考虑多目标的城市停车换乘选址优化模型及算法

停车换乘选址问题是城市交通网络设计研究的重点领域,已有研究的优化目标多集中在系统总费用方面,而对交通可持续发展方面考虑不足。为此,提出综合考虑多方面目标的停车换乘设施选址优化模型及其求解算法。首先,基于超网络理论,提出多方式城市交通系统的超网络模型并定义O-D (Origin-destination)间的超路径、有效超路径及子路径,结合出行者出行过程及交通网络拥挤特征,给出超路径费用的数学表达;其次,基于多方式交通网络随机均衡配流结果,构建交通总阻抗、污染物排放量以及交通系统公平性等系统优化指标的计算模型,并建立用以描述停车换乘设施选址问题的多目标优化模型;进而,以多目标系统优化模型为上层问题,以超网络下满足Logit分配的多方式交通网络配流模型为下层问题,构建描述城市多方式交通系统停车换乘设施选址问题的双层规划模型,并基于模型特征,结合“记录-搜索”思想设计非支配排序遗传算法进行求解;最后,基于Sioux Falls网络设计算例。研究结果表明:算法能够在有限的步骤内搜索到90%以上的Pareto最优解;平均而言,停车换乘措施使得交通总阻抗减小了0.31%,污染物排放量减少了7.32%;被优化的3个目标之间无直接关联,说明将停车换乘选址问题建立为多目标模型是必要的。模型与算法可为现实城市中的停车换乘设施选址优化设计提供解决思路。

城市停车换乘设施选址模型

为了引导更多的小汽车出行者在城市中心外围换乘公共交通出行,从P+R合理选址的角度出发,在分析停车换乘选址原则及影响因素的基础上,将换乘需求量最大化和尽量利用已有设施使建设成本最小化作为目标函数,构建了基于轨道交通线网的城市停车换乘设施选址双目标规划模型。模型约束条件引入了出行费用对出行方式选择的影响,并根据模型特点设计了相应的遗传算法。最后通过构造的算例验证了模型的有效性。

基于多方式选择的区域停车换乘设施选址研究

当区域内停车换乘设施布设过于密集时，易造成相邻设施点互相竞争、资源浪费，甚至引发出行效率下降，而既往的研究通常重视换乘需求最大化，忽略了这一现象对选址的影响。文中通过建立嘉定城区的模拟路网，对多种出行方式定义效用函数，运用MATLAB程序进行静态交通分配仿真。得到在不同位置设置换乘设施情况下，出行者选择停车换乘的比例和平均单位距离出行时间。结果表明，停车换乘设施的服务半径为2～5km；当区域内换乘设施由2个增加为3个时，平均单位距离出行时间反而增加约8％。