基于擴(kuò)展Logit的交通分配模型與算法研究.pdf

1、隨著我國城市交通供需矛盾的日趨嚴(yán)重，交通問題已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的主要瓶頸之一。為了解決交通問題，改善交通狀況，各級政府部門從交通供給和需求兩方面同時(shí)出發(fā)，不斷加大交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度和提高交通需求管理水平。要保證交通規(guī)劃和管理措施在一定程度上取得最佳效果，就需要采用先進(jìn)的交通規(guī)劃理論和方法來輔助決策。交通分配模型是現(xiàn)代交通規(guī)劃理論研究的重要內(nèi)容之一，也是城市道路交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和擁擠道路收費(fèi)研究中的一個(gè)核心技術(shù)。在此背景下，本論文主要針對

2、城市交通網(wǎng)絡(luò)，研究能夠更準(zhǔn)確描述出行者路徑選擇行為的交通分配模型，并將其應(yīng)用于交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和擁擠道路收費(fèi)的研究中，使本論文研究形成一個(gè)較為完整的體系，以期為交通管理和規(guī)劃者的決策提供一定的支持。本文主要完成了以下幾方面的研究:
　　(1)為了克服基于傳統(tǒng)Logit的交通分配模型所存在的不相關(guān)備選方案的獨(dú)立性(ⅡA)，采用考慮路徑重疊的路徑感知Logit(RPL-O)模型和路徑尺度修正Logit(PSCL)模型，分別構(gòu)建了基于RPL

3、-O和PSCL的隨機(jī)用戶平衡模型，并證明了模型的等價(jià)性以及解的唯一性;設(shè)計(jì)了求解所提出兩種新模型的基于路徑的相繼平均法(MSA)、連續(xù)權(quán)重平均法(MSWA)以及自動調(diào)整平均法(SRA);通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)對比了新模型與傳統(tǒng)基于Logit的隨機(jī)用戶平衡模型的交通流分配結(jié)果，分析了三種算法的求解效率，結(jié)果表明SRA算法是本文所采用的求解算法中效率最高的算法。
　　(2)闡述了C-Logit、路徑尺度Logit、廣義巢式Logit、配對組合L

4、ogit路徑選擇模型的選擇概率形式及模型參數(shù)的確定方法;分別構(gòu)建了基于C-Logit、路徑尺度Logit、RPL-O、路徑尺度修正Logit、廣義巢式Logit、配對組合Logit模型的多用戶多準(zhǔn)則隨機(jī)用戶平衡模型，并對所提出的六種新模型的等價(jià)性以及解的唯一性進(jìn)行了證明;對比分析了模型中路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的表示方法和路徑選擇概率的計(jì)算過程;設(shè)計(jì)了通用的求解所提出模型的基于路徑的SRA算法;通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)對比了新模型與基于Logit的多用戶多準(zhǔn)則隨機(jī)

5、用戶平衡模型的交通分配結(jié)果，分析了模型參數(shù)變化對分配流量的影響。
　　(3)分析了已有連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究存在的不足，以出行總阻抗與總投資額之和最小為上層目標(biāo)函數(shù)，以本文第3章所構(gòu)建的兩種模型以及另外四種基于擴(kuò)展Logit的隨機(jī)用戶平衡模型為下層模型，構(gòu)建出六種新的連續(xù)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型;設(shè)計(jì)了將遺傳算法與SRA算法相結(jié)合的組合算法;通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文算法的有效性，分析了下層采用基于擴(kuò)展Logit的隨機(jī)用戶平衡模型與傳統(tǒng)確定性用戶平

6、衡模型所得到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案的區(qū)別，分析了模型參數(shù)變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)果的變化情況。
　　(4)通過分析傳統(tǒng)次優(yōu)擁擠收費(fèi)研究中存在的不足，說明考慮多用戶多準(zhǔn)則以及采用基于擴(kuò)展Logit的交通分配模型來研究擁擠收費(fèi)的意義;以系統(tǒng)出行總時(shí)間最小為上層目標(biāo)函數(shù)，以基于擴(kuò)展Logit的多用戶多準(zhǔn)則隨機(jī)用戶平衡模型為下層模型，構(gòu)建出六種新的次優(yōu)擁擠收費(fèi)模型;設(shè)計(jì)了將模擬退火算法與SRA算法相結(jié)合的組合算法;通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了算法的有效性，對比了下