[发明专利]一种基于拉格朗日松弛算法的短期预警疏散路径规划方法

权利要求书

1.一种基于拉格朗日松弛算法的短期预警疏散路径规划方法，其特征在于，所述短期预警疏散路径规划方法用于将无车疏散人员的步行信息引入拼车疏散中，解决允许乘客步行情况下的短期预警拼车疏散问题；

所述短期预警疏散路径规划方法包括以下步骤：

S1，根据疏散人员的疏散起点、疏散终点、出发时间窗、到达时间窗和有车疏散人员拥有车辆的车容量，在交通网络中添加所有疏散人员起终点对应的虚拟节点和虚拟路段，确定无车疏散人员的可达节点和有车疏散人员的可行路径，建立三维车辆/步行—时间—空间网络；三维车辆/步行—时间—空间网络包括三维车辆/步行—时间—空间节点集合、依据可行规则构建的连接在车辆/步行—时间—空间节点之间的车辆/步行—时间—空间弧集合以及每条车辆/步行—时间—空间弧的使用成本；

S2，定义二元决策变量其中p∈P，集合P是所有疏散人员集合；(v,u,i,j,t,s)∈Φ，y(p,v,u,i,j,t,s)∈{0,1}，Φ是可行弧集合；以最小化无车疏散人员的总路线成本为目标函数，建立多乘客多司机网络流模型；如果y(p,v,u,i,j,t,s)等于1，则疏散人员p通过方式v在t时刻到达节点i，且通过方式u在s时刻到达节点j；方式v和方式u包括搭载车辆和步行两种方式；

S3，将难约束赋予拉格朗日乘子，松弛到目标函数中得到新的拉格朗日松弛函数，求解以拉格朗日乘子为变量的拉格朗日对偶问题；

S4，使用次梯度法更新拉格朗日乘子；

S5，采用更新后的拉格朗日乘子构建新的车辆/步行—时间—空间网络，求解新的车辆路径问题模型，同时更新搜索步长和迭代次数；

S6，重复步骤S3至步骤S5，直至迭代次数达到预设的迭代次数阈值时，结束循环。

2.根据权利要求1所述的基于拉格朗日松弛算法的短期预警疏散路径规划方法，其特征在于，步骤S1中，在交通网络中添加所有疏散人员起终点对应的虚拟节点和虚拟路段，确定无车疏散人员的可达节点和有车疏散人员的可行路径的过程包括以下步骤：

A11，对于疏散人员p的起点o_p，添加对应的虚拟起点o′_p和路段(o_p,o′_p)，路段(o_p,o′_p)成本为0；对于疏散人员p的终点d_p，添加对应的虚拟起点d′_p和路段(d_p,d′_p)，路段(d_p,d′_p)成本为0；

A12，对于无车疏散人员pr的起点o_pr，如果从o_pr到网络中的实际节点i的最短步行距离小于等于600米，则将节点o_pr和节点i添加到无车疏散人员pr的可行上车点集合H_pr，同时将该最短路径添加到无车疏散人员pr的步行路径集合Walk_pr；其中pr∈PR，集合PR是所有无车疏散人员集合；对于无车疏散人员pr的终点d_pr，如果从网络中的实际节点i到d_pr的最短步行距离小于等于600米，则将节点d_pr和节点i添加到无车疏散人员pr的可行下车点集合X_pr，同时将该最短路径添加到无车疏散人员pr的步行路径集合Walk_pr；最短路距离均采用实际路网距离；

A13，对于有车疏散人员pd，计算从pd的起点o_pd到终点d_pd的最短路径path_pd，长度记为l_pd，其中pd∈PD，集合PD是所有有车疏散人员集合；

A14，对于有车疏散人员pd和无车疏散人员pr，如果网络中的实际节点i∈H_pr而且网络中的实际节点j∈X_pr，则计算从有车疏散人员pd起点o_pd开始，经过节点i和节点j到达终点d_pd的最短路径path，最短路径长度记为l_pr；如果l_pr≤3×l_pd，将路径path_pd和路径path添加到有车疏散人员pd的可行路径集合Feasible_pd。