[發(fā)明專利]用于可持續(xù)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的多屬性決策軟件

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910627204.0
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110457012A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林宏志;趙宇軒
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F8/20
• 分類號: G06F8/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明使用R語言實(shí)現(xiàn)了一種用于可持續(xù)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的多屬性決策軟件。首先上層政策制定者使用Dirichlet分布生成多種可行的設(shè)計(jì)方案。然后，下層出行者對于每種可行方案作出一系列的行為反應(yīng)，這是一個(gè)帶有反饋機(jī)制的四階段順序模型。該下層的反饋過程可以收斂到交通系統(tǒng)均衡，這種均衡結(jié)果又進(jìn)一步反饋到上層，以測度交通網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)、安全等多個(gè)屬性。最后，對于每個(gè)方案計(jì)算出多個(gè)屬性值后，采用多屬性決策方法確定最優(yōu)的可行方案。由于采用了開源免費(fèi)的R語言，本軟件易于操作和傳播。本發(fā)明對于給定交通基礎(chǔ)設(shè)施投資預(yù)算的情況下設(shè)計(jì)可持續(xù)的交通網(wǎng)絡(luò)十分有用。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明采用R語言編寫了一種用于可持續(xù)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的多屬性決策軟件，屬于交通工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

交通系統(tǒng)在可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此，可持續(xù)城市交通最近已成為一個(gè)重要的研宄領(lǐng)域?？沙掷m(xù)交通系統(tǒng)通常以三個(gè)方面為特征：經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)。然而，現(xiàn)有的交通研究只關(guān)注一個(gè)或最多兩個(gè)維度^[1]。僅有少部分的研究同時(shí)考慮到所有三個(gè)維度。需要注意的是，在三個(gè)維度的每個(gè)維度下可能會(huì)有多種測量方法。例如，經(jīng)濟(jì)維度除了系統(tǒng)的總出行時(shí)間之外，還可以包括消費(fèi)者剩余，網(wǎng)絡(luò)備用能力，總投資成本，總收費(fèi)收入等。此外，安全也是可持續(xù)性的重要指標(biāo)。然而，它在可持續(xù)交通中被忽視了很長一段時(shí)間，這是非常奇怪的。事實(shí)上，交通安全受到交通系統(tǒng)各個(gè)階段的影響，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營?？紤]到交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)對形成交通系統(tǒng)的深刻影響，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分重視交通安全。所謂主動(dòng)交通安全規(guī)劃就是指在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)階段的交通安全審查，以提前提高交通系統(tǒng)的安全水平。鑒于交通安全對可持續(xù)發(fā)展的重要性，本軟件將其視為可持續(xù)交通的第四個(gè)維度并納入到綜合評價(jià)中。

雖然對一個(gè)或兩個(gè)維度進(jìn)行了廣泛的研宄，但很少有人討論三個(gè)維度，更不用說四個(gè)維度。由于有許多關(guān)于兩個(gè)可持續(xù)維度的研宄，因此這里沒有對它們進(jìn)行回顧，只總結(jié)了對三個(gè)維度的研究。Chen和Xu^[2]在交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題的雙層目標(biāo)規(guī)劃框架中考慮了三個(gè)目標(biāo)：效率、環(huán)境和公平。其中，公平是一種主要的社會(huì)維度測度方法。Yin等^[3]提出了一個(gè)雙層目標(biāo)規(guī)劃模型，以解決道路收費(fèi)定價(jià)和通行能力投資問題，其中考慮了以下三個(gè)維度：經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和公平。Feng和Timmermans^[4]在環(huán)境容量約束下處理了機(jī)動(dòng)性和公平性之間的取舍。Li和Ge^[5]提出了一種用于交通信號配時(shí)設(shè)計(jì)的雙層規(guī)劃模型，其中上層是一個(gè)具有公平約束的多目標(biāo)規(guī)劃問題，即最大化網(wǎng)絡(luò)備用能力并最小化總交通排放。Szeto等^[1]也提出了一個(gè)多目標(biāo)雙層優(yōu)化模型，以考慮道路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的三個(gè)維度，包括經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)。Wang等^[6]提出了一個(gè)具有隨機(jī)需求的可持續(xù)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的雙層規(guī)劃模型，其中上層是最大化網(wǎng)絡(luò)備用能力問題，并帶有排放和公平的機(jī)會(huì)約束。Sun等^[7]提出一個(gè)多目標(biāo)雙層規(guī)劃模型，以確定在效率、環(huán)境和公平方面的最佳擁堵定價(jià)。

與可持續(xù)交通的傳統(tǒng)的三個(gè)維度相比，安全性很少被考慮進(jìn)來。Yang等^[8]提出了一種雙層規(guī)劃模型，通過路段速度限制設(shè)計(jì)出有效、安全和環(huán)保的交通系統(tǒng)。Haas和Bekhor^[9]構(gòu)建了一個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的雙目標(biāo)雙層規(guī)劃模型，用于最小化系統(tǒng)總出行時(shí)間和最大化道路安全水平。其中，安全性能表現(xiàn)是一個(gè)負(fù)二項(xiàng)式模型，其側(cè)重于對路段上交通事故數(shù)的估計(jì)。Possel等^[10]定義一個(gè)用于交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題的多目標(biāo)雙層優(yōu)化模型，以最小化交通尾氣排放、交通事故總數(shù)和總出行時(shí)間。文中對于每種類型的路段都有一定的事故率，將事故率乘以一天內(nèi)路段上行駛的車輛總里程數(shù)(VMT)即可得到該路段的交通事故數(shù)。對此數(shù)值在所有路段上求和，即可確定交通網(wǎng)絡(luò)的安全級別。