考虑路段恢复差异的道路网络恢复决策优化

U113; 现有路网恢复决策研究忽略了不同路段恢复速度和恢复程度差异对于路网恢复效果的影响.针对该问题,首先构建基于路段阻抗容忍度的路网连通性指标,以开展路段通行能力部分恢复情况下的路网性能评价;然后,以加权路网性能韧性和恢复速度韧性为优化目标,构建应急恢复决策双层优化模型,在确定待恢复路段的最优集合及恢复时序的同时,通过路段层面的资源分配与预算分配获得待恢复路段的恢复程度和恢复速度;最后,基于传统并行机调度问题遗传算法,构建新型编译码方法求解上层模型,基于Frank-Wolfe算法求解下层模型.基于贵州省区域高速公路网数据,对上述模型和算法进行了验证和分析.结果表明:在一定的资源和预算约束下...

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Bibliographic Details
Published in上海交通大学学报 Vol. 58; no. 7; pp. 1118 - 1129
Main Authors 路庆昌, 刘鹏, 秦汉, 徐鹏程
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 长安大学电子与控制工程学院,西安 710064 28.07.2024
Subjects
genetic algorithm
遗传算法
双层规划模型
road traffic network
网络韧性
bi-level programming model
恢复决策优化
network re-silience
道路交通网络
recovery decision optimization
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Summary:U113; 现有路网恢复决策研究忽略了不同路段恢复速度和恢复程度差异对于路网恢复效果的影响.针对该问题,首先构建基于路段阻抗容忍度的路网连通性指标,以开展路段通行能力部分恢复情况下的路网性能评价;然后,以加权路网性能韧性和恢复速度韧性为优化目标,构建应急恢复决策双层优化模型,在确定待恢复路段的最优集合及恢复时序的同时,通过路段层面的资源分配与预算分配获得待恢复路段的恢复程度和恢复速度;最后,基于传统并行机调度问题遗传算法,构建新型编译码方法求解上层模型,基于Frank-Wolfe算法求解下层模型.基于贵州省区域高速公路网数据,对上述模型和算法进行了验证和分析.结果表明:在一定的资源和预算约束下,考虑路段恢复程度差异可提高32.62％的路网性能韧性,考虑路段恢复速度差异可提高10.17％的路网性能韧性.敏感性分析表明:考虑路段恢复速度差异可以提高增加恢复资源数量对于路网性能韧性、恢复速度韧性和加权韧性提升的边际效益,分别为12.69％、5.47％和22.93％.考虑路段恢复程度差异有助于平衡恢复预算增加导致的路网性能韧性的提高和恢复速度韧性的降低,保障路网恢复效果.因此考虑不同路段恢复差异对于路网恢复决策制定有重要意义.
ISSN:1006-2467
DOI:10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.031