级联失效条件下路网修复模型研究与仿真.docVIP

级联失效条件下路网修复模型研究与仿真 李耀南 张康 宁夏大学机械工程学院 X 关注成功！ 加关注后您将方便地在 我的关注中得到本文献的被引频次变化的通知！ 新浪微博 腾讯微博 人人网 开心网 豆瓣网 网易微博 摘????要： 针对传统的路网修复模型未考虑修复时同样会发生级联失效效应, 从而降低模型精度的缺陷, 建立一种上层以路网阻抗最小为目标, 下层为固定起讫点需求的用户均衡配流的双层修复模型, 构建路网修复所需资源、路段通行能力、出行路径交通流量等约束条件。设计了改进的粒子群优化算法求解, 增加了扰动因子, 克服传统算法在处理该问题时收敛速度慢且精度低的缺陷。使其摆脱局部最优解, 实现全局最优解。采集相关数据, 建立银川市区部分路网拓扑结构模型对提出的修复方法进行求解验证。仿真结果表明, 上层以网络阻抗最小为目标, 下层为固定起讫点需求的用户均衡配流的双层修复模型的修复结果优于传统模型且收敛速度更快, 求解效率更高, 为解决实际问题提供了思路。 关键词： 级联失效; 双层规划模型; 用户均衡; 粒子群优化算法; 作者简介：李耀南 (1986-) , 男 (汉族) , 宁夏银川人, 讲师, 主要研究领域:交通运输系统可靠性。 作者简介：张康 (1992-) , 男 (汉族) , 陕西渭南人, 硕士研究生, 主要研究领域:智能控制。 收稿日期：2017-01-18 基金：宁夏高等学校科研项目 (NGY2015037) Reach and Simulation for Road Network Reparation Model In Cascading Failure Conditions LI Yao-nan ZHANG Kang College of Mechanical Engineering, Ningxia University; Abstract： In order to make up defects in traditional model, we designed an optimization algorithm based on an improved particle swarm to solve increased disturbance factor and overcame defects in dealing with this problem, such as slow convergence rate and low precision. Moreover, this algorithm avoided locally optimal solution and completed globally optimal solution. Meanwhile, this algorithm collected relevant data, founded topological structure model of partial road network in Yinchuan city and solved and verified the algorithm proposed in this paper. The simulation results demonstrate that above algorithm has faster convergence rate and higher solution efficiency, and provides an idea for solving practical problems. Keyword： Cascading failure; Bilevel programming model; User equilibrium; PSO algorithm; Received： 2017-01-18 1 引言 在现代化城市道路交通系统中, 交通路网承担着越来越重要的责任。随着经济的发展, 交通量增长的速度已经远远超出路网建设的速度。当路网面临蓄意攻击或自然灾害时, 会出现级联失效现象, 即个别路段或交叉口发生阻塞时, 由于相互耦合关系导致连锁反应, 最终致使整个路网瘫痪。当城市道路网络遭到不同程度破坏时, 对道路网络修复建模, 恢复通行能力是值得研究的问题。 由文献[1]可知, 当路网遭受随机攻击时, 其网络效率并没有受到致命的打击。但是当道路遭受到目的攻击时, 路网迅速崩溃, 且存在明显的阈值点 (如图1) 。在级联失效条件下, 传统的修复主要采用负荷-容量模型解决。Wang等[2]采用不同初始荷载函数, 但该函数较为简单, 误差较大;Zheng[3]、Dou[4]等选用不同初始容量模型, 该方法无法考虑