城市道路交通網(wǎng)絡設計問題的相關優(yōu)化模型與算法.pdf

1、在分析和總結(jié)現(xiàn)有城市道路交通網(wǎng)絡設計研究成果的基礎上，本論文設計了兩個求解傳統(tǒng)的城市道路交通網(wǎng)絡設計模型的算法，分別研究了環(huán)境目標下連續(xù)網(wǎng)絡設計與交叉口信號設置的組合問題，潮汐式交通流條件下可變車道的雙向道路網(wǎng)絡設計問題，以及兩類拓廣的城市道路交通網(wǎng)絡設計問題，并運用雙層規(guī)劃方法建立了這些問題的優(yōu)化模型，同時應用本論文設計的算法進行了數(shù)值實驗。 本論文研究工作主要有如下幾個方面： (1)基于粒子群優(yōu)化思想設計了求解傳統(tǒng)的

2、城市道路交通網(wǎng)絡設計問題的算法，其中詳細研究了連續(xù)網(wǎng)絡設計問題，并用兩個網(wǎng)絡例子進行了數(shù)值實驗；并給出了離散網(wǎng)絡設計問題和混合網(wǎng)絡設計問題的求解算法思路和主要步驟。 (2)傳統(tǒng)的道路交通離散網(wǎng)絡設計雙層規(guī)劃模型的下層問題一般必須包含備選路段的能力限制約束，以避免交通分配模型在不修建的路段上分配交通流量。本論文對常用的路段阻抗函數(shù)進行處理，建立了下層為標準形式用戶平衡配流問題的混合網(wǎng)絡設計雙層規(guī)劃模型，然后利用最優(yōu)值函數(shù)工具和連續(xù)

3、化手段把該雙層規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為等價的非線性規(guī)劃問題?；诹P函數(shù)思想，設計了求解混合網(wǎng)絡設計雙層規(guī)劃模型的局部收斂算法。 (3)為避免城市交通網(wǎng)絡改善過程中可能出現(xiàn)的尾氣排放詭異現(xiàn)象，本論文提出了道路交通網(wǎng)絡設計中避免尾氣排放詭異現(xiàn)象的優(yōu)化方法。然后本論文運用雙層規(guī)劃方法綜合優(yōu)化道路能力改善方案和交叉口信號配時方案，以最大程度地降低機動車尾氣排放總量，降低城市交通污染。 (4)為了合理利用有限的道路資源和緩解交通擁擠，建立了

4、潮汐式交通流條件下可變車道的雙向道路網(wǎng)絡設計雙層規(guī)劃模型，其中處于上層的交管部門通過確定最優(yōu)的雙向道路的車道分配方案，以達到整個交通網(wǎng)絡系統(tǒng)總阻抗最小的目的，而處于下層的交通用戶遵循隨機用戶平衡交通分配準則選擇出行路徑。 (5)從城市道路交通網(wǎng)絡擴展的角度，提出了兩類拓廣的城市道路交通網(wǎng)絡設計問題。第一類拓廣研究新建交通節(jié)點的配套道路網(wǎng)絡設計問題；第二類拓廣考慮的仍是交通網(wǎng)絡增加新節(jié)點新路段的情況，但是與第一類拓廣不同，其新增節(jié)