【摘要】：社會經(jīng)濟的發(fā)展對交通運輸提出了越來越高的要求,我國交通基礎設施建設也已進入了快速發(fā)展的重要階段。各種運輸方式不僅要擴大網(wǎng)絡規(guī)模、提升網(wǎng)絡等級層次,更重要的是要加快完善網(wǎng)絡結構,最終實現(xiàn)建立健全、通暢、安全、便捷和智能化的現(xiàn)代綜合交通運輸體系的發(fā)展目標。綜合交通網(wǎng)絡是綜合交通運輸系統(tǒng)的基礎硬件設施,其布局質(zhì)量影響各種交通運輸方式的運行。合理的網(wǎng)絡結構、一體化的銜接有利于各種運輸方式比較優(yōu)勢和綜合效益的發(fā)揮。本文針對區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡的布局規(guī)劃方法、布局優(yōu)化模型和決策方法進行研究。首先對綜合交通運輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡構成進行分析,對各種運輸方式的特點、綜合交通網(wǎng)絡規(guī)劃在空間層次上的劃分、區(qū)域與城市綜合交通規(guī)劃的區(qū)別及區(qū)域交通網(wǎng)絡布局模式的選擇進行分析論述,并進一步明確了區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡布局規(guī)劃的內(nèi)容和原則。在綜合交通網(wǎng)絡規(guī)劃中,對區(qū)域運輸集散節(jié)點進行分析是交通網(wǎng)絡布局優(yōu)化的前提。針對網(wǎng)絡布局中的基礎控制節(jié)點的選取原則及節(jié)點重要度指標的計算進行分析,并應用蟻群聚類方法對節(jié)點進行層次劃分,作為交通網(wǎng)絡布局的基礎。其次在對區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡布局的影響因素和網(wǎng)絡演化過程分析的基礎上,研究了綜合交通網(wǎng)絡的布局方法和流程。綜合交通網(wǎng)絡的布局是在獲得交通需求的條件下對各交通方式網(wǎng)絡的建構,不同的網(wǎng)絡布局應反饋需求及方式選擇的變化,因此網(wǎng)絡布局是一個不斷反復調(diào)整完善的過程�？紤]區(qū)域交通滿足中長距離的出行和運輸需求,構建了以各交通方式的中長距離運輸時間周轉量最少為目標函數(shù)的雙層規(guī)劃模型,以及考慮區(qū)域內(nèi)交通港站樞紐可達性要求的目標模型。對交通網(wǎng)絡的生成方法進行了研究,以路段的連線重要度作為基礎啟發(fā)式條件,設計并實現(xiàn)了基于蟻群搜索的交通網(wǎng)絡布局算法,搜索中節(jié)點選擇概率不僅考慮鄰近節(jié)點的信息素和時間距離同時也加入了終點的引導,并結合算例說明了方法的應用。在現(xiàn)有網(wǎng)絡連通性計算方法的基礎上,提出考慮節(jié)點之間連接的重要性不同作為節(jié)點及網(wǎng)絡可靠連接的影響因素對交通網(wǎng)絡布局進行優(yōu)化。以網(wǎng)絡加權連通度為目標,并考慮連接效率及連線成本等,構建多目標規(guī)劃模型,比較隨機產(chǎn)生的滿足連線要求的布局方案的目標函數(shù)值確定較優(yōu)方案,以區(qū)分不同節(jié)點之間對網(wǎng)絡可靠連接的不同要求,使網(wǎng)絡布局結構更加完善合理。同時,為了評判網(wǎng)絡的連通性,針對由各種交通方式的線路組成的綜合網(wǎng)絡結構具有復合圖的特征,應用生成樹的理論對綜合交通網(wǎng)絡的連通性進行分析。提出了邊影響度的計算模型,用刪除邊后生成樹的數(shù)量變化并考慮線路的能力和實際負荷以及功能地位來評價各條邊對網(wǎng)絡連通的影響。接著在構建綜合交通網(wǎng)絡布局的技術評價指標體系的基礎上,針對綜合交通網(wǎng)絡評價指標權重及屬性值具有主觀性和隨機性的特點,提出了基于Monte Carlo隨機模擬的交通網(wǎng)絡群體隨機決策方法,設計了算法流程。仿真生成滿足集結的多個專家對指標重要性偏好排序統(tǒng)計分布的權重,同時考慮交通需求的不確定性對指標值的影響,結合客觀熵權計算方案的綜合評價值,由多次模擬得到的排序優(yōu)勢度確定方案的優(yōu)劣差異,可以反映不確定性因素對評價排序結果的影響。通過算例說明了方法應用的有效性,評價中考慮了主客觀因素及隨機性特征,可以為網(wǎng)絡布局提供科學決策參考。在分析綜合交通網(wǎng)絡布局規(guī)劃基本過程和特點的基礎上,提出構建區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡布局智能群決策支持系統(tǒng)(IGDSS)輔助布局決策。根據(jù)系統(tǒng)功能和設計的要求,研究了系統(tǒng)的總體結構和組成,并對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫和知識庫的構成及各子系統(tǒng)模塊的設計進行了分析。最后對南充市域的節(jié)點的選擇及綜合交通網(wǎng)絡布局進行了分析。論文研究的布局方法和模型,以及布局方案的評價決策方法,可以為區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡的布局提供理論支撐和科學決策依據(jù),同時也可以為綜合交通網(wǎng)絡布局智能群決策支持系統(tǒng)的構建和實現(xiàn)提供模型和方法基礎。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U113
【圖文】：

線及通道形成，逐步形成綜合交通網(wǎng)絡，城市群也逐步發(fā)展起來；不同方式間網(wǎng)絡的協(xié)逡逑調(diào)增加，形成綜合交通樞紐，高速公路網(wǎng)、高速鐵路網(wǎng)、航空網(wǎng)規(guī)模逐漸擴大，綜合交逡逑通網(wǎng)絡逐步完善和優(yōu)化，見圖３－３。逡逑Ｉ邋１＾＾逡逑（２）０￣０￣０—０￣０￣（２）邐￣０￣００￣０￣Ｑ邐￣０￣００￣Ｏ—（Ｊ邋（＾ｙ—Ｃ—Ｃ￣ｃ￣Ｏ—Ｃ＞—（Ｑｒ逡逑（ａ）邐（ｂ）邐（Ｃ）邐（ｄ）逡逑圖３－３綜合交通網(wǎng)絡演化過程逡逑

觀與微觀結合起來。逡逑交通需求是區(qū)域社會經(jīng)濟活動和發(fā)展的反映，可以說交通網(wǎng)絡及設施的布局實質(zhì)上逡逑是從需求到網(wǎng)絡的映射，即從需求網(wǎng)到物理網(wǎng)的映射，如圖３４所示。逡逑ｆ．．Ｇｄ＝（Ｖ，Ｅｄ，Ｔ邋＝邋（Ｔ”Ｕ邋—邋Ｇ？＝邋（Ｖ，邋Ｅ？，Ａ邋＝邋）邐（３－１）逡逑式中：ｒ為需求ＯＤ矩陣；ｊ為表示網(wǎng)絡連接的鄰接矩陣，包含各種運輸方式的網(wǎng)絡。逡逑／0逡逑／邋／４ｓ各網(wǎng)邋Ｃ邋、－）邋／＿，逡逑／ｔＳＷ逡逑ｊＴ、邐／邋Ａ路丨本丫邐／邐—邐７逡逑ｒ邋Ｉ逡逑需求網(wǎng)絡邐＼＼邋Ｌ．一＾邋？邋￣邋／邐綜合交通網(wǎng)絡逡逑＼邋－次－力逡逑＼邋）〔）１—＾逡逑分方式交通網(wǎng)絡逡逑圖３＂４需求網(wǎng)到交通物理網(wǎng)的映射逡逑交通需求包括交通量的需求、交通方式結構的需求和交通空間分布的需求。交通量逡逑的需求就是區(qū)域中的交通產(chǎn)生量和交通吸引量，包括客貨運量以及由交通工具形成的交逡逑通量；交通方式結構的需求就是區(qū)域中的運輸需求所選擇的不同交通運輸方式的比例；逡逑交通空間分布的需求就是在交通網(wǎng)絡上的各條線路所承擔的交通運輸量大小和方向。針逡逑對區(qū)域交通網(wǎng)絡還應重視區(qū)域對外及過境交通的需求，因區(qū)域并不是一個封閉的系統(tǒng)，逡逑不儀有內(nèi)部的交通需求還需要有對外的物質(zhì)、信息交流。區(qū)域在更大范圍中的區(qū)位特征逡逑以及與周邊區(qū)域的經(jīng)濟聯(lián)系都對網(wǎng)絡的形成有很重要的影響。交通需求網(wǎng)絡代表了節(jié)點逡逑之間的交通聯(lián)系，是一種邏輯連接，它的網(wǎng)絡結構表現(xiàn)為完全圖的形式。而由需求網(wǎng)絡逡逑轉換成由各種交通運輸方式的線路、車站等組成的實體網(wǎng)絡后，成為節(jié)點間可視的空間逡逑物理連接

并增加該路徑上的所有路段的信息素。多個媽蟻反復在起點和終點間經(jīng)過的逡逑路段留下信息素，最后選擇信息素足夠多的路段設置連線。經(jīng)過多次迭代，計算比較目逡逑標函數(shù)值，確定網(wǎng)絡布局結果。搜索過程如圖３４所示，圓圈中的數(shù)字表示節(jié)點的編號。逡逑１邐２邐ｎ－ｌ邐ｎ逡逑一０邋？？？邋０邋０逡逑？邋？邋／邋？逡逑０邋Ｏ邋＂Ｇ／邋Ｏ逡逑圖３＞４節(jié)點連線搜索過程示意圖逡逑具體算法步驟如下：逡逑（１）循環(huán)次數(shù)ｈＯ，輸入節(jié)點重要度Ｚ、節(jié)點間的距離Ｌ、路段運行時間／、０Ｄ矩逡逑

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