遗传算法求解城市公共交通平衡配流模型的研究

摘要

公交拥护是发展中国家和发达国家普遍存在的现象,尤其是在中国特大或大城市(如 北京和上海),公共交通已成为城市交通和经济发展的瓶颈.优先发展大城市公共交通已为 各国的共识.因此关于拥护条件下的公共交通平衡配流问题的研究,不但具有很重要的理论价值,而且具有非常重要的应用价值.公共交通平衡分配(Transit Equilibrium Assignment)问题是指如何将公交OD交通需求合理分配到网络中的各条路段或路线上去,换句话说,就是寻找公交网络的平衡流分布.该论文主要研究了用目前解决大规模和复杂问题的全局快速的遗传算法(Genetic Algorithm,以下简称GA)来求解拥挤状态下太原市公交网络平衡配流 模型问题,针对不同的算例进行了数值实验,对计算结果进行了分析,得出了初步的和乎实际的结论.

目录

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第一章绪论

§1.1城市交通系统的构成

§1.2目前我国大城市交通存在的问题

§1.3公共交通的总体目标和在城市交通发展中的地位

§1.4发展公共交通的对策

1.4.1优先发展智能化交通

1.4.2建立综合集成的公共交通体系

§1.5研究城市公共交通网络配流的意义

第二章城市公共交通网络流量平衡分析

§2.1城市交通系统的系统分析方法

§2.2城市公共交通网络流量的平衡分析

§2.3城市公共交通网络描述

2.3.1网络描述

2.3.2公交路线的选择方法

第三章交通平衡分配模型和GA

§3.1交通分配问题的基本概念

3.1.1交通分配模型的形成和发展分支

3.1.2 UE基本概念、模型及求解算法

§3.2公交配流问题的研究现状

§3.3遗传算法简介

3.3.1遗传算法的特点

3.3.2遗传算法的模式理论

§3.4求解函数优化问题的GA的基本实现过程

3.4.1编码方式

3.4.2初始群体设定

3.4.3适应值计算

3.4.4遗传算子

§3.5混合遗传算法

第四章用GA求解拥挤公交网络的UE配流问题

§4.1概述

§4.2公交网络的描述

4.2.1基本定义

4.2.2符号定义

§4.3共线问题和吸引集

4.3.1非拥挤状态下的共线问题和吸引集

4.3.2拥挤状态下的公交网络的吸引集

§4.4公交路段阻抗函数

§4.5公交UE配流模型和求解算法

4.5.1公交UE的变分不等式模型

4.5.2求解算法

§4.6数值算例

§4.7小结

第五章用GA求解通过能力约束的公交SUE模型

§5.1引言

§5.2网络定义

5.2.1网络描述

5.2.2符号说明

§5.3路段阻抗函数

§5.4拥挤状态的公交网络的SUE模型

§5.5用GA求解能力约束的公交SUE

§5.6数值算例

§5.7小结

附录一最短路算法

附录二Frank-Wolfe算法

附录三标准UE模型的等价性证明和求解算法

附录四嵌入GA的对角化算法的C程序

参考文献

致谢