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高速公路运营集中管理中心站选址模型研究

谭倩倩  
【摘要】:规模化营运管理的高速公路集中管理模式出现,不仅提高了营运管理效率,而且节约了运营期成本。中心站作为该模式实现“集中”的载体,是集中管理模式实现高效率、低成本的前提;科学合理的中心站选址是展现中心站优势的保证。但是目前专门针对集中管理中心站选址考量因素与决策模型的研究极少。因此,本文在分析高速公路运营集中管理中心站功能及特殊性的基础上,构建中心站选址双层规划模型,并设计其算法求解。主要研究包括:第一,在综述大量文献的基础上,界定了集中管理中心站内涵,并对其规模和功能进行定位;分析了集中管理中心站选址特殊性;通过将集中管理中心站选址与收费站、运营管理机构选址进行比较分析,凝练出中心站选址决策因素,包括成本因素、环境因素,以及通勤满意度因素。第二,将中心站选址决策中的成本、通勤满意度因素进行量化;构建了中心站选址双层规划模型,上层模型以成本最小为目标,下层模型以通勤满意度最合理为目标;该模型比较贴切地反应了集中管理中心站选址过程中成本和通勤满意度之间的均衡过程。第三,针对本文建立的双层规划模型中上层可行解相对较少特点,通过构造拉格朗日函数,将构建的复杂双层规划转化为单层规划;并设计离散微粒群优化算法,通过对模型进行求解,可得到中心站选址最优解。第四,模型及其求解算法应用。H公司管理的高速公路中心站选址所需数据搜集,运用Matlab工具箱编制模型求解程序,通过运算得到最优选址方案,该方案与实际的中心站建址相符。结果表明,本文建立的双层规划模型能较有效适用于高速公路运营集中管理中心站选址。


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