交通小区划分问题的整数规划建模与优化算法研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文交通小区划分问题的整数规划建模与优化算法研究作者姓名：指导教师：王霖青唐加福教授东北大学系统工程研究所申请学位级别：¨L学科类别：工学学科专业名称：系统工程论文提交日期：2014年4月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：刘士新评阅人：刘士新雒兴刚东北大学2014年6月万方数据ADissertationfortheDegreeofDoctorinSystemsEngineeringIntegerProgrammingModellingandOptimizationAlgorithmsforTrafficAnalys

2、isZoneDelineationProblembyWangLinqingSupervisor：ProfessorTangJiafuNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=亡已。隹象。学位论文作者签名：少f，’一、日期：yv，勿，学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有

3、关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年√掣．1÷；：入orll亡立也—■b子毗汜义’fF自盈白：签字日期：0，导师签名：寸yolJ鱼￡自：签字日期：一r一㈠≥vJ“t叮少广、≯杉万方数据一II—万方数据东北大学博士学位论文摘要交通小区划分问题的整数规划建模与优化算法研究摘要城市交通是城市发展和进步的决定性因素，与社会经济的发展相辅相成。交通超前于社会经济的发展，是发

4、达国家保持经济长期快速发展的一个重要因素，反之交通问题则会成为制约经济发展的丰要瓶颈。为此，如何做好交通规划是我国当前急需解决的迫切问题，也是保障未来发展不可忽视的重要问题。交通调查作为交通规划的主要内容之一，是获取交通数据的基本方法和必要手段。通过交通调查获得的数据是未来需求预测、规划方案制定的主要依据，其真实性和可靠性直接决定着规划结果。由于交通源的数量巨大，交通调查一般以交通小区作为空间统计单元，要求确定合理的统计单元，不能过细而造成资源浪费，又不能过粗而影响后续的规划结果，这就要求使用科学的方法制定这些统计单元。有鉴于此，本文以城市交通规划为研究背景，运用整数规划建模求解

5、理论与方法，分别针对交通小区划分问题的数据抽象和最优化建模、空间邻接约束的建模、分区个数已知的交通小区划分问题(基本交通小区划分问题)以及考虑分区个数决策的交通小区划分问题(扩展的交通小区划分问题)的建模与求解开展了系统的研究，主要研究工作如下文所述。(1)围绕交通规划中交通小区的实际划分方法、理论研究中最优交通小区划分问题的数据抽象过程、优化目标的选择与建立以及优化框架与求解方法等几个方面，开展了较全面的综述研究工作，并在此基础上针对空间单元的邻接矩阵构造方法、空间单元的可达性计算方法以及基于可达性的交通小区划分的优化目标建立等问题开展了算法设计与建模工作。该项研究工作的具体内

6、容包括：针对交通活动实践中的交通小区，以文献资料为依据阐述了优化划分交通小区的意义，并概述了交通规划管理实践中交通小区划分的原则及方法；从微观角度，针对交通小区划分问题的理论研究，重点围绕使用优化技术解决交通小区划分问题时设立何种优化目标以及如何抽象构建优化目标的问题，分别针对建立优化目标前对连续的空间研究区域进行离散化的方法、离散化后面状空间单元的可达性度量方法、现实与文献中划分交通小区最优目标的内容与形式以及基于可达性构建的交通小区划分最优目标的内容与表达形式四个方面，开展了文献综述工作；在此基础上分别提出了基于Z型顺序编码的基本地理单元邻接矩阵的构造算法、使用路段局部深度值

7、度量基本地理单元可达性的方法以及两个交通小区划分优化目标的数学表达形式一最小化总区内加权出行费用目标和最小化总区内可达性差异目标；从宏观角度，针对交通小区划分问题研究中的理论优化框架与方法，综述了最优交通小区划分问题的相关研究成果，将其优化问题的框架概括为分区依据数据、最优目标、基本分区约束、问题约束、算法以及评价分区解的指标这五个要素；并分别从不同类型的分区万方数据东北大学博士学位论文摘要依据数据和求解方法两个方面对交通小区划分问题的理论研究进行了进一步的综述。(2)围绕使用整