不确定需求条件下多阶段区域综合交通网络设计的双层规划模型

交通运输系统工程与信息 ›› 2011, Vol. 11 ›› Issue (6): 111-116.

不确定需求条件下多阶段区域综合交通网络设计的双层规划模型

孙强¹，王庆云*^1，2，高咏玲³

1.北京交通大学经济管理学院，北京 100044；2.国家发展和改革委员会国家物资储备局，北京 100824；3.中央财经大学商学院，北京 100081

收稿日期:2011-08-11 修回日期:2011-11-05 出版日期:2011-12-25 发布日期:2012-01-04
作者简介:孙强（1978-），男，黑龙江佳木斯人，博士生.

Multiperiod Bilevel Programming Model for Regional Comprehensive Transport Network Design with Uncertain Demand

SUN Qiang¹, WANG Qing-yun^1,2, GAO Yong-ling³

1.School of Economics and Management, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;2. State Bureau of Material Reserve, National Development and Reform Commission, Beijing 100824, China;3. Business School, Central University of Finance and Economics, Beijing 100081, China

Received:2011-08-11 Revised:2011-11-05 Online:2011-12-25 Published:2012-01-04

摘要/Abstract

摘要： 通过研究多阶段综合交通网络设计问题，本文提出需求不确定条件下双层规划模型.上层规划为在资金预算约束下实现所有需求情景下消费者剩余的最大化，下层规划在上层规划的网络投资决策下，考虑了多种运输方式的协作、流量均衡和能力负荷约束，实现不同需求情景对应的消费者剩余最大化.并通过算例分析对模型和算法的有效性进行验证.与已有的研究相比，本文所建立的模型能够同时优化综合交通网络的最终形态及其建设时序，既考虑了各年度交通基础设施建设与交通需求的协调发展，又体现了交通方式间的协作与平衡发展，为区域综合交通网络的逐步完善提供较好的辅助决策支持.

关键词: 综合交通运输, 综合交通网络设计, 双层规划, 需求不确定, 多阶段

Abstract: By exploring the multistage network design problem of comprehensive transport, the paper proposes a bilevel programming model with uncertain demand. The upper level problem is to maximize the consumer surplus of all demand scenarios with budget constraint. While under the network investment decisions of the upper level problem, the lower level problem is to maximize the consumer surplus of every demand scenario with consideration of the collaborations of transportation modes, traffic load balancing and capacity constraints. Then, a numerical example is given to verify the effectiveness of the model and algorithm. Compared with the existing research, the proposed model can simultaneously optimize the final form of the comprehensive transport network and construction timing. The model considers all the annual coordination between transportation infrastructure construction and demand. It reflects the cooperation and balanced development of transportation modes, and makes the decision support more effective for the gradual improvement of the regional comprehensive transport network.

Key words: integrated transportation, comprehensive transport network design, bilevel programming, uncertain demand, multiperiod

中图分类号:

孙强, 王庆云, 高咏玲. 不确定需求条件下多阶段区域综合交通网络设计的双层规划模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2011, 11(6): 111-116.

SUN Qiang, WANG Qing-Yun, GAO Yong-Ling. Multiperiod Bilevel Programming Model for Regional Comprehensive Transport Network Design with Uncertain Demand[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2011, 11(6): 111-116.

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