潘世伟开题报告

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1、一、立题背景及意义伴随着我国国民经济的快速发展和城市化进程逐步加快，城市规模迅速膨胀，城市人口急剧增加，截止2009年3月，全国机动车保有量超过了1.72亿辆⋯，并且以每月100万辆的速度快速增加，人员出行和物资交流日益频繁，城市交通面临着严峻的局势。全国各大城市普遍存在着道路拥堵、出行耗时稳定性差、交通秩序混乱等现象，并且中等城市也开始陆续出现此类现象。城市的交通问题己成为制约经济发展、影响到民众日常生活工作、造成环境污染的重要因素，成为全社会关注的焦点。开拓新路、拓宽道路、架设高架和立交来扩大路网容量并不是解决交通问题症结根本的办法。

2、现代城市需要有一个与其现代化生活相适应的现代化交通体系，形成一个与城市发展布局高度协调的综合交通格局，而有效的交通控制管理和优良的交通引导体系是其中必不可少的一个环节。交通分配理论是传统四阶段交通规划的重要环节，也是现代交通规划方案设计的理论基础。因此，交通分配理论成为了交通规划诸问题中被国内外学者研究得最深入、取得研究成果最多的内容之一。传统的交通分配理论，利用最优化理论、图论、结合计算机技术的高速发展，开发了相应的交通分配模型和算法。遗憾的是，传统交通分配理论大多数以wardmp第一原理作为理论构架，很少考虑实际出行者的路径选择行为，

3、所以往往会出现与实际情况不符合的路径选择分配结果，目前，随着城市规划和交通分配理论的发展、政府相关研究投入的加大、交通控制和优化相关研究课题的不断增加，最优路径选择和交通分配已经有了比较完善的一套理论基础；但是在具体的运用上，受限于实时性要求强、算法结构复杂、相关部门的定位不清晰，车载指示设备价格昂贵普及度低等原因，却缺乏突出的参考指导意义。一方面，交通分配和最优路线选择的研究基础一交通阻抗函数呈现出日益精密的进化演变，交通分配理论也进一步发展：从静态交通分配理论模型的多重演变及应用软件模拟到动态交通分配理论的建立和深入发展。另外一方面，

4、因为模型复杂，对算法和计算能力提出了严峻的考验。当前，学者研究的主要领域主要集中在对理论和函数缜密性的修正之上，以图使最终计算的结果能够更逼近现实的交通状况，而在具体的运用上却缺乏一些良性思考。以致理论不断发展，但是运用少之又少，而且理论的正确性也难在具体应用中得到印证。二、国内外研究概况国内外与本课题相关的研究主要集中于以下几个方面：2.1交通分配理论的研究现状在静态交通分配领域，1952年，wardrop提出了道路网均衡的概念和定义，到了1956年，Beckmann提出了求解均衡交通分配的数学规划模型。该原理反映了出行者对路径的选择行

5、为准则，即交通网络系统中的出行者总以自己的利益最大化来决定自己的决策行为。该模型也称作用户均衡模型(UE)。事实上，模型还假设了出行者拥有完备的交通信息，而且能够由此作出正确的决策。同年，BeckmaIln又提出了弹性需求交通量分配模型，该模型也是最为基本的交通分配数学规划模型。该模型基于对交通网络特性以及出行者行为特性的理想化假设，在某些情况下会造成很大的误差。现实中，出行者并不拥有完备的交通信息，出行者在不拥有完备的交通信息的情况下对路段的出行费用有不同的估计，该费用可看作随机变量。Daganzo&Sheffi首先提出了随机用户均衡模

6、型(SUE)”。该模型认为，每个出行者不可能单方面通过改变路径来减少自己的期望路径费用。该模型中的出行者具有一定意义上的非理性行为。在过去的十余年中，有限维的变分不等式VI和非线性余子式NC理论取得了迅猛发展。交通网络均衡模型作为其应用的对象，为这些理论的发展起着很大的推动作用，同时交通网络均衡模型也得到了多方位的发展。smith第一个将交通分配问题写成一个有限维的变分不等式形式。Dafermos扩展了变需求的分配问题。至此，许多关于VI的理论均可被应用来探讨交通均衡问题。Aashtiani&MagIlani提出用户均衡定义式可以改写成～

7、个NCP，并将其转化为不动点问题FP，应用Brouwer不动点定理证明了用户均衡状态的存在性、唯一性条件。值得指出的是，不动点定理也是Nash均衡存在性定理(Nash均衡原理)证明依据。在动态交通分配领域，最早期Hendrickson＆Plank、Ben—Akiva＆DePalma、Mahamassani＆Chen譬等研究了如何确定出行者出行率分布形态的问题。这类问题大多只限于简单网络，而且大多均假设路段行驶时间与交通量无关，因此只具有启发性而实用性欠佳。动态交通分配的第一个数学规划方法模型是Merchant＆Nemhauser提出来的n

8、该模型是离散时间的、非凸的非线性规划模型。Kuhn—Tucker条件表明该模型符合动态的wjrdrop系统最优原则。Pas于1990年发表文章《动态分析的时代》(thedynamicaⅡaly