動態(tài)交通管理優(yōu)化問題研究
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優(yōu)化動態(tài)交通管理需要交通管理者與車輛用戶雙方的協(xié)調(diào)努力，因此要構(gòu)建動態(tài)交通管理優(yōu)化的雙層模型。交通管理部門要根據(jù)路網(wǎng)的實(shí)際狀況加強(qiáng)對交通的管理與控制，對重要路段的設(shè)計(jì)要保證合理，通過管理部門的相關(guān)決策使路網(wǎng)性能得到提升。另外作為車輛使用者要認(rèn)真遵守交通部門所制定的規(guī)則，嚴(yán)格遵守交通制度，選擇合理的出行方案，尤其是路徑選擇。從而減少交通擁堵的狀況，提高路網(wǎng)的通暢性。設(shè)定對某交通管理項(xiàng)目實(shí)行動態(tài)優(yōu)化，項(xiàng)目措施為ф，利用向量y表示項(xiàng)目措施的參數(shù)變量，利用優(yōu)化函數(shù)F(x(y)，y)對結(jié)果進(jìn)行衡量，當(dāng)函數(shù)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)的情況就是動態(tài)交通管理優(yōu)化的最佳結(jié)果。其中路網(wǎng)交通流的參數(shù)變量就是x(y)。根據(jù)項(xiàng)目措施構(gòu)建雙層優(yōu)化模型，在上層與下層模型中分別進(jìn)行優(yōu)化。上層模型與下層模型之間既相互聯(lián)系又相互影響，其中上層模型中的目標(biāo)函數(shù)受到下層模型x的影響，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解需要對決策變量進(jìn)行不斷的調(diào)整。而上層模型中的變量y也會對下層模型目標(biāo)函數(shù)造成影響，通過上下兩層的有效調(diào)節(jié)得到最優(yōu)的結(jié)果，從而得出有效的交通管理方案。雖然通過雙層模型能夠?qū)崿F(xiàn)對動態(tài)交通管理的優(yōu)化，但模型中也存在一定的問題，在利用模型的時(shí)候存在較多的假定因素，加上交通狀況本省所具有的復(fù)雜性，使模型在運(yùn)用中存在一定的誤差。另外模型是從宏觀的角度對路網(wǎng)狀況進(jìn)行模擬的管理，對實(shí)際中的突發(fā)情況以及細(xì)節(jié)處的考慮不全，無法將管理優(yōu)化到個(gè)體，其結(jié)果只能是大致的參考，缺乏一定的精確性。因此雙層模型的建立需要以微觀交通仿真為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全面化的動態(tài)管理，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性。上層模型:max/minF(y，x(y))gi(y，x(y))≤0，i=1，…，p1hi(y(x)y)≤0，j=1，…，p2gi，hi代表外部約束條件，對于任一項(xiàng)目措施中決策變量y影響下的交通流模式運(yùn)用x(y)表示。它受到下層模型中仿真路網(wǎng)交通流的影響。由此通過雙層模型的應(yīng)用，對交通管理進(jìn)行優(yōu)化。但動態(tài)交通管理的優(yōu)化，需要在雙層模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的運(yùn)算。針對模型的具體情況，我們主要運(yùn)用模擬退火方法進(jìn)行計(jì)算。
2模擬退火的優(yōu)化算法
雙層模型實(shí)際上就是進(jìn)行雙層規(guī)劃的問題，將交通管理分化為管理者與交通車輛用戶。通過二層遞階結(jié)構(gòu)，得出系統(tǒng)的最優(yōu)化問題實(shí)現(xiàn)對動態(tài)交通管理的優(yōu)化。而模擬退火就屬于非線性的雙層規(guī)劃。根據(jù)Metropolis準(zhǔn)則，通過模擬固體物質(zhì)的退火過程進(jìn)行運(yùn)算。模擬退火運(yùn)算在接受優(yōu)化解的同時(shí)也接受惡化解，從而改善了算法的局限性，實(shí)現(xiàn)整體的最優(yōu)解。質(zhì)量高、初值魯棒性強(qiáng)是模擬退火算法的重要特點(diǎn)，另外模擬退火算法的實(shí)用性較高。
3優(yōu)化案例分析
3.1案例介紹
在微觀仿真系統(tǒng)中選取的路網(wǎng)作為研究路段。該路段存在嚴(yán)取的卞道堵塞悄況，并引發(fā)f交通亊故夂通部門在交通事故h游的2km處作出相應(yīng)的限速措施，使事故發(fā)生地點(diǎn)2km范圍內(nèi)的車速在設(shè)定的下限值以下,有效減輕事故下游的路段，使交通路網(wǎng)保持通暢狀態(tài)咋制定限速措施時(shí)耑要結(jié)合H體的情況作出最優(yōu)的措施，設(shè)盤出嚴(yán)合埋的限速姐,苻效縮短交通事故造成的延誤,增加夂迪管il的有效性
3.2優(yōu)化結(jié)果
通過對實(shí)阽情況的調(diào)杳，辟出嚴(yán)佳的限速的，辦：進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)算中選取75655(km/hr)-二：組初值，通過運(yùn)算得出如下表1的優(yōu)化運(yùn)算結(jié)果。依據(jù)]述優(yōu)化結(jié)果我們"丨以得知,投：擬退火汁算方法時(shí)各初俏都異有良好的收斂竹：通過揆擬退火符法般優(yōu)解均惡化解的雙向接受特點(diǎn)，使優(yōu)化過程中的惡化解得到接受:在迭代次數(shù)達(dá)到75次后,表現(xiàn)出都趨向收斂的狀況，其最優(yōu)解為52km/hr由f限速值只能去整數(shù).使結(jié)果不具有唯一性，對最優(yōu)解產(chǎn)卞.偏差，但是這種偏盞對實(shí)際的影響較小,依然丨；4于最優(yōu)解，能夠文現(xiàn)夂通講故延誤的圾珩化W此對動態(tài)交通管理的優(yōu)化H冇1.要作川A-:社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今人，交通運(yùn)輸、Ik進(jìn)人r令新的發(fā)展階段.路網(wǎng)的通暢性與乍輛數(shù)m之r"]的矛質(zhì)丨丨益突出.做好交通管現(xiàn)顯得尤為歌要。仵當(dāng)前的交通管理屮位該積極運(yùn)jH現(xiàn)代信息技術(shù)，通過微覘交通仿煤系統(tǒng)，對交通路網(wǎng)的怙況進(jìn)行模擬.從而做好交通抒現(xiàn),提前對交通路網(wǎng)屮ri能出現(xiàn)的問題制定相丨、V.的解決措施以微覘仿真系統(tǒng)為盛礎(chǔ)，加強(qiáng)交通管理的全而化,提高交通管理的有效性0另外在微觀交通仿漢系統(tǒng)h對動態(tài)交通管現(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化,通過建立雙屜模型的方式，發(fā)揮交通管理部I’j的領(lǐng)導(dǎo)作用，提高fl身的符理水十'對夂通路段進(jìn)行全而的管理，合理運(yùn)川現(xiàn)代新沏技術(shù)，使管理更加苻效另外結(jié)合車輛用戶，通過爪戶選擇介的出行方案以及路徑.打效減少交通擁堵悄況加強(qiáng)對父通制度的便巧駛?cè)藛T冇效遵守夂通規(guī)則以及交迪制度，促迸夂通餼觀的4<斷優(yōu)化，提高交迪的通暢性與安傘性
4結(jié)束語
路網(wǎng)交通具奮一定的鉍雜性,因此對交通宵理的要求較卨實(shí)現(xiàn)動態(tài)夂通筲現(xiàn)的優(yōu)化W耍各方面的努力，要將微觀交通仿真系統(tǒng)作為貓礎(chǔ)，構(gòu)注優(yōu)化管理的雙；2-漠型，通過合理的計(jì)n方法得出m優(yōu)的結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)交通管理的優(yōu)化本文闡述r動態(tài)交迪管觀的優(yōu)化模型以及計(jì)算方法,結(jié)合案例展示了雙jz-mm的優(yōu)化效果希m可以推動動態(tài)交通管理的不斷優(yōu)化,使交通管理更加有效，保證交通的正常運(yùn)行
作者：石連富 單位：貴州交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究股份有限公司
