城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題優(yōu)化研究.pdf

1、如何從城市總體交通狀況出發(fā)，提出適當?shù)摹⒖茖W的、系統(tǒng)的、最佳的交通投資改進方案，并通過合理的交通投資分配方案進一步促進城市交通狀況的改善，帶動城市各項經(jīng)濟活動的發(fā)展，達到交通建設(shè)與有限資金的和諧統(tǒng)一，這是一個關(guān)系到國民經(jīng)濟長期、持續(xù)、快速、穩(wěn)定而又協(xié)調(diào)發(fā)展的大問題。因此，研究城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題不僅在理論研究上有重要的價值，而且能夠用于解決實際的交通問題，在實際應(yīng)用中有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文在分析和總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，在交通工程

2、中心基金資助下完成的。
　　 城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題就是在城市交通網(wǎng)絡(luò)用戶的路徑選擇行為符合用戶平衡準則的前提下，通過改進現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中的某些路段或在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中增加新的路段使整個網(wǎng)絡(luò)達到某種最優(yōu)的目的。對路段的改進稱為連續(xù)的城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)路段的新增加稱為離散的城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題。設(shè)計求解城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的有效算法是交通領(lǐng)域的熱點問題之一。本文所做的主要工作及研究成果如下：
　　 1、在交通系統(tǒng)中，無論進

3、行交通規(guī)劃還是進行路徑選擇，交通配流都是核心問題。介紹了交通配流問題，并討論了城市交通網(wǎng)絡(luò)的平衡配流的數(shù)學模型。討論了平衡配流的兩種模型：用戶最優(yōu)模型和系統(tǒng)最優(yōu)模型。通過兩個網(wǎng)絡(luò)例子來設(shè)計量子進化算法對平衡配流兩種模型的應(yīng)用求解，實驗結(jié)果表明量子進化算法性能優(yōu)于傳統(tǒng)優(yōu)化算法。
　　 2、用量子進化算法優(yōu)化思想設(shè)計了求解傳統(tǒng)的城市道路交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的算法，其中詳細研究了連續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，采用雙層規(guī)劃模型描述的固定需求條件下的連續(xù)

4、平衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，其中上層問題的目標函數(shù)是整個網(wǎng)絡(luò)的總阻抗和總投資額之和，下層問題則是用戶平衡配流模型，并用兩個網(wǎng)絡(luò)例子進行了數(shù)值實驗，給出了求解算法的思路和主要步驟。
　　 3、城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的雙層模型的下層問題屬于有約束條件的優(yōu)化，本文對下層的路段阻抗函數(shù)進行修正處理，把有約束轉(zhuǎn)換為無約束的優(yōu)化問題。
　　 4、用量子進化算法求解離散網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，采用了雙層規(guī)劃模型描述基本形式下的城市交通離散網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題，用一