不確定環(huán)境下城市交通中車輛路徑選擇研究.pdf

1、伴著信息時(shí)代的到來，市場(chǎng)競(jìng)爭更加劇烈，時(shí)問價(jià)值也日益提升。準(zhǔn)時(shí)服務(wù)已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)角逐市場(chǎng)的重要手段，體現(xiàn)著企業(yè)的服務(wù)水平，標(biāo)志著企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭能力。但同時(shí)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)服務(wù)的城市交通環(huán)境卻是不確定的：時(shí)變的交通流量，偶發(fā)的交通事故，突發(fā)的交通擁擠，導(dǎo)致了車輛在路段上隨機(jī)的旅行時(shí)間。在多起點(diǎn)、多迄點(diǎn)的不確定城市交通環(huán)境中，某一起、迄點(diǎn)對(duì)之間只存在隨機(jī)最優(yōu)路徑，不同行為主體在選擇隨機(jī)最優(yōu)路徑時(shí)會(huì)表現(xiàn)不同的行為特征，出行者的擇路行為(包括路徑選

2、擇和出行時(shí)間選擇)會(huì)隨著出行目的、約束時(shí)間、出行者的經(jīng)驗(yàn)、對(duì)路網(wǎng)絡(luò)的熟悉程度以及旅行時(shí)間的不確定程度而變化。作為實(shí)現(xiàn)交通出行合理化的重要內(nèi)容和手段，研究不確定環(huán)境下車輛擇路行為有助于減少城市交通捌擠，節(jié)約社會(huì)能源，保護(hù)城市環(huán)境，降氐出行成本，提高運(yùn)作效率，全面提高城市交通出行的滿意度。由于車輛隨機(jī)路徑問題將運(yùn)籌學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐緊密地結(jié)合在一起，近幾十年取得了很多成果，但到目前為止，將車輛隨機(jī)路徑選擇問題與不確定環(huán)境下人們的決策行為相結(jié)合

3、的研究仍然很少，許多不盡人意的地方有待于進(jìn)一步完善和改進(jìn)。本文較深入地研究了不確定環(huán)境下的一系列車輛路徑選擇行為問題。 論文的主要研究內(nèi)容如下： 第l章，在對(duì)大量相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)提煉的基礎(chǔ)上，分別回顧了國內(nèi)、外對(duì)車輛路徑選擇行為問題的研究成果，并指出了已有車輛路徑選擇行為問題研究中存在的不足和潛在的研究領(lǐng)域。 第2章，基于出行成本最小化的假設(shè)，根據(jù)不確定環(huán)境中人們出行時(shí)的路徑選擇行為過程，建立了OD對(duì)間任意中間節(jié)

4、點(diǎn)至迄點(diǎn)的理想阻抗的動(dòng)態(tài)用戶最優(yōu)分配的變分不等式模型，給出了求解該問題的嵌套對(duì)角化算法。對(duì)理想阻抗與瞬時(shí)阻抗的動(dòng)態(tài)用戶最優(yōu)分配模型進(jìn)行了比較：在理想動(dòng)態(tài)用戶最優(yōu)狀態(tài)下，同一OD對(duì)間同時(shí)出發(fā)、選擇不同路徑的出行者，其旅行時(shí)間相等而且最小。在瞬時(shí)動(dòng)念用戶最優(yōu)狀態(tài)下，同一OD對(duì)間同時(shí)出發(fā)、選擇不同路徑的出行者，其旅行時(shí)間可能不同。并用一個(gè)數(shù)值算例比較了這兩類模型的差別。 第3章，隨機(jī)、時(shí)變的交通流分布，偶發(fā)的交通事故等因素導(dǎo)致了路徑隨

5、機(jī)的車輛旅行時(shí)間，也決定了現(xiàn)實(shí)城市交通網(wǎng)絡(luò)中只存在隨機(jī)最短路。這使得人們的決策行為變得極其復(fù)雜而無法找到最優(yōu)路徑。實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)：人們?cè)诔鞘薪煌ㄖ械能囕v擇路行為符合展望理論提出的人們?cè)诓淮_定環(huán)境下的決策行為特征：①參考點(diǎn)依賴原則；②損失規(guī)避原則(對(duì)損失的規(guī)避程度大于對(duì)同等收益量的追求程度)：③收益時(shí)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，損失時(shí)追求風(fēng)險(xiǎn)；④邊際效用遞減原則。人們的擇路行為并非力求成本最小化，而是依賴出行隋景：隨出行目的、約束時(shí)間、對(duì)路徑的熟悉程度以及路

6、徑的不確定程度而變化。 第4章，城市交通中人們經(jīng)常會(huì)遇到隨機(jī)旅行時(shí)間問題，如現(xiàn)實(shí)中的交通堵塞現(xiàn)象，從而導(dǎo)致車輛路徑選擇的相應(yīng)改變。在考慮堵塞點(diǎn)依次遇到、堵塞時(shí)間為隨機(jī)變量的情況下，建立了統(tǒng)計(jì)意義上的最小費(fèi)用路徑模型，提出了以車輛所遇堵塞點(diǎn)為新起點(diǎn)的策略，以及基于決策者判斷的心理系數(shù)修正方法，并應(yīng)用算例對(duì)所提策略和方法的有效性進(jìn)行了說明。 第5章，基于有限理性的思想，闡述了給定時(shí)間約束下城市交通車輛模糊路徑的柔性選擇策略，

7、通過引入決策者主觀偏好的概念，利用機(jī)會(huì)約束-~E3,0的方法構(gòu)建了該問題的數(shù)學(xué)模型，給出了求解該問題的一種啟發(fā)式算法。以最小化剩余旅行距離為目標(biāo)，用隨機(jī)模擬方法研究了決策者主觀偏好值P水對(duì)最終目標(biāo)的影響。算例結(jié)果表明，約束時(shí)間一定時(shí)在特定路網(wǎng)中有最優(yōu)的P*值。 第6章，以交通管治下的約束路網(wǎng)為研究對(duì)象，在已知路段旅行時(shí)間分布函數(shù)的條件下，討論了隨機(jī)時(shí)變的城市交通網(wǎng)絡(luò)中給定時(shí)間約束的車輛出行時(shí)間及路徑優(yōu)化問題。由于路段旅行時(shí)間分布

8、函數(shù)受路段到達(dá)時(shí)間的影響，提出了基于旅行實(shí)現(xiàn)隋況、以車輛所到節(jié)點(diǎn)為新起點(diǎn)的適時(shí)選擇車輛最優(yōu)路徑的策略，構(gòu)建了該問題的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了基于隨機(jī)模擬獲得適應(yīng)度的遺傳算法，并應(yīng)用算例驗(yàn)證了所提策略和算法的有效性。 第7章，旅行費(fèi)用與時(shí)間是人們出行選擇路徑時(shí)考慮的重要因素。本文將廣泛用于工程項(xiàng)目工期預(yù)測(cè)的圖示評(píng)審技術(shù)(GERT)用來預(yù)測(cè)車輛旅行時(shí)間及其可靠性，討論了車輛隨機(jī)路徑旅行費(fèi)用與距離、時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系，在假定旅行費(fèi)用與距離、時(shí)