(guī)劃模型,以及考慮區(qū)域內(nèi)交通港站樞紐可達性要求的目標(biāo)模型。對交通網(wǎng)絡(luò)的生成方法進行了研究,以路段的連線重要度作為基礎(chǔ)啟發(fā)式條件,設(shè)計并實現(xiàn)了基于蟻群搜索的交通網(wǎng)絡(luò)布局算法,搜索中節(jié)點選擇概率不僅考慮鄰近節(jié)點的信息素和時間距離同時也加入了終點的引導(dǎo),并結(jié)合算例說明了方法的應(yīng)用。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連通性計算方法的基礎(chǔ)上,提出考慮節(jié)點之間連接的重要性不同作為節(jié)點及網(wǎng)絡(luò)可靠連接的影響因素對交通網(wǎng)絡(luò)布局進行優(yōu)化。以網(wǎng)絡(luò)加權(quán)連通度為目標(biāo),并考慮連接效率及連線成本等,構(gòu)建多目標(biāo)規(guī)劃模型,比較隨機產(chǎn)生的滿足連線要求的布局方案的目標(biāo)函數(shù)值確定較優(yōu)方案,以區(qū)分不同節(jié)點之間對網(wǎng)絡(luò)可靠連接的不同要求,使網(wǎng)絡(luò)布局結(jié)構(gòu)更加完善合理。同時,為了評判網(wǎng)絡(luò)的連通性,針對由各種交通方式的線路組成的綜合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有復(fù)合圖的特征,應(yīng)用生成樹的理論對綜合交通網(wǎng)絡(luò)的連通性進行分析。提出了邊影響度的計算模型,用刪除邊后生成樹的數(shù)量變化并考慮線路的能力和實際負(fù)荷以及功能地位來評價各條邊對網(wǎng)絡(luò)連通的影響。接著在構(gòu)建綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局的技術(shù)評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,針對綜合交通網(wǎng)絡(luò)評價指標(biāo)權(quán)重及屬性值具有主觀性和隨機性的特點,提出了基于Monte Carlo隨機模擬的交通網(wǎng)絡(luò)群體隨機決策方法,設(shè)計了算法流程。仿真生成滿足集結(jié)的多個專家對指標(biāo)重要性偏好排序統(tǒng)計分布的權(quán)重,同時考慮交通需求的不確定性對指標(biāo)值的影響,結(jié)合客觀熵權(quán)計算方案的綜合評價值,由多次模擬得到的排序優(yōu)勢度確定方案的優(yōu)劣差異,可以反映不確定性因素對評價排序結(jié)果的影響。通過算例說明了方法應(yīng)用的有效性,評價中考慮了主客觀因素及隨機性特征,可以為網(wǎng)絡(luò)布局提供科學(xué)決策參考。在分析綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃基本過程和特點的基礎(chǔ)上,提出構(gòu)建區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局智能群決策支持系統(tǒng)(IGDSS)輔助布局決策。根據(jù)系統(tǒng)功能和設(shè)計的要求,研究了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和組成,并對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫和知識庫的構(gòu)成及各子系統(tǒng)模塊的設(shè)計進行了分析。最后對南充市域的節(jié)點的選擇及綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局進行了分析。論文研究的布局方法和模型,以及布局方案的評價決策方法,可以為區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)的布局提供理論支撐和科學(xué)決策依據(jù),同時也可以為綜合交通網(wǎng)絡(luò)布局智能群決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建和實現(xiàn)提供模型和方法基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U113
【圖文】：

線及通道形成，逐步形成綜合交通網(wǎng)絡(luò)，城市群也逐步發(fā)展起來；不同方式間網(wǎng)絡(luò)的協(xié)逡逑調(diào)增加，形成綜合交通樞紐，高速公路網(wǎng)、高速鐵路網(wǎng)、航空網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大，綜合交逡逑通網(wǎng)絡(luò)逐步完善和優(yōu)化，見圖３－３。逡逑Ｉ邋１＾＾逡逑（２）０￣０￣０—０￣０￣（２）邐￣０￣００￣０￣Ｑ邐￣０￣００￣Ｏ—（Ｊ邋（＾ｙ—Ｃ—Ｃ￣ｃ￣Ｏ—Ｃ＞—（Ｑｒ逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（Ｃ）邐（ｄ）逡逑圖３－３綜合交通網(wǎng)絡(luò)演化過程逡逑

觀與微觀結(jié)合起來。逡逑交通需求是區(qū)域社會經(jīng)濟活動和發(fā)展的反映，可以說交通網(wǎng)絡(luò)及設(shè)施的布局實質(zhì)上逡逑是從需求到網(wǎng)絡(luò)的映射，即從需求網(wǎng)到物理網(wǎng)的映射，如圖３４所示。逡逑ｆ．．Ｇｄ＝（Ｖ，Ｅｄ，Ｔ邋＝邋（Ｔ”Ｕ邋—邋Ｇ？＝邋（Ｖ，邋Ｅ？，Ａ邋＝邋）邐（３－１）逡逑式中：ｒ為需求ＯＤ矩陣；ｊ為表示網(wǎng)絡(luò)連接的鄰接矩陣，包含各種運輸方式的網(wǎng)絡(luò)。逡逑／0逡逑／邋／４ｓ各網(wǎng)邋Ｃ邋、－）邋／＿，逡逑／ｔＳＷ逡逑ｊＴ、邐／邋Ａ路丨本丫邐／邐—邐７逡逑ｒ邋Ｉ逡逑需求網(wǎng)絡(luò)邐＼＼邋Ｌ．一＾邋？邋￣邋／邐綜合交通網(wǎng)絡(luò)逡逑＼邋－次－力逡逑＼邋）〔）１—＾逡逑分方式交通網(wǎng)絡(luò)逡逑圖３＂４需求網(wǎng)到交通物理網(wǎng)的映射逡逑交通需求包括交通量的需求、交通方式結(jié)構(gòu)的需求和交通空間分布的需求。交通量逡逑的需求就是區(qū)域中的交通產(chǎn)生量和交通吸引量，包括客貨運量以及由交通工具形成的交逡逑通量；交通方式結(jié)構(gòu)的需求就是區(qū)域中的運輸需求所選擇的不同交通運輸方式的比例；逡逑交通空間分布的需求就是在交通網(wǎng)絡(luò)上的各條線路所承擔(dān)的交通運輸量大小和方向。針逡逑對區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)重視區(qū)域?qū)ν饧斑^境交通的需求，因區(qū)域并不是一個封閉的系統(tǒng)，逡逑不儀有內(nèi)部的交通需求還需要有對外的物質(zhì)、信息交流。區(qū)域在更大范圍中的區(qū)位特征逡逑以及與周邊區(qū)域的經(jīng)濟聯(lián)系都對網(wǎng)絡(luò)的形成有很重要的影響。交通需求網(wǎng)絡(luò)代表了節(jié)點逡逑之間的交通聯(lián)系，是一種邏輯連接，它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為完全圖的形式。而由需求網(wǎng)絡(luò)逡逑轉(zhuǎn)換成由各種交通運輸方式的線路、車站等組成的實體網(wǎng)絡(luò)后，成為節(jié)點間可視的空間逡逑物理連接

并增加該路徑上的所有路段的信息素。多個媽蟻反復(fù)在起點和終點間經(jīng)過的逡逑路段留下信息素，最后選擇信息素足夠多的路段設(shè)置連線。經(jīng)過多次迭代，計算比較目逡逑標(biāo)函數(shù)值，確定網(wǎng)絡(luò)布局結(jié)果。搜索過程如圖３４所示，圓圈中的數(shù)字表示節(jié)點的編號。逡逑１邐２邐ｎ－ｌ邐ｎ逡逑一０邋？？？邋０邋０逡逑？邋？邋／邋？逡逑０邋Ｏ邋＂Ｇ／邋Ｏ逡逑圖３＞４節(jié)點連線搜索過程示意圖逡逑具體算法步驟如下：逡逑（１）循環(huán)次數(shù)ｈＯ，輸入節(jié)點重要度Ｚ、節(jié)點間的距離Ｌ、路段運行時間／、０Ｄ矩逡逑

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本文編號：2771374