城市交通網絡設計作為研究城市交通系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),各種類型的城市交通網絡設計問題被廣泛研究。隨著交通問題的深入研究,偏向理想狀況的網絡設計問題不能再滿足研究需要,如何解決更為貼近現(xiàn)實的復雜交通網絡問題,顯得越來越重要。在分析和總結現(xiàn)有交通網絡設計研究成果的基礎上,本文設計了一種離散型的交通網絡設計問題(DTNDP),其目的是通過在道路上拓寬車道和設置專用車道,來提高網絡交通效率和降低系統(tǒng)總出行成本;同時考慮了無人駕駛車輛和傳統(tǒng)車輛在路徑分配上的博弈。運用雙層規(guī)劃理論來建立了這個問題的雙層規(guī)劃模型,同時設置數值算例,驗證本文所提出的求解算法的有效性。本文主要進行了幾個方面的研究,首先,基于現(xiàn)實交通擁堵現(xiàn)狀,提出了一個專用車道優(yōu)化雙層規(guī)劃問題;其下層問題為一個考慮多用戶博弈的交通分配問題,而上層問題為交通管理者通過拓寬車道以及設置專用車道來優(yōu)化系統(tǒng)總成本的決策問題。其次,提出了一種改進的ConstrLMSRBF算法來解決雙層規(guī)劃問題。通過控制評估點生成規(guī)則來適應離散決策變量的要求,并對鄰域操作中變異操作采用點變異來提高求解效率。通過數值實驗,其結果驗證了改進的ConstrLMSRBF算法的有效性。然后,提出改進的ITAPAS算法求解混合用戶交通分配問題。將對角化得思想加入ITAPAS算法中,使得其算法能夠應對多個用戶之間的博弈,高效地求解混合用戶交通分配問題。通過數值實驗,驗證了改進的ITAPAS算法能夠快速求解出高精度的解。最后,討論了專用車道設置和拓寬車道對交通系統(tǒng)的系統(tǒng)費用的影響;以及網絡設計中的一些指標對于交通系統(tǒng)的靈敏度分析。為城市道路的建設和專用車道的設置提供了優(yōu)化方案,并對擬提出的優(yōu)化方案做出合理評價和分析。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U491
【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 城市交通網絡設計問題的研究現(xiàn)狀
    1.3 交通分配問題的研究現(xiàn)狀
    1.4 雙層規(guī)劃問題的求解方法
    1.5 研究思路
第二章 傳統(tǒng)交通分配模型及求解算法
    2.1 傳統(tǒng)交通分配問題
    2.2 傳統(tǒng)交通分配問題的數學模型
    2.3 基于路段的求解算法(Frank-Wolfe算法)
    2.4 基于路徑的求解算法(雙投影算法)
        2.4.1 雙重投影算法
        2.4.2 投影計算流程
    2.5 基于起點的求解算法(ITAPAS算法)
        2.5.1 可替換路徑對算法的基本原理
        2.5.2 可替換路徑對最大路段流量優(yōu)先搜索子算法
        2.5.3 流量調整子算法
        2.5.4 ITAPAS算法
    2.6 算法收斂效果對比
    2.7 本章小結
第三章 多用戶交通分配模型及求解算法
    3.1 多用戶交通分配問題及模型
        3.1.1 多用戶交通分配問題
        3.1.2 多用戶交通分配模型
    3.2 多用戶交通分配求解算法
        3.2.1 基于路徑的求解算法
        3.2.2 基于ITAPAS的求解算法
    3.3 數值算例
        3.3.1 算例收斂效果對比
    3.4 本章小結
第四章 離散型交通網絡設計問題
    4.1 離散型交通網絡設計問題及雙層模型
        4.1.1 離散型交通網絡設計問題
        4.1.2 離散型交通網絡設計問題的雙層規(guī)劃模型
    4.2 下層問題求解算法
        4.2.1 多用戶均衡交通分配問題的求解算法
    4.3 上層問題求解算法
        4.3.1 ConstrLMSRBF算法
        4.3.2 人工蜂群算法(ABC)
        4.3.3 蟻群算法(ACO)
    4.4 數值算例
        4.4.1 雙層規(guī)劃問題求解
        4.4.2 傳統(tǒng)車輛用戶和無人駕駛車輛用戶比例對系統(tǒng)總成本的影響
        4.4.3 無人駕駛車輛的等級對下層問題的影響
        4.4.4 投資費用與出行時間的轉換系數對總成本的影響
        4.4.5 拓寬車道對系統(tǒng)總成本的影響
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況

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10 劉s叛

本文編號：2829530