【《地方公路网络布局优化研究的开题报告文献综述》3500字】

地方公路网络布局优化研究的开题报告文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u20425地方公路网络布局优化研究的开题报告文献综述 1151511.1研究背景及意义 128261.2国内外研究现状 268461.2.1国外研究现状 234621.2.2国内研究现状 3124031.3研究思路、方法 4294511.4研究内容 545021.5数据来源 61.1研究背景及意义近年来，随着西部大开发的不断深入，以及中央对藏区的政策扶持，阿坝县经济社会持续快速发展，国民经济综合实力显著增强，产业结构不断得到调整和优化，城镇人口不断积聚，城镇土地规模不断扩大。根据《阿坝县城市总体规划（2011-2030）》，未来阿坝县建成区规模将进一步扩大，达到6平方公里，城镇人口规模进一步提高，达到5万人以上，城市交通出行需求特征将发生显著变化，城市交通出行空间距离加大，城市发展对交通系统服务水平的依赖进一步提高。而公路作为运输体系中的重要交通设施，在人们生活，出行等发挥了重要作用，既满足了本地区出行的需要，同时又加强了与外界的交流强度，有利于经济与工农业生产健康发展。由此可见，作为社会经济系统交通基础设施的重要组成部分，公路网建设对人民生活，区域型经济发展具有重要意义。在此背景下，实现阿坝县综合交通运输体系提档升级，资源优化配置、经济社会与交通运输的协调发展将是阿坝县交通未来面临的挑战。因此在阿坝县经济社会发展的实际情况需要之上，应该科学规划交通运输发展战略，全局统筹境内铁路、公路交通协调发展，全面推动阿坝县经济社会与交通运输又好又快、科学持续发展，为阿坝县构建西北交通节点城市、打造西北三省结合部现代商贸物流中心，实现经济社会快速、协调、可持续发展奠定坚实基础。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状通过对国外文献的筛选，选读了相关文章并总结如下：1.Antunes学者提出了一种基于可达性最大化的城际路网长期规划方法[1]。该方法基于非线性组合优化模型，采用两种启发式算法分别基于局部搜索和模拟退火原理求解该模型。启发式算法的效率在涉及10、20和40节点网络的测试问题样本上进行了评估。该方法被用于分析葡萄牙主要道路网络正在进行的转型，结果表明，该模型在城市路网长期规划中取得了一定成效。2.Scaparra学者提出了一个农村道路网设计模型[2]，该模型涉及两个目标：最大化区域内村庄道路连通性和最大化路线效率，同时在一些可能的道路项目中分配固定的预算。对于这样的双准则优化问题，通过贪婪随机自适应搜索方法(GRASP)和路径再链接方法进行启发式求解。结果表明，该方法优于GRASP和带有路径再链接的直接形式的GRASP。对于可以验证最优性的小问题实例，这种带有路径重新链接的新修改形式的GRASP最优地解决了除一个已知实例之外的所有实例。3.Cantarella学者采用基于遗传算法的启发式多准则技术对城市网络设计进行了分析，优化了网络布局和链路容量(链路布局和交通灯)[3]。同时针对用户、非用户和公共系统管理员包含了不同的优化标准，并且该方法已应用于试验和实际运输系统中。4.Russo提出并应用了一种对网络设计问题进行系统分类和减少不同可能解决方案数量的方法[4]。为了选择解决方案和识别潜在的最优网络布局，通过定义一个拓扑相似性度量，然后通过应用聚类分析来实现。通过利用与解决方案拓扑相关的“集群”形成，以及与标准值相关的“最佳”解决方案提取，解决现有的多标准NDP和其他网络问题。同时将该方法应用于测试系统和意大利两个城镇的不同实际网络，证明了其方法的合理性和可行性。5.Miandoabchi学者研究了具有公交和轿车两种模式的双模式离散城市路网设计问题[5]。以消费者剩余最大化和公交模式需求份额最大化为目标采用模式分割/分配模型获得确定性用户平衡状态下的车流和公交流。同时提出了一种新的路网设计问题，即将路网设计决策与公交网络决策相结合，并将其表述为一个有平衡约束的数学程序，提出了一种粒子群优化算法和模拟退火算法的混合算法、和谐搜索算法和模拟退火算法的混合算法来解决该问题。6.CiprianiE学者提出了一种方法，以支持道路交通系统的设计。通过定义一个需求固定的路网设计问题，并以设计变量代表路网连接上的街道方向和车道状况，从而进行求解[6]。该方法主要分为两个阶段:第一阶段，旨在缩小解的搜索空间;第二阶段关于优化程序。后者采用了一种基于遗传算法的启发式方法。该程序最初已在罗马市的一个子网络(上进行测试，随后应用于布林迪西市，都有不错的成果。1.2.2国内研究现状根据对国内文献的检索和阅读，对国内学者在公路网布局优化上的成就总结如下：2003年，陈艳艳、梁颖、刘小明学者在公路网投资条件约束下，以路网整体最优为目标建立模型，并采用正交枚举的方法对路网进行布局设计优化，大大减少了计算量，并且得到了合理的路网布局方案[7]。2007年，李娟学者提出了重要度在路网布局优化中的应用，通过对节点、路线重要度的计算，构建了以路线重要度和路线向量角为节点权值的完全图式初始道路网络，再利用边删除法将不满足重要度和向量角条件的边删除，进而得到最优的道路布局[8]。2007年，张敏江、孙菲、房明学者通过对原有节点重要度模型进行改进，构建了城市群公路网布局动态优化数学模型，并以辽宁中部城市群组成的交通网络为例，利用梯形算法分析了模型和算法的可行性。该模型尤其适合求解大规模公路网优化问题[9]。2009年，王继峰、陆化普学者在公路网布局优化问题中引入了“可达性”概念，由此建立了多目标双层优化模型。同时设计了基于Pareto最优的求解步骤，并借助进化算法求解验证了上层目标函数之间的trade-off关系。通过对北部湾区域公路网的规划布局，分析验证了该方法的合理性[10]。2013年，崔德赛学者在深入分析承德市社会经济和交通运输现状基础上，建立了合理评价指标体系，对承德市农村公路网现状进行定量分析评价，并找出了主要矛盾。以节点、路线的等级划分为基础提出路网布局优化及公路分期建设的可行方案，并对方案进行了评价，验证了其方法的正确性[11]。2016年，马书红、胡美芳、葛永、汤薛艳学者将潜力模型和经济势理论相结合构建了节点优势度模型，并利用叠层路网最优树和空间连通圆理论对模型进行求解。通过在实际干线公路网布局优化中的实践应用证明了该方法在理论和实践上的正确性和可操作性[12]。2017年，吴昂、吕玉华学者对我国公路网现状的分析，提出了公路布局规划的理论思想，包括确定节点体系、分析重要节点、确定交通需求分布和确定公路网布局。同时阐述了在确定公路网布局时，可以依据“树形分布”来确定系统布局，再依据实地考察调整线路[13]。2018年，陈德琳学者在分析思考旅游资源可达性的公路网络布局优化基础上，双层规划模型，确定以公路建设费用最省、路网交通阻抗最小、旅游需求最大、旅游可达性最优和用户出行最优的多目标优化模型。采用线性加权和法将双层规划模型转化为单目标优化模型，并引入遗传算法进行求解。最后以黑龙江省路网优化布局为例，来验证该模型的合理性和可操作性[14]。2019年，杨沙、郭栋、王娟、孙峰学者从路网规划的原则着手，对公路网布局方法进行了深入分析，提出了一种基于现有布局方法的联合布局法。并采用该方法对山东德州禹城市进行了公路网规划布局及优化[15]。2020年，杨沙、李帅学者通过总结常用的公路网布局方法，提出了节点重要度-经济-交通区位关联布局法。通过计算节点重要度和经济关联度确定路网布局初始方案，再根据交通区位法对路网进行优化布局。并将此方法用于临朐县公路规划实践，验证了算法的可行性和科学性[16]。1.3研究思路、方法根据对国内外研究现状的涉猎和总结，本文在基于对阿坝县社会经济、交通需求和公路网现状的了解分析之上，通过节点选择、节点重要度计算，路线重要度的计算，建立目标函数和约束条件，利用最优树问题的解决算法，对路网的主体框架进行架设。再根据路网评价结果、社会经济预测、交通需求预测以及自然因素等，对路网的框架进行调整（包括线路调整、路网等级结构优化），终来确定路网的布局方案。具体流程图如下所示。图4-1阿坝县路网布局方案流程图1.4研究内容本次研究的课题核心为公路网布局优化，对于阿坝县来说，其交通需求主要由公路运输来实现，而阿坝县作为国家重点关注的少数名族自治县，其社会经济实力需要发展，因此基于研究思路和方法，对于此次阿坝县公路网布局优化工作，应做如下主要工作：（1）阿坝县公路网现状分析及评价—通过对阿坝县现状的了解，建立评价体系，再通过对各指标权重分配进而依据评分标准对其数学评价；（2）阿坝县社会经济分析及发展预测—通过对阿坝县人口和历年GDP数据的分析，分别采用多种预测方法进行预测；（3）阿坝县公路网交通需求、发展规模预测—基于对人口和GDP的预测，并以