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随机供给与随机需求的交通网络设计模型

蔚欣欣 陆化普 李阳阳 孙煦 卞长志

蔚欣欣, 陆化普, 李阳阳, 孙煦, 卞长志. 随机供给与随机需求的交通网络设计模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(4): 67-74. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.009
引用本文: 蔚欣欣, 陆化普, 李阳阳, 孙煦, 卞长志. 随机供给与随机需求的交通网络设计模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(4): 67-74. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.009
YU Xin-xin, LU Hua-pu, LI Yang-yang, SUN Xu, BIAN Zhang-zhi. Design model of traffic network based on stochastic supply and stochastic demand[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(4): 67-74. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.009
Citation: YU Xin-xin, LU Hua-pu, LI Yang-yang, SUN Xu, BIAN Zhang-zhi. Design model of traffic network based on stochastic supply and stochastic demand[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(4): 67-74. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.009

随机供给与随机需求的交通网络设计模型

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.009
基金项目: 

国家863计划项目 2007AA11Z233

中央高校基本科研业务费专项资金项目 CHD2010JC095

中央高校基本科研业务费专项资金项目 CHD2012JC062

详细信息
    作者简介:

    蔚欣欣(1984-), 男, 天津人, 交通运输部规划研究院工程师, 工学博士, 从事道路交通规划研究

  • 中图分类号: U491.1

Design model of traffic network based on stochastic supply and stochastic demand

More Information
    Author Bio:

    YU Xin-xin(1984-), male, engineer, PhD, +86-10-62776928, weixx03@gmail.com

  • 摘要: 为了改进以确定供给与确定需求为基础的传统交通网络设计方案, 根据双层规划理论与交通分配理论, 建立了基于随机供给与随机需求的离散交通网络设计模型。将Monte Carlo模拟、遗传算法和交通分配算法应用于模型求解过程, 并应用Nguyen-Dupuis交通网络求解模型。计算结果表明: 当OD需求增大时, 总走行时间增大; 当建设预算增大时, 总走行时间下降; 当供给与需求均不确定时, 增加建设预算对降低总走行时间的效果更加明显; 在不同工况下, 总走行时间最大值为1.69×105 h, 最小值为8.89×104 h; 当OD需求均值为350 veh.h-1, 建设预算从1 000万元增大到1 500万元, 且供给确定时, 总走行时间下降3.47%。供给与需求的不确定程度对交通网络的设计方案具有重要影响。

     

  • 图  1  算法流程

    Figure  1.  Algorithm flow

    图  2  Nguyen-Dupuis网络结构

    Figure  2.  Nguyen-Dupuis network structure

    图  3  工况1的种群进化过程

    Figure  3.  Population evolution process of condition 1

    图  4  工况2的种群进化过程

    Figure  4.  Population evolution process of condition 2

    图  5  工况3的种群进化过程

    Figure  5.  Population evolution process of condition 3

    图  6  工况4的种群进化过程

    Figure  6.  Population evolution process of condition 4

    图  7  工况5的种群进化过程

    Figure  7.  Population evolution process of condition 5

    图  8  工况6的种群进化过程

    Figure  8.  Population evolution process of condition 6

    图  9  工况7的种群进化过程

    Figure  9.  Population evolution process of condition 7

    图  10  工况8的种群进化过程

    Figure  10.  Population evolution process of condition 8

    图  11  工况9的种群进化过程

    Figure  11.  Population evolution process of condition 9

    图  12  工况10的种群进化过程

    Figure  12.  Population evolution process of condition 10

    图  13  工况11的种群进化过程

    Figure  13.  Population evolution process of condition 11

    图  14  工况12的种群进化过程

    Figure  14.  Population evolution process of condition 12

    图  15  工况13的种群进化过程

    Figure  15.  Population evolution process of condition 13

    图  16  工况14的种群进化过程

    Figure  16.  Population evolution process of condition 14

    图  17  工况15的种群进化过程

    Figure  17.  Population evolution process of condition 15

    表  1  OD需求数据

    Table  1.   OD demand data

    OD对编号 起点编号 终点编号 OD需求均值/(veh·h-1
    1 1 2 350
    2 1 3 350
    3 4 2 350
    4 4 3 350
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    表  2  工况1~4的基本参数

    Table  2.   Basic parameters of conditions 1-4

    工况 OD需求均值/(veh·h-1 变异系数κ 现状参数θa0 规划参数θa 建设预算B/万元 抽样规模/个
    1 350 0 1 1 1000 1
    2 500 0 1 1 1000 1
    3 350 0 1 1 1500 1
    4 500 0 1 1 1500 1
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    表  3  工况1~4的计算结果

    Table  3.   Calculation results of conditions 1-4

    工况 新建路段编号 扩建路段编号 最优目标函数值/104h
    1 20,21,22,23,25 3,4,10,13,15 9.21
    2 20,22,24 2,3,5,7,9,11,16 16.90
    3 20,22,23,25 2,3,4,5,6,9,11,12,13,14,16 8.89
    4 20,21,22,23,24,25 2,3,4,5,7,10,11,15,19 14.30
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    表  4  工况5~7的基本参数

    Table  4.   Basic parameters of conditions 5-7

    工况 变异系数κ 现状参数θa0 规划参数θa 建设预算B/万元 抽样规模/个
    5 0.1 1 1 1000 50
    6 0.2 1 1 1000 50
    7 0.5 1 1 1000 50
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    表  5  工况5~7计算结果

    Table  5.   Calculation results of conditions 5-7

    工况 新建路段编号 扩建路段编号 最优目标函数值/104h
    5 21,23,24 1,3,5,6,12,14,15 9.16
    6 21,23,24,25 1,3,6,12,14,15 8.94
    7 21,23 2,3,7,9,13,14,15,16 9.09
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    表  6  工况8~11的基本参数

    Table  6.   Basic parameters of conditions 8-11

    工况 OD需求均值/(veh·h-1 变异系数κ 现状参数θa0 规划参数θa 建设预算B/万元 抽样规模/个
    8 350 0 0.9 0.9 1000 50
    9 350 0 0.8 0.8 1000 50
    10 350 0 0.9 0.9 1500 50
    11 350 0 0.8 0.8 1500 50
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    表  7  工况8~11计算结果

    Table  7.   Calculation results of conditions 8-11

    工况 新建路段编号 扩建路段编号 最优目标函数值/104h
    8 20,21,22,23,24 2,3,7,15,19 9.39
    9 20,21,22,23 3,4,11,14,15,16 9.66
    10 20,21,22,23 1,3,4,5,6,7,11,13,14,15,16 8.98
    11 21,22,23,25 1,2,3,4,5,11,12,13,14,15,16 9.11
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    表  8  工况12~15的基本参数

    Table  8.   Basic parameters of conditions 12-15

    工况 OD需求均值/(veh·h-1 变异系数κ 现状参数θa0 规划参数θa 建设预算B/万元 抽样规模/个
    12 350 0.1 0.9 0.9 1000 50
    13 350 0.1 0.8 0.8 1000 50
    14 350 0.2 0.9 0.9 1000 50
    15 350 0.2 0.8 0.8 1000 50
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    表  9  工况12~15计算结果

    Table  9.   Calculation results of conditions 12-15

    工况 新建路段编号 扩建路段编号 最优目标函数值/104h
    12 20,22,25 3,5,7,10,14,15,16 9.37
    13 21,22,24 1,3,5,10,14,15,16 9.67
    14 20,21,23 3,5,7,11,14,15,16 9.10
    15 22,24,25 2,3,5,6,10,13,15 9.19
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  • 收稿日期:  2012-02-07
  • 刊出日期:  2012-08-25

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