基于双层动态均衡原理的交通网络设计模型及方法

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1、重庆交通大学硕士学位论文基于双层动态均衡原理的交通网络设计模型及方法姓名：刘龙廿申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：焦海贤20100601摘要长期以来，城市交通网络设计问题一直被公认为是交通研究中难度最大、最具有挑战性的问题之一，随着智能交通系统(ITS)的深入研究与实践，未来的城市交通系统将是一个具有高智能的综合交通系统。其基础理论是动态交通分配，而基础应用即为动态交通网络设计。在oD时变、用户使用高级出行用户信息系统(ATIS)比率的不同等复杂环境下如何实现整个交通网络系统最优即为动

2、态交通网络设计，这是当今国际上交通网络设计问题的研究热点。本文采用双层动态均衡模型解决城市交通网络的设计问题，考虑到交通网络上交通流量的动态特性，在此基础上构建了以交通网络总阻抗和建设资金为上层目标，动态路径选择的变分不等式模型为下层的双层规划模型。本文利用模拟退火算法求解上层模型，采用修正的投影算法求解下层模型。此模型能够内在地不断修正路段流入率值和路段能力增量(即网络设计方案)，同时可以得到路段流入率值和路段能力拓宽方案的最优解。在Ran等人的研究基础上，改进了瞬时阻抗函数，加入了路段的通行能力这个

3、参数，能更好的描述路段阻抗；构建了基于双层动态均衡的交通网络设计模型，可以反映交通网络的实时状态，用于研究、分析交通流的高峰、低谷等时变现象，并对拥挤路段给出路段能力拓宽方案，为交通规划部门提供决策支持。关键词：交通网络设计；交通均衡；动态交通分配；瞬时阻抗；双层模型；离散化ABSTRACTForalongtime，urbantransportationnetworkdesignproblemhasbeenrecognizedasthemostdifficultandchallengingtraffic

4、studyproblem．WiththeIntelligentTransportationSystem(ITS)in-depthstudyandpractice，thefutureurbantransportationsystemswillbeahighlyintelligentintegratedtransportsystem．Thebasictheoryisdynamictra伍cassignment,whilethebasicapplicationshallbedymnictrafficnetwo

5、rkdesign．Thetime—varyingOD，differentratiosofuserswithadvancedtravelinformationsystem(ATIS)，etc．Inthesecomplexenvironments，howtoachievetheentiretransportnetworkoptimal，thatisdynamictrafEcnetworkdesign,whichistheresearchthatinternationaltransportnetworkdes

6、ignproblemfocusontoday．Double-dynamicequilibriummodelsaleusedtosolveurbantramCnetworkdesignprobleminthispaper．Takingaccountofdynamiccharacteristicsoftrafficflowin锄cnetwork,bi·levelprogrammingmodelofthetotaltransportationnetworkimpedanceandconstructionfun

7、dsfortheuppertarget,dynamicpathselectionvariationinequalitymodelforthelowerhasbeenbuiltonthisbasis．Simulatedannealingalgorithmisusedtosolvetheuppermodelandmodifiedprojectionalgorithmisusedtosolvetheunderlyingmodelinthispaper．ThismodelCaninherentlyandcons

8、tantlymodifytheratevaluesandsectionsofroadcapacityincrement(thatisnetworkdesignprogram)，andgettheflowratevaluesandtheoptimalsolutionofroadcapacitybroadenprogramatthe期liiletime．Theinstantaneousimpedancefunctionhasbeenimprov