考虑交通环境影响的封闭小区开放决策模型研究

• 作 者: 张玉
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 封闭小区 汽车环境污染预测模型 双层决策模型 遗传算法

封闭小区导致了我国“大街区—宽马路”的城市布局,封闭小区开放原则上可以增加路网密度,缓解交通拥堵,但同时也会带来汽车尾气污染和交通噪声污染等问题,这一矛盾性,使得封闭小区的开放问题变得复杂,因此本文对考虑环境影响的封闭小区开放决策模型进行了研究。根据封闭小区特点及其开放影响,从封闭小区规模、内部道路和位置确定了封闭小区的研究范围,从交通安全和交通环境污染问题两个方面考虑,给出了模型假设。对比现有交通环境污染预测模型,考虑国V排放标准、小区内部车流特性、噪声能量叠加等因素对模型进行修正。以行程时间最短、汽车尾气污染最少和交通噪声污染最少三个目标作为封闭小区开放决策目标,分析各目标与费用间的关系,将多目标问题转换为系统费用最小的单目标问题。设置封闭小区是否开放、单双行和限速等决策,通过0-1变量、约束条件等实现上述决策,并进一步分析了封闭小区决策与道路车流量的相互影响机理,形成主从递阶问题,建立了上层系统费用最小和下层用户均衡的封闭小区双层决策模型。应用启发式遗传算法、Frank-Wolfe算法对模型进行求解,采用二进制编码、随机产生初始种群、适应度函数标准化、轮盘赌法选择、单点交叉、设置变异概率等进行遗传算法设计,采用Dijkstra标号法、最短路流量分配法、相继平均法等进行Frank-Wolfe算法设计。设计算例网络,设定初始参数进行求解,得到封闭小区开放最优方案。最后随机生成10个初始种群,观察决策结果是否一致,进行模型和算法的检验。从封闭小区规模、位置和时间成本三个方面,应用封闭小区开放双层决策模型,通过改变封闭小区道路长度、路网交通需求和时间价值等参数,观察封闭小区开放决策变化,总结得到封闭小区开放的相关规律。