【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通规划，具体涉及基于多模式运输导向的交通路网规划方法及系统。
技术介绍
1、无论是从用户角度，还是从规划者角度，都有发展多式联运的需求。基于综合交通网络设施，制定的合理多式联运方案可以降低用户运输成本，提高企业经济效益。综合交通运输系统的优化配置是规划者的关注点，给用户拥有更优的多式联运路径可以选择。
2、目前，关于综合交通网络规划问题主要是从宏观角度以定性分析为主，在综合交通系统分析模型与算法方面的研究主要集中在单一的交通方式，多侧重于公路网优化。经典的交通规划模型是基于交通生成、分布、方式划分、路径分配四个阶段开展的，尚未形成成熟的集合多种交通运输方式的综合交通网络规划模型。基于综合交通网络设施，用户的出行路径中可能包含多种出行方式，因此传统四阶段规划用于综合交通运输网规划具有一定局限性，需要提供一种多模式运输导向的交通网络规划方法。
技术实现思路
1、基于上述技术问题，本专利技术提供基于多模式运输导向的交通路网规划方法及系统，构建综合交通网络模型，并考虑路网规划者和用户两个维度提出双层规划模型用于优化综合交通网络，提高综合交通网运输效率，节约用户广义出行成本，实现综合交通路网和用户双赢。
2、本专利技术提供基于多模式运输导向的交通路网规划方法，所述方法包括：
3、步骤s1：构建综合交通网络表征模型；
4、步骤s2：构建双层规划模型优化综合交通网络；所述双层规划模型包括上层模型和下层模型；
5、步骤s3
6、可选地，所述构建综合交通网络表征模型，具体包括：
7、综合交通网络模型表征为g(v，e)，e为网络的边，即节点间任一种交通方式的弧段；v为综合交通网络节点集，包括普通节点集u和枢纽节点集t；所述普通节点为同一种交通方式不同线路交汇，为第l种交通方式组成的子网络的第k个普通节点；所述枢纽节点为大于或等于两种交通方式交汇，为第l种交通方式和第m种交通方式间衔接的第k个枢纽节点；
8、所述综合交通网络表示为邻接矩阵[eij]，eij为边的权重，若i、j均为所述普通节点，eij为节点间的行程时间；若i为普通节点，j为所述枢纽节点，eij为弧段的行程时间和枢纽中转时间之和；若i、j均为枢纽节点，eij为旅客或货物在枢纽站的转换交通方式的中转时间。
9、可选地，所述上层模型，具体包括：
10、
11、
12、s.t.∑cmd·lmd∑cw≤b (3)
13、式(1)-(3)中，m为任一种交通方式，m为综合交通网的交通方式集合；r、s均为需求节点，n为综合交通网需求节点集；a为普通节点间的弧段，l为路网中普通节点间弧段的集合；为弧段a的客运量；ta为弧段的行程时间，客运和货运在同一弧段的行程时间一致；为运输枢纽w中转的客运量，为旅客在运输枢纽的中转时间；为弧段a的货运量；ta为弧段a的行程时间；为运输枢纽w中转的货运量，为货物在运输枢纽w的中转时间；cmd为第m种交通方式的第d等级的单位建设成本；lmd为第m种交通方式的第d等级的建设里程；cw为运输枢纽w的建设成本；b为建设资金预算；
14、计算公式为：
15、
16、式(4)中，为所有需求节点对间在运输枢纽w中转的客运总量；为运输枢纽w当前能中转的客运总量；为运输枢纽w经过规划后新增加的中转客运量；
17、计算公式为：
18、
19、式(5)中，为所有需求节点对间在运输枢纽中转的货运总量；为运输枢纽w当前能中转的货运总量；为运输枢纽w经过规划后新增加的中转货运量；
20、弧段a的运输量根据需求节点间的路径运输量求得，计算公式为：
21、
22、
23、
24、式(6)-(8)中，ta为弧段a的运输量；为节点对r、s间的第x条路径的运输量；qrs为节点对r、s间的运输需求量；为弧段a与路径x的相关变量，若弧段a在r、s间第x条路径上，则为1；否则，为0；约束条件为路径运输量、路径运输量非负约束和弧段运输量；
25、ta为弧段a的行程时间，计算公式为：
26、
27、式(9)中，ta(xa)为弧段a的行程时间，xa为弧段a的流量(pcu/小时)；t0a为弧段a的自由流时间(小时)；ca为弧段a的通行能力(pcu/小时)；za为弧段a增加的通行能力(pcu/小时)；α，β为参数；
28、弧段流量xa与运输量ta的换算公式为：
29、
30、式(10)中，xa为弧段a的流量(pcu/小时)；ta为弧段a的运输量；ζ为车型换算系数；h为车辆实载客运量或货运量(万人/万吨)。
31、可选地，所述下层模型，具体包括：
32、当需求节点r、s间存在多条路径时，任一路径被选择的概率公式为：
33、
34、式(11)中，为需求节点r、s间选择路径p的概率；cp为路径p的广义出行费用；cb为需求节点r、s间第b条路径的广义出行费用；为需求节点r、s间所有路径的平均广义出行费用；y为需求节点r、s间所有路径的数目；θ为分配参数；
35、广义出行费用cp的确定公式为：
36、
37、式(12)中，δ，和γ分别为路径费用、旅行时间以及中转或换乘次数的权重，三者之和为1；fnor，tnor和rnor分别为路径费用、旅行时间以及中转或换乘次数的归一化值。
38、可选地，所述采用遗传算法求解所述双层规划模型，得到最终规划方案，具体包括：
39、初始化遗传算法参数；所述遗传算法参数包括种群大小、最大代数、交叉率、变异率、进化最大代数dmax和代数d，弧段增加的通行能力za、运输枢纽w客运量中转能力增加值和运输枢纽w货运量中转能力增加值作为初始解集；
40、将za、和代入公式9、10、11和12，得到ta、和
41、根据公式6、7和8计算获得弧段客运量和货运量
42、将ta、和代入到所述上层模型中的公式1和2，判断是否满足终止条件，若满足终止条件，则输出最终规划方案；若不满足终止条件，则增加所述代数d，将za、和的解作为父代，采用遗传算法，通过选择、交叉和变异产生子代，重新进行迭代过程。
43、本专利技术还提供基于多模式运输导向的交通路网规划系统，所述系统包括：
44、交通网络表征模型构建模块，用于构建综合交通网络表征模型；
45、双层规划模型构建模块，用于构建双层规划模型优化综合交通网络；所述双层规划模型包括上层模型和下层模型；
46、模型求解模块，用于采用遗传算法求解所述双层规划模型，得到最终规划方案。
47、可选地，所述交通网络表征模型构建模块，具体包括：
48、综合交通网络本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述构建综合交通网络表征模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述上层模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述下层模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述采用遗传算法求解所述双层规划模型，得到最终规划方案，具体包括：
6.基于多模式运输导向的交通路网规划系统，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的基于多模式运输导向的交通路网规划系统，其特征在于，所述交通网络表征模型构建模块，具体包括：
8.根据权利要求6所述的基于多模式运输导向的交通路网规划系统，其特征在于，所述上层模型，具体包括：
9.根据权利要求8所述的基于多模式运输导向的交通路网规划系统，其特征在于，所述下层模
10.根据权利要求9所述的基于多模式运输导向的交通路网规划系统，其特征在于，所述模型求解模块，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述构建综合交通网络表征模型，具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述上层模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述下层模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于多模式运输导向的交通路网规划方法，其特征在于，所述采用遗传算法求解所述双层规划模型，得到最终规划方案，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷东升，李飞燕，徐凤一，吕东冶，王博，封禹，马寅淞，
申请(专利权)人：吉林省交通科学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。