od矩阵估计及检测点设置实用方法研究

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1、东南大学硕士学位论文OD矩阵估计及检测点设置实用方法研究姓名：袁兴东申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：程琳20090109摘要OD资料是城市交通规划与管理等工作的基础。在传统的交通规划中，一般都是通过大规模的抽样调查(如居民出行调查)来获得OD矩阵，但是由于交通数据量很大，所以调查工作量和成本十分庞大。而通过路段实测交通量来推算OD矩阵相比之下却更方便和低廉。传统的OD估计模型没有考虑拥挤效应的影响，即将估计得到的OD矩阵分配到路网上会出现和实际观测流量不一致的现象。在后来出现的一些双层规划的OD估计算法中，得到的解只

2、是相容解，并不是双层规划解，而且收敛性不能保证。本文提出的多步双层规划模型，不直接求解双层规划模型。而是将OD估计过程分为固定的步数，这样可以减小每次双层规划求解的难度，且不用考虑收敛性。对于检测点设置问题，传统的模型和算法计算量很大，而本文提出了一个基于最大可能绝对误差的检测点设置模型，其算法效率较高，计算量不大。本文的主要内容包括以下几个部分：OD矩阵估计及检测点设置实用方法研究。对国内外已有OD矩阵估计理论深入研究，建立了一个实用化估计模型：OD估计的多步双层规划模型及算法。将OD估计分为固定的步数，每一步都是一个双层规划，上层为

3、广义最小二乘模型，下层为随机用户均衡分配模型，即以广义最小二乘模型和随机用户均衡分配模型为基础，通过更新估计模型中目标矩阵和实测路段上的流量来估计OD矩阵。分别用遗传算法和相继平均法求解广义最dx--乘模型和随机用户均衡分配模型。探索了OD矩阵估计中检测点设置问题，包括检测点设置的四大原则，OD矩阵推算精度，并对其进行了分析。研究了检测点设置的一般模型，构建了基于最大可能绝对误差的检测点设置模型，并给出相应的启发式算法。广义最小二乘模型及随机型用户均衡网络的算法。介绍了遗传算法，包括遗传算法的一般算法和特点，接着设计遗传算法求解广义最小

4、二乘模型。然后介绍了随机型用户均衡网络模型，并用相继平均法求解随机型用户均衡网络模型。OD矩阵估计模块设计。介绍了组件式GIS的特点，及其相对于传统GIS工具的优点，接着介绍了ArcGlSEngine，包括其开发工具和运行环境，并完成了对OD矩阵估计模块的实现。OD矩阵估计模块在常德市区路网上的应用及分析。从结果来看，本文提出的OD估计方法避免了直接求解双层规划解，不用考虑收敛性，估计出的OD矩阵经过分配后与实测路段流量能较好的逼近，检测点设置方法效率较高，且都能适用于较大规模的实际交通网络。关键词：OD估计，广义最小二乘估计，随机用户

5、均衡，检测点设置，GISAbgractAbstractODisthebasisofurbantransportationplanningandmanagement．Inthetraditionaltransportationplanning，usuallythroughalarge-scalesamplesurvey,suchashouseholdsurveys，togetODmatrix，butbecauseofalargevolumeoftrafficdata，theinvestigationishuge．HoweverODmatr

6、ixestimationbythemeasuredvolumeoftrafficisveryconvenientandlow．AssignestimatedODmatrixtonetworkwouldbeinconsistenttoactualflow,fortraditionalmodelofODmatrixestimationdidnotconsidertheeffectofcrowing．Laterintheemergenceofsomeofthebi—levelprogrammingODestimationalgorithm，t

7、obetheonlythemutuallyconsistentsolution,notthebi·levelprogrammingsolution，andCallnotguaranteeconvergence．Inthispaper’themulti-stepbi-levelprogrammingmodel，doesnotdirectlysolvethebi—levelprogrammingmodel，butdivideODmatrixestimationintoafixednumberofsteps，SOthateachcanredu

8、cethedifficultyofsolvingthebi-levelprogramming，anddonothavetoconsiderconvergence．Thetraditionaltrafficc