考慮od對(duì)出行時(shí)間可靠性的道路網(wǎng)容量可靠性

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1、第31卷第1期(總第229期)系統(tǒng)工程Vol.31,No.12013年1月SystemsEngineeringJan.,2013文章編號(hào):1001-4098(2013)01-0116-05X考慮OD對(duì)出行時(shí)間可靠性的道路網(wǎng)容量可靠性況愛(ài)武,黃中祥,唐志強(qiáng)(長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410004)摘要:構(gòu)建了基于OD對(duì)出行時(shí)間可靠性的路網(wǎng)容量可靠性雙層規(guī)劃模型,其中下層規(guī)劃用隨機(jī)均衡交通分配來(lái)描述出行者的路徑選擇,上層規(guī)劃為滿(mǎn)足出行時(shí)間可靠性的基本OD需求乘子最大。假定路段容量服從雙側(cè)截尾正態(tài)分布,基于MonteCarlo仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)均衡

2、流靈敏度分析方法,設(shè)計(jì)了一種求解路網(wǎng)容量可靠性的啟發(fā)式算法。用一個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展了數(shù)值分析,驗(yàn)證了所建模型和算法的有效性。關(guān)鍵詞:容量可靠性;出行時(shí)間可靠性;雙層規(guī)劃;隨機(jī)用戶(hù)均衡;截尾正態(tài)分布;MonteCarlo仿真中圖分類(lèi)號(hào):U491文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A化道路網(wǎng),這兩個(gè)指標(biāo)本質(zhì)上是相互依賴(lài)的。首先,二者1引言的建模都要考慮出行者特有的路徑選擇行為;其次,OD社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要依賴(lài)穩(wěn)定可靠的交通網(wǎng)絡(luò),但現(xiàn)實(shí)中對(duì)出行時(shí)間或服務(wù)水平會(huì)因需求水平的不同而不同,在不有多種不確定因素隨機(jī)改變著路網(wǎng)的狀態(tài),如地震、洪水、同的服務(wù)水平下網(wǎng)絡(luò)能輸送的最大流量也不相同。劉海旭

3、惡劣天氣、交通事故及道路改造等都會(huì)造成路段容量的隨等[8]建立了基于路段出行時(shí)間可靠性的容量可靠性模型,機(jī)退化,因此對(duì)路網(wǎng)可靠性的分析評(píng)價(jià)日趨重要。路網(wǎng)可該模型僅考慮了路段出行時(shí)間可靠性,而出行者更關(guān)注靠性是指路網(wǎng)在規(guī)定條件下,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定功能OD對(duì)出行時(shí)間可靠性。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)的能力。目前對(duì)路網(wǎng)可靠性的研究主要集中在連通可靠引入路段容量的截尾正態(tài)分布,構(gòu)建了考慮OD對(duì)出行時(shí)[1]性、出行時(shí)間可靠性和容量可靠性三方面。連通可靠性間可靠性的路網(wǎng)容量可靠性雙層規(guī)劃模型,利用Monte是指網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間保持連通的概率[2],出行時(shí)間可靠性

4、是指Carlo仿真技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)均衡流靈敏度分析方法設(shè)計(jì)了求解對(duì)于給定的OD對(duì),出行者能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成出行的該雙層規(guī)劃模型的啟發(fā)式算法,并開(kāi)展了算例分析。[3]概率,容量可靠性則描述了路網(wǎng)在可接受服務(wù)水平下能[4-5]夠容納一定交通需求的概率。目前對(duì)路網(wǎng)可靠性的研2出行時(shí)間和路網(wǎng)容量可靠性模型究雖已取得大量成果,但也存在一些問(wèn)題:1對(duì)路網(wǎng)可靠2.1符號(hào)約定性評(píng)價(jià)指標(biāo)之間關(guān)系的分析還很欠缺,很少考慮連通性、考慮道路網(wǎng)絡(luò)G=(N,A),其中N為節(jié)點(diǎn)集,A為路出行時(shí)間和路網(wǎng)容量可靠性等指標(biāo)之間的緊密聯(lián)系;o建[6]段集,用?A?表示路網(wǎng)包含的路段數(shù)量。用W

5、表示路網(wǎng)OD模本身存在缺陷,如Lo等采用均勻分布來(lái)刻畫(huà)路段容量的隨機(jī)變化,Shao等[7]假定交通需求服從正態(tài)分布等。對(duì)的集合,Rw表示OD對(duì)w之間的路徑集,用qw表示OD對(duì)w所對(duì)應(yīng)的OD需求量。用xa表示路段a上的交通量;事實(shí)上,對(duì)交通需求及路段容量隨機(jī)性的刻畫(huà)是開(kāi)展路網(wǎng)用Ca表示路段a的實(shí)際通行能力(隨機(jī)變量)。用ta(xa)表可靠性分析評(píng)價(jià)的關(guān)鍵,但上述概率模型能否真實(shí)、合理示路段a的出行時(shí)間函數(shù),假定ta(xa)是關(guān)于xa的嚴(yán)格單地反映供求的隨機(jī)變化還缺乏論證。調(diào)遞增函數(shù)。用fw表示OD對(duì)w之間路徑k上的交通量;基于上述分析,出行時(shí)間和路網(wǎng)容

6、量可靠性作為衡量kww隨機(jī)路網(wǎng)性能既重要又有效的評(píng)價(jià)指標(biāo),應(yīng)置于同一個(gè)分pk表示OD對(duì)w之間路徑k的選擇概率;用Tk表示OD對(duì)w析框架開(kāi)展一體化研究,而且對(duì)周期性或非周期性容量退w之間路徑k上出行者的感知出行時(shí)間;tk表示OD對(duì)wX收稿日期:2012-05-08;修訂日期:2012-08-31基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51208064;51078044);湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(10JJ6074);湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(11B004)作者簡(jiǎn)介:況愛(ài)武(1979-),男,江西高安人,博士,研究方向:交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理;黃中祥(1965

7、-),男,湖南汨羅人,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向:交通規(guī)劃理論與方法,智能運(yùn)輸系統(tǒng)。第1期況愛(ài)武,黃中祥等:考慮OD對(duì)出行時(shí)間可靠性的道路網(wǎng)容量可靠性117w之間路徑k的實(shí)際出行時(shí)間;Nk表示OD對(duì)w之間路徑k間的感知誤差是方差為零的獨(dú)立同Gumbel隨機(jī)變量。那上出行者對(duì)路徑出行時(shí)間的感知誤差。用tw表示OD對(duì)w么,根據(jù)效用最大化理論,出行者將基于logit模型選擇出w之間的平均出行時(shí)間。用Dak表示路段-路徑關(guān)聯(lián)變量(0/1行路徑,其路徑流分布滿(mǎn)足:變量)。wwexp(-Htk)wwpk=w,fk=pkqw,Pk∈Rw,w∈W2.2路段容量隨機(jī)變

8、化的刻畫(huà)∑exp(-Htr)r∈Rw目前對(duì)降級(jí)路網(wǎng)路段容量隨機(jī)變化的常用處理方法(4)是假定其服從某一概率分