[发明专利]基于交通日变特征的城市道路施工顺序优化方法

权利要求书

1.一种基于交通日变特征的城市道路施工顺序优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、初始化日变交通分配模型及遗传算法所涉及到的参数；

步骤二、产生满足初始种群数量要求的初始可行解：

采用基于自然数编码遗传方式对每个施工区分别编号，并且用0作为不同施工队任务的分界线，用一条染色体表示一个可行解；

步骤三、计算可行解的适应度：确定种群中每一可行解对应的施工阶段情况，并采用日变交通分配模型计算出每一可行解对应的日变交通量，进一步获得网络总阻抗增加量，取目标函数的倒数作为适应度函数，其中：

计算网络总阻抗增加量的方法为：

(1)确定基于交通日变特征的城市道路施工顺序优化模型的目标函数：

(2)确定目标函数的约束条件：

条件一、

条件二、

条件三、

条件四、

条件五、

条件六、

条件七、

条件八、

其中，P(j)表示施工顺序j引起的网络总阻抗增加量；i表示第i个施工阶段；t_i表示第i个施工阶段中的第t天；T_i为第i个施工阶段的施工周期；TD表示最长施工周期；E为施工完成后达到平衡状态时所需的天数；为第i个施工阶段中第t天时路段流量向量；为第i个施工阶段中第t-1天时路段流量向量；为第i个施工阶段中第t天的路段流量方向向量；x₀表示施工开始前路段流量向量；c(·)为路段阻抗向量；d_r,s表示OD对r,s之间的交通需求；表示在第i个施工阶段中第t天时，连接OD对r,s之间路径k的流量；表示施工开始前连接OD对r,s之间路径k的流量；表示如果路段a在连接OD对r,s之间的路径k上，其取值为1，否则为0；

步骤四、判断实际迭代次数是否满足设定的迭代次数要求，如果满足，则产生最优解，停止计算；若不满足，则进入步骤五；

步骤五、产生新的可行解，然后返回步骤三。

2.根据权利要求1所述的基于交通日变特征的城市道路施工顺序优化方法，其特征在于：所述参数包括道路的几何拓扑结构、通行能力、自由行驶时间、OD对数量及相应的交通需求、施工区位置、迭代步长、相关系数、初始种群数量、迭代次数、交叉概率以及变异概率。

3.根据权利要求2所述的基于交通日变特征的城市道路施工顺序优化方法，其特征在于：所述日变交通分配模型为：

x^t+1＝x^t+α·(y^t+1-x^t)

式中，α(0α≤1)为步长；x^t为第t天时的路段流量向量；x^t+1为第t+1天时的路段流量向量；y^t+1为第t+1天时路段流量变化方向的向量，通过如下公式求解得到：

minλc(x^t)'y^t+1+(1-λ)D(x^t,y^t+1)

式中，λ为正的比例参数，且0λ1；c(x^t)为路段阻抗向量；D(x^t,y^t+1)为当前路段流量向量x^t与目标流量向量y^t+1的距离，采用如下公式计算得到：

式中，a表示某一路段；L表示路段集合；表示第t天时路段a的流量；表示决定第t+1天时路段a流量变化的方向流量；c_a(w)表示路段a的阻抗函数。