基于可靠度的城市道路网络优化模型与算法

合理 路径 是 由多条 路 段 串联 而成 ， 理 路 径 合 可靠 度应 为合 理路 径 中所有路 段 可靠 度之 积 ， ： 即
１ 路 网 可靠 度
路 网可靠度 是整 个 道路 网络 可靠 性 的度量 指
标 ， 反 映 了 整 个 路 网 的 运 行 质 量 和 畅 通 水 平 ］ 它 。
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １ － ４０ 修 回 日期 ： ｏ ｏ ０ — １ ２ １ ６ ０
Ｒ 一１ ｒ ７。 ［
ｎ∈ Ｓ
（） ３
式 中： Ｓ为合 理路 径所 有 路 段 的集 合 ；ａ为路 段 ａ ｒ
的可 靠度 。
作者简介 ： 宋
程 （ ９ ３ ， 士 ， 理 工 程 师 ． 究 方 向 ： 通 模 型 研 究 与 应 用 ． ｍａｌｓ ｌ ８ ＠ １ ３ ｃ ｍ １８）硕 助 研 交 Ｅ ｉ ｃ ９３ ６ ．ｏ ：
关 键 词 可 靠 度 ； 市 道 路 网 络 优 化 ； 层模 型 ； 传 算 法 城 双 遗
中 图 分 类 号 ： ９ Ｕ４ １ 文献标 志码 ： Ａ Ｄ ：０ ３ ６ ／． Ｓ Ｎ ６ ４４ ６ ． ０ ０ ０ ． １ ＯＩ １ ． ９ ３ Ｊ Ｉ Ｓ １ ７ — ８ １ ２ １ ． ３ ０ ２
５ ２
交 通 信 息 与 安全
２１ 第 ３ ０ Ｏ年 期
第 ２ ８卷
总 １ ５期 ５
１ ３ 路 段 可 靠 度 ．
个 人 出行单 位时 间价值 可 按 通性 就可 以 了 ， Ｏ 对 还 必 须 考 虑 各 条合 而 Ｄ 理路 径 的流量 负 荷情 况 ， 与并 联 结 构 的物 流 系 这 统相似， 因此 ， 可参 照物 流系统 可 靠度 ｌ 的计 算 方 ＿ ７ 法 求解 Ｏ Ｄ对 可靠 度 。
道 路 的使用 者 还是 管 理 者 而 言 ， 网 的可 靠 性 问 路 题 显得 越来 越 重 要 。对 于使 用 者 来 说 ， 出行 的 最 基 本要 求就 是 能到达 目的地 ， 实现 出行 目的 ； 于 对 管 理者 来说 ， 网应 该能 提供 连续 畅通 的服务 ， 路 无 论 是在 正常 交通 条 件 下 ， 是 在 自然 灾 害 （ 灾 、 还 水 火 灾 、 震 等） 大型 集会 等非 正 常交通 条件 下 ， 地 、 路 网的服 务都 是 可靠 的 。
Ｏ 引 言
城 市 道 路 网 络 优 化 是 解 决 城 市 交 通 问 题 的 手
段 之 一 ， 可 以通 过 道 路 的新 建 或 改 建 来 完 成 。 它
可用路 网中所 有 Ｏ Ｄ点 对 可靠度 平均 值来 表示 ：
Ｒ一 一Ｔ ∑Ｒ ∑ ／
。
（） １
≠ ≠ ：
市 道 路 网 络 优 化 方 法 ， 用 户 平 衡 模 型 作 为下 层 模 型 ， 将 以建 设 投 资 费 用 和 用 户 出 行 费 用 最 小 为 上 层 模
型 目标 函数 ， 靠 度 作 为 上 层 模 型 约 束 条 件 建 立 双 层 城 市 道 路 网络 优 化 设 计 模 型 ， 采 用 遗 传 算 法 进 可 并 行 求 解 。实 例 表 明 ， 模 型 对 城 市 道 路 优 化 设 计 有 较 好 效 果 。 该
基 于 可 靠 度 的 城 市道 路 网络 优 化 模 型 与 算 法 —— 宋 程
５ １
基 于 可 靠 度 的城 市 道 路 网络 优 化 模 型 与算 法
宋 程 （ 州 至信 交通 顾 问 有 限 公 司 广 州 ５ ０ ３ ） 广 １ ０ ０
摘
要
分 析 了城 市 道 路 网络 可靠 性 ， 根 据 城 市 道 路 网 络 可 靠 性 基 础 理 论 ， 出 了 基 于 可 靠 度 的 城 并 提
城 市 道 路 网 络 优 化 ， 该 是 指 在 充 分 考 虑 出 应
∑ ， Ｒ ｉｓ Ｊ
Ｒ 一 （） ２
式 中 ： 为 Ｏ 对 （ ，） 的 合 理 路 径 总 数 ； ｍ Ｄ 问
为
合 理路 径 ｓ上 的交通 量 ； ｑ 为 Ｏ 对 （ ，） 间 的 Ｄ ｉ 之
城 市道 路 网络可 靠性 在城 市 交通 的研 究 中越
来 越 得 到 重 视 ， 靠 性 常 用 的 描 述 指 标 有 连 通 可 可
靠度 、 出行 时 间可靠 度 、 能力 可靠 度 以及 网络 的脆 弱 性 与服务 可 靠 度 等 。 目前 ， 城 市 道 路 网络 ］ 在
优 化 中 没 有 考 虑 网络 可 靠 性 问 题 ＿ ］ 但 无 论 是 对 ３ ，
交 通量 ； Ｒ 为 合 理 路 径 Ｓ的 可 靠 度 。
１ ２ 路 径 可 靠 度 ．
行 者路 径选 择行 为等 交 通 需 求 因 素 的 基 础 上 ， 决
策 改 建 或 新 建 路 网 中 的 路 段 ， 平 衡 网 络 系 统 可 以 靠 性 和 费 用 ， 使 整 个 路 网性 能 达 到 最 优 。 并
式 中 ： 为路 网可 靠 度 ； 为 ＯＤ 对 （， 的 可靠 Ｒ Ｒ， ｉ ） 度； ｎ为 路 网 中 Ｏ、 Ｄ点个 数 。
１ １ Ｏ 对 可 靠 度 ． Ｄ
但 著名 的 Ｂ ａ ｓ 诡 异 表 明 ： 不 是新 建 或 改 建 的 ｒｅ ｓ 并 道 路越 多 ， 网络 上 的拥挤 程度 就越 低 ， 可能会 出 有
现 整 个 系 统 的交 通 状 况 更 加 恶 化 的 情 形 ｌ 。 １ ］
任意 ＯＤ对 （， ） Ｊ 间都 包 含 若 干条 合 理 路径 ， 这若 干条合 理 路径 可 以看 作 为 并 联 系统 。Ｏ Ｄ对
并 联 结 构 的 可 靠 度 计 算 与 电 路 等 其 它 并 联 结 构 可 靠 度 的 计 算 存 在 明 显 不 同 ， 路 系 统 只 需 要 考 虑 电