大规模交通网络设计优化.ppt

下一步研究方向 ? 在基于路段的网络设计研究基础上，进一步研究基于 路径的交通运输网络设计方法 ? 将可达性导向的交通网络设计理念应用到不同运输方 式的规划设计中 ? 铁路路网规划 ? 城市轨道交通网络规划 ? 城市公共交通服务网络规划 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 3 点网络示意 —— 建设成本影响分析 方案序号 建设成本 网络 拓扑结构 目标函数值 可达 OD 对数 6 0 4 2 0 6 0 6 0 6 1 1-3 2 4-8 3 9 4 10-17 5 18 及以上 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 3 点网络示意 —— 时间预算影响分析 方案序号 时间预算 网络拓扑结构 未用建设成本 可达 OD 对数 10 0 1 2-5 6 2 2 6-7 0 4 3 8-10 1 6 4 11 5 12 及以上 0 6 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 3 点网络示意 —— 旅行时间影响分析 建设成本 = 10 ，时间预算 = 10 方案序号 路段 旅行时间 ?? , ?? 1 , ( ?? 1 , ?? ) ?? 1 , ?? 2 , ( ?? 2 , ?? 1 ) ?? , ?? 2 , ( ?? 2 , ?? ) 1 2 3 4 2 2 5 4 3 2 2 4 网络拓扑结构 目标函数值 可达 OD 对数 2 4 4 2 0 6 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 6 点网络示意 —— 拉格朗日乘子分析 时间预算 = 3 ， 路段建设总数 = 3 1 1 2 2 1 5 2 2 1 1 6 1 2 2 已建路段 2 3 2 2 4 备选路段 OD 对 (1-4) ） 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 6 点网络示意 —— 拉格朗日乘子分析 时间预算 = 3 ， 路段建设总数 = 3 迭代 次数 1 2 3 4 步长 -- 1 0.6 0.1 ?? ?? , ?? 1,5 0 1 0.4 0.3 2, 5 0 0 0 0 5, 6 0 1 0.4 0.3 6,3 0 0 0 0 6,4 0 1 0.4 0.3 ?? ?? ?? ?? 下届 差距 -- -- 1 -3 1 -1.2 0.9 -0.9 -2 -0.2 0 2 0.2 0 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? Sioux Fall 路网算例分析 路网中存在 24 个节点， 76 条路段， 552 个 OD 对， 设有图示 10 条备选路段 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? Sioux Fall 路网算例分析 不同时间预算下，拉格朗日松弛问题上下和下届的收敛过程 90 80 70 60 不 可 达 O D 对 数 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 LB_19 UB_19 迭代次数 LB_18 UB_18 LB_16 UB_16 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? Sioux Fall 路网算例分析 不同建设成本下（可建路数为 4,5,6 ），拉格朗日松弛问题相对优化差距 下降过程 相 对 优 化 差 距 ( % ) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 迭代次数 K=4 K=5 K=6 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 芝加哥路网算例分析 路网中存在 933 个节点， 2950 条路段， 387 个 OD 小区， 设有图示 20 条备选路段 基于拉格朗日松弛技术的求解算法 ? 芝加哥路网算例分析 累计 CPU 迭代次数 时间 (mm:ss) 1 2 3 1:36 5:42 9