双模式交通网络下停车换乘(P&R)设施的选址及场站规模的研究

摘要

停车换乘是为了解决大城市停车难而设计出来的一种组合交通出行方式。出行者在出行的前半程使用小汽车的方式出行，在接近城市中心拥堵区域的时候，将小汽车停在公交站台附近，再换乘公共交通的方式到达目的地。这种出行方式既能缓解城市中心区域的交通拥堵问题，又能解决大城市中停车难的问题。
　　本文从交通设施网络设计的角度出发，用双层规划模型进行换乘场站的选址和场站规模设计的优化。上层规划模型用来反映城市交通管理者的利益，即缓解城市中心区域交通拥堵，提高公交使用率。下层规划用来反映出行者的出行方式选择和路径选择。本文首先建立基于BNL-UE交通方式划分和交通分配组合模型作为下层规划模型评估停车换乘出行方案对出行者的出行行为产生的影响，包括出行方式选址和路径选择。该模型可以通过适当的网络变换用超量需求法求解，由于超量需求法不需要计算机存储过多的流量信息，在工程应用中比较广泛。上层规划模型是以网络出行总成本为目标，公交分担率，建设成本，和下层组合模型为约束条件的双层规划模型。所以基于BNL-UE的双层规划模型也在计算机处理上相较其他模型也比较简单，适合工程应用。
　　在此基础上，本文第三章采用多元logit模型进行交通方式划分，建立基于MNL离散选择和用户均衡的MNL-UE交通方式划分和交通分配组合模型，并用KKT条件证明该模型的路径变量的最优解符合用户均衡的假设，交通需求变量符合MNL模型。并进一步证明了该模型的解的唯一性。本文将Ortuzar在Modelling Transport4th介绍的组合模型的一般算法，经过适当的网络变换，作为求解MNL-UE模型的算法。在上层规划阶段，建立处理多目标问的的目标规划模型，并以禁忌算法作为该目标规划问题的算法。
　　本文第四章在已有模型的基础上进一步拓展。对于下层评估模型，考虑MNL存在的IID特性，引入CNL模型，建立CNL-UE组合模型。对该模型的等价性和唯一性做了证明。用非集计单纯分解法作为该问题的算法。在上层规划模型中，引入机会约束，改进了目标规划模型。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 文献综述

1．3 论文的主要研究内容和技术路线

1．4 本章小结

第二章 基于BNL-UE组合模型和双层规划的换乘场站选址和规模设计模型

2．1 概述

2．1．1 BNL-UE组合模型

2．1．2 双层规划模型

2．2 基于BNL-UE组合模型的换乘设施设计方案评估

2．2．1 模型符号说明与假设

2．2．2 BNL-UE组合模型

2．2．3 等价性证明

2．2．4 唯一性证明

2．3 BNL-UE模型算法

2．3．1 Frank-Wolfe算法

2．3．2 超量需求

2．3．3 网络变换

2．4 基于双层规划的换乘设施设计方案优化

2．5 遗传算法

2．6 算例分析

2．6．1 参数设置

2．6．2 计算结果

2．7 小节

第三章 基于MNL-UE组合模型和多目标规划的换乘场站选址和规模设计模型

3．1 概述

3．1．1 多目标规划概述

3．2 基于MNL-UE组合模型的换乘设施设计方案评估

3．2．1 符号说明与假设

3．2．2 MNL-UE组合模型

3．2．3 等价性证明

3．2．4 唯一性证明

3．3 MNL-UE模型算法

3．3．1 解决组合模型的一般算法

3．3．2 网络变换

3．3．3 解MNL-UE组合模型的算法

3．4 基于多目标规划的换乘设施设计方案优化

3．5 禁忌算法

3．6 小结

第四章 基于CNL-UE组合模型和多目标规划的换乘场站选址和规模设计模型

4．1．概述

4．1．1 交叉巢式logit模型(CNL)

4．1．2 CNL-UE组合模型

4．2．基于CNL-UE组合模型的换乘设施设计方案评估

4．2．1 符号说明与假设

4．2．2 CNL-UE组合模型

4．2．3 等价性证明

4．2．4 唯一性证明

4．3．CNL-UE模型算法

4．3．1 DSD算法概述

4．3．2 DSD解CNL-UE组合模型

4．4．基于机会约束多目标规划的换乘系设施设计方案优化

4．5．小结

第五章 结论与展望

5．1．主要研究成果

5．2．主要创新点

5．3．研究的不足与展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间发表的论文和参与的科研项目