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        高速公路基本路段交通運行狀態(tài)評價

        2013-10-17 01:01:40郎海鵬付靜靜
        交通科技與經(jīng)濟 2013年3期
        關(guān)鍵詞:占有率車速路段

        郎海鵬,付靜靜

        (1.山西省交通科學(xué)研究院,山西 太原 030006;2.長安大學(xué) 公路學(xué)院,陜西 西安 710064)

        迄今為止,高速公路交通運行狀態(tài)在國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的定義,根據(jù)國內(nèi)外學(xué)者研究現(xiàn)狀,在不同的道路狀況下駕駛員對于交通運行狀態(tài)的心里感受是不同的,從客觀上來解釋,即交通流特征參數(shù)隨著交通運行狀態(tài)的變化而變化?,F(xiàn)在比較通用的是采用美國《道路通行能力手冊》中提出的服務(wù)水平來判定交通運行狀態(tài),并采用模糊的語言如“優(yōu)”、“良”、“一般”、“較差”、“差”等對交通運行狀態(tài)進行定性描述。

        1 評價指標(biāo)分析

        高速公路交通系統(tǒng)是一個非線性、多維數(shù)、復(fù)雜可變的大系統(tǒng),影響因素繁多,因此,傳統(tǒng)的根據(jù)單一指標(biāo)衡量高速公路交通運行狀態(tài)的方法不夠全面。例如,相同的交通流量往往對應(yīng)著完全不同的交通運行狀態(tài)。因此,應(yīng)該采用多個指標(biāo)進行全面科學(xué)的評價。

        1.1 飽和度

        對于已有的高速公路而言,其通行能力是固定的,飽和度是實際交通量與通行能力的比值,能準(zhǔn)確的反映高速公路的負(fù)荷和擁擠狀態(tài),因此,將它作為高速公路基本路段交通運行狀態(tài)的評價指標(biāo)之一。

        參考美國《道路通行能力手冊》、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2003)及相關(guān)研究所的研究成果,給出基于飽和度的高速公路基本路段交通運行狀態(tài)分級標(biāo)準(zhǔn),如表1所示。

        表1 基于飽和度的高速公路基本路段運行狀態(tài)分級標(biāo)準(zhǔn)

        1.2 車速

        當(dāng)有不良運行狀態(tài)產(chǎn)生時,車速在反應(yīng)交通變化上最為迅速和敏感,如果車速明顯低于正常值時,表明該基本路段的交通處于擁擠狀態(tài)。結(jié)合國內(nèi)相關(guān)研究,并參考相關(guān)車速調(diào)查數(shù)據(jù)來確定基于車速的高速公路基本路段交通運行狀態(tài)的分級標(biāo)準(zhǔn),如表2所示。

        表2 基于車速的高速公路基本路段交通運行狀態(tài)分級標(biāo)準(zhǔn)

        1.3 空間占有率

        據(jù)調(diào)查經(jīng)驗,當(dāng)超音波檢測器檢測到的空間占有率上升到15%~25%時,高速公路上就會發(fā)生交通擁擠。因此,空間占有率對確定交通瓶頸和交通擁擠的地點具有指導(dǎo)作用,采用空間占有率作為評判標(biāo)準(zhǔn)之一能較好的判斷高速公路基本路段交通運行狀態(tài)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)確定基于空間占有率的高速公路基本路段交通運行狀態(tài)分級標(biāo)準(zhǔn),如表3所示。

        表3 基于空間占有率的高速公路基本路段交通運行狀態(tài)分組標(biāo)準(zhǔn)

        2 模糊綜合評價法

        模糊綜合評價法最早由我國學(xué)者汪培莊提出的,是模糊數(shù)學(xué)的一種具體應(yīng)用,具有數(shù)學(xué)模型簡單的優(yōu)點,對多因素、多層次復(fù)雜問題評價效果較好,成為近年來應(yīng)用較多的評價方法之一。

        2.1 模糊綜合評價的基本步驟

        1)建立高速公路基本路段交通運行狀態(tài)評價指標(biāo)集U={X,Y,Z},其中X代表飽和度,Y代表車速,Z代表空間占有率。

        2)建立高速公路基本路段交通運行狀態(tài)評價集V={v1,v2,v3,v4,v5},其中v1代表高速公路基本路段交通運行狀態(tài)處于“優(yōu)”,v2代表狀態(tài)“良”,v3代表狀態(tài)“一般”,v4代表狀態(tài)“較差”,v5代表狀態(tài)“差”。

        3)建立高速公路基本路段交通運行狀態(tài)單指標(biāo)評價。如建立一個從U到X的模糊映射,此時指標(biāo)集中的每個指標(biāo)u與X,Y,Z的笛卡爾乘積X×中的元素(x,y,z)對應(yīng),則單指標(biāo)評價矩陣為R,R,R=[R1,R2,R3]T,即R1=(r11,r12,r13,r14,r15),R2=(r21,r22,r23,r24,r25),R3=(r31,r32,r33,r34,r35),R1表示飽和度相對于狀態(tài)優(yōu)、良、一般、較差、差的隸屬度,R2表示車速相對于狀態(tài)優(yōu)、良、一般、較差、差的隸屬度,R3表示空間占有率相對于狀態(tài)優(yōu)、良、一般、較差、差的隸屬度。評價矩陣為

        4)建立與指標(biāo)相對應(yīng)的權(quán)重集。在模糊數(shù)學(xué)綜合函數(shù)的基礎(chǔ)上建立模糊集W=[w1,w2,w3]來表示每個指標(biāo)的權(quán)重,常用的模糊綜合函數(shù)有幾何平均值、加權(quán)平均值、單因素決定性及多因素突出性。本文選擇加權(quán)平均型,則w1代表飽和度所占的比重,w2代表車速所占的比重,w3代表空間占有率所占的比重,并滿足w1>0,w2>0,w3>0和w1+w2+w3=1兩個約束條件。

        5)建立高速公路基本路段交通運行狀態(tài)多指標(biāo)綜合評價集B

        式中:“∧”為取大運算,“∨”為取小運算。其中b1,b2,b3,b4,b5分別為高速公路基本路段處于“優(yōu)”、“良”、“一般”、“較差”、“差”狀態(tài)的重要程度,max{b1,b2,b3,b4,b5}為評價的最終結(jié)果。

        2.2 確定隸屬度函數(shù)

        隸屬度函數(shù)的確定對于建立模糊綜合評價模型來說至關(guān)重要,本文選取線性分析法,具體操作步驟為:確定一個連續(xù)的值域區(qū)間內(nèi)具有分界效果的點,將某個指標(biāo)的實際數(shù)值通過線性內(nèi)插公式進行計算,即可得到其隸屬度。例如,評價指標(biāo)為空間占有率z,其隸屬度函數(shù)為g(z),對各交通運行狀態(tài)評價集的隸屬度為g1(z),g2(z),g3(z),g4(z),g5(z)

        4 結(jié)束語

        在本文中研究了一個供應(yīng)商和制造商的供應(yīng)鏈中的分級協(xié)調(diào)機制問題。根據(jù)其模型,運用模擬退火算法,提出求解該問題的一種求解方法。通過運用c++對該問題進行了求解,得到了接近最優(yōu)解的生產(chǎn)總成本最小,供應(yīng)總利潤最大的解,最后的算例證明了針對供應(yīng)鏈角色,模擬退火算法是一種高效算法。但是,兩個模型僅僅提供了解決在確定條件下供應(yīng)商和生產(chǎn)商之間關(guān)系的框架,為了解決更廣泛的問題,并求得更精確的解,還需對模型添加相應(yīng)的決策變量和約束條件,或考慮有關(guān)模糊條件下的建模。

        [1]林勇,馬士華.供應(yīng)鏈管理[M].北京:高等教育出版社,2003.

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