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《北京交通大学》 2008年
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求解城市交通连续网络设计问题的智能优化算法:比较与分析

杨进  
【摘要】: 设计求解城市交通连续网络设计问题的有效算法是交通研究领域的热点问题之一。本论文在分析和总结现有研究成果的基础上,深入探讨了求解城市交通连续网络设计问题的四种智能优化算法,具体如下: (1)采用双层规划模型来描述固定需求下的城市交通连续网络设计问题,其中上层问题的目标函数为整个网络的总阻抗和总投资额之和,下层问题则是用户平衡配流模型。并运用目前受到较多学者广泛关注的遗传算法、粒子群算法、蚁群算法和模拟退火算法求解该双层规划模型。实验表明,四种智能优化算法均能求解连续网络设计问题,但是由于各个算法的参数设定以及算法结构特性不同,使得求解精度和时间都有较大差异。 (2)采用了灵敏度分析方法分析了不同的参数选择对各个智能优化算法性能的影响,比较了各个参数对结果及时间影响的重要程度,确定了参数的选择原则。实验表明,根据上述分析方法得到的参数选择原则来设定参数的取值,能够大大提高算法的执行效率和收敛精度。 (3)运用混沌时间序列分析方法分析了遗传算法求解过程的复杂程度。实验表明,运用混沌时间序列分析方法分析遗传算法求解过程的复杂程度具有可行性,其中混沌特征量-最大李雅普诺夫指数有效地表征了遗传算法求解过程的复杂程度。此外,通过比较不同规模的网络算例的混沌特征量可知当网络规模增大时,算法的求解过程更加复杂。 (4)文章从定性和定量两个方面分析比较了上述四种智能优化算法求解双层规划模型的差异性。综合考虑各个算法的收敛精度、执行效率等指标可知,粒子群算法较适合于求解城市交通连续网络设计问题,而遗传算法略弱于粒子群算法,蚁群算法虽然收敛精度较高但是所需的搜索时间较长,模拟退火算法则不仅收敛精度较差且搜索时间也最长。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U12

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐丽;城市交通网络设计问题优化研究[D];西南交通大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡金,高自友;求解城市交通连续平衡网络设计问题的混合算法[J];北方交通大学学报;2002年02期
2 张好智;高自友;;求解混合整数双层规划的凸组合算法[J];北京交通大学学报;2005年06期
3 何大阔,王福利,张春梅;基于均匀设计的遗传算法参数设定[J];东北大学学报;2003年05期
4 何大阔,王福利,贾明兴;遗传算法初始种群与操作参数的均匀设计[J];东北大学学报;2005年09期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 章敬东;复杂优化问题中智能算法的分析与集成[D];华南理工大学;2003年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
7 杨文;张志敏;万浩;;一种改进的短期交通流量多步预测模型[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;不规则横浪中船舶大角横摇的非线性动力学分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
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1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 万九文;国际原油海运运费市场波动特征研究[D];大连海事大学;2010年
9 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
10 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
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1 孙丽娟;基于煤矿瓦斯监测数据的煤与瓦斯突出预警技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨龙飞;非线性双层规划的算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 陈善智;基于时间窗口的高速公路交通分析系统研究[D];山东科技大学;2010年
4 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
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6 唐高松;基于Volterra级数模型辨识的旋转机械故障诊断方法研究[D];郑州大学;2010年
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9 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 马敏;船舶电力系统混沌控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡金,高自友;求解城市交通连续平衡网络设计问题的混合算法[J];北方交通大学学报;2002年02期
2 张好智;高自友;;求解混合整数双层规划的凸组合算法[J];北京交通大学学报;2005年06期
3 肖海燕;刘炳全;;一种新的求解离散型交通网络平衡设计问题的算法[J];长春理工大学学报(综合版);2006年04期
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6 张葛祥,李娜,金炜东,胡来招;一种新量子遗传算法及其应用[J];电子学报;2004年03期
7 侯立文,蒋馥;城市道路网络可靠性的研究[J];系统工程;2000年05期
8 李宗平,李冰;城市交通连续平衡网络设计问题的模拟退火算法[J];系统工程;2004年02期
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10 刘炳全;黄崇超;;一种新的离散型网络平衡设计模型与算法[J];系统工程;2008年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张好智;城市道路交通网络设计问题的相关优化模型与算法[D];北京交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈明;量子进化算法研究及应用[D];湖南师范大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庄昌文,范明钰,李春辉,虞厥邦;基于协同工作方式的一种蚁群布线系统[J];半导体学报;1999年05期
2 蔡金,高自友;求解城市交通连续平衡网络设计问题的混合算法[J];北方交通大学学报;2002年02期
3 张好智;高自友;;求解混合整数双层规划的凸组合算法[J];北京交通大学学报;2005年06期
4 陈艳艳,梁颖,杜华兵,刘小明;基于阻塞概率分析的车辆自动导航路线优选模型[J];北京工业大学学报;2003年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李铁柱;城市交通大气环境影响评价及预测技术研究[D];东南大学;2001年
2 许良;基于可靠性分析的城市道路交通网络设计问题研究[D];北京交通大学;2006年
【相似文献】
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10 熊益波;陈剑杰;胡永乐;;混凝土Johnson-Holmquist本构模型灵敏参数的初步确认[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
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6 刘咏梅;基于混沌时间序列分析的测井曲线识别研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 赵渊;大电力系统可靠性评估的灵敏度分析及其校正措施模型研究[D];重庆大学;2004年
8 王凯;自然邻近无网格法的理论与应用研究[D];山东大学;2005年
9 王海英;智能优化算法研究及其在移动机器人相关技术中的应用[D];哈尔滨理工大学;2007年
10 张雪霞;智能优化算法及其在电力系统无功优化中的应用研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨进;求解城市交通连续网络设计问题的智能优化算法:比较与分析[D];北京交通大学;2008年
2 姜成;结构瞬态动力响应及其灵敏度分析的精细积分法[D];大连理工大学;2000年
3 梁海平;智能潮流分析系统的研究与开发[D];华北电力大学(河北);2005年
4 周昊;灵敏度分析在输气干线优化设计中的应用研究[D];西南石油学院;2005年
5 申丽娟;微生物发酵非线性脉冲系统的参数辨识与优化[D];大连理工大学;2006年
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7 叶世顺;电力市场下基于灵敏度因子的日前N-1安全校正[D];湖南大学;2006年
8 陈文艺;公路隧道空气质量模拟与控制[D];长安大学;2006年
9 于澜;线性振动阻尼亏损系统特征向量灵敏度分析快速算法的研究[D];吉林大学;2007年
10 孟开文;集值映射的相依导数及其在参数向量最优化中的应用[D];重庆大学;2007年
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