干线公路管理站选址双层规划模型与算法

交通运输系统工程与信息 ›› 2016, Vol. 16 ›› Issue (3): 207-213.

干线公路管理站选址双层规划模型与算法

程学庆*^a,b ，贾江涛^a，李月^a，刘星文^a

西南交通大学a. 交通运输与物流学院；b. 综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室，成都610031

收稿日期:2015-11-03 修回日期:2016-01-04 出版日期:2016-06-25 发布日期:2016-06-27
作者简介:程学庆（1978-），男，江苏连云港人，副教授，博士.
基金资助:
国家自然科学基金面上项目/National Natural Science Foundation of China(51278429).

Bi-level Programming and Algorithm on the Location of Arterial Highway Management Station

CHENG Xue-qing^a,b, JIA Jiang-tao^a, LI Yue^a, LIU Xing-wen^a

a. School of Transportation and Logistics; b. National United Engineering Laboratory of Integrated and Intelligent Transportation, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China

Received:2015-11-03 Revised:2016-01-04 Online:2016-06-25 Published:2016-06-27

摘要/Abstract

摘要：

干线公路管理站的合理选址对提高公路灾害的反应速度，以及救援物资的运输效率具有重要的意义.在充分考虑干线公路管理站的功能和本质属性的基础上，借助合理的模型假设，建立了以公路管理站与物资需求地点总加权距离最小为上层目标，以物资运输车队运行时间最短为下层目标的双层规划模型.针对该双层规划模型，基于线性拉伸方法改进后的遗传算法设计了求解步骤.以某区域内干线公路为例，根据养护及应急历史数据选取了14 个物资需求点、8 个公路管理站候选点，通过MATLAB编程最终计算得出公路管理站的选址方案，验证该模型与算法的可行性.

关键词: 公路运输, 管理站选址规划, 双层规划模型, 干线公路管理站, 灾害救援

Abstract:

Reasonable location of arterial highway management station is important to improve disaster response speed and transport efficiency of relief supplies. Taking into full account the function and nature of the arterial highway management station, with the rational model assumes, the paper established a bi- level programming model including total weighted minimum distance of road management station and the locations of material demand as the upper target while materials transportation fleet shortest running time as the lower target. Improved genetic algorithm based on linear stretching method is designed to solve the bilevel programming model. In an example of arterial highway in the region, according to historical data and emergency conservation, the paper selects 14 material needs points and 8 management station candidate points. Finally, it obtains the management stations sitting plan and verifies the feasibility of the model and algorithm by MATLAB programming.

Key words: highway transportation, station site planning, bi-level programming model, the main highway station, disaster relief

中图分类号:

U491

程学庆,贾江涛，李月，刘星文. 干线公路管理站选址双层规划模型与算法[J]. 交通运输系统工程与信息, 2016, 16(3): 207-213.

CHENG Xue-qing, JIA Jiang-tao, LI Yue, LIU Xing-wen. Bi-level Programming and Algorithm on the Location of Arterial Highway Management Station[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2016, 16(3): 207-213.

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参考文献

[1] 姜红宇. 高速公路交通事故应急管理体系优化研究[D]. 西安：长安大学，2010. [JIANG H Y. Study on optimizing the emergeney management system about highway traffie aceident[D]. Xi'an：Chang'an University, 2010.]

[2] 禹书清，郭学勇，甄伟超. 高速公路服务区设计方案的模糊优选模型及其应用[J]. 公路交通科技，2010(12): 11-12. [YU S Q, GUO X Y, CHEN W C. Fuzzy optimization model of highway service area design scheme and its application[J]. Highway and Transportation Research, 2010(12): 11-12.]

[3] TORO-DÍAZ H, MAYORGA M E, CHANTA S, et al. Joint location and dispatching decisions for emergency medical services[J]. Computers & Industrial Engineering, 2013, 64(4): 917-928.

[4] 王旭，尚云龙. 高速公路服务区的物流节点探讨[J]. 物流科技，2013(12): 40-41. [WANG X, SHANG Y L. Research on logistics nodes of service area of highway [J]. Logistics Technology, 2013(12): 40-41.]

[5] 王军，艾云飞，王美蓉. 基于双层规划的竞争性选址问题研究[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) ， 2013(5): 970-973. [WANG J, AI Y F, WANG M R. Study the competitive location problems based on the brlevel programming model[J]. Journal of Wuhan University of Technology (Transportation Scicncc g- Engineering), 2013, (5): 970-973.]

[6] 段刚，陈莉，李引珍，等. 物流配送中心选址双层规划模型与算法[J]. 交通运输系统工程与信息， 2011,11(1): 127-128. [DUAN G, CHEN L, LI Y Z. Bi-level programming model and alorithn on location of logistics distribution center[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2011 11(1): 127-128.]

[7] XIAO J H, HOU Y X. Large-scale emergency facility location model and algorithm[J]. Computer Engineering and Applications, 2013(8): 67-71,104.

[8] 夏晓梅，何继平，范炳全. 停车设施的双层规划选址模型[J]. 数学的实践与认识，2011(41)：24-26. [XIAO X M, HE J P, FANG B Q. Bi- level planning model for parking facilities location[J]. Mathematics in Practice and Theory, 2011(41): 24-26.]

[9] 张兵，邓卫. 经济圈交通枢纽选址模型与算法研究[J]. 交通运输系统工程与信息，2010, 10(4): 155-160. [ZHANG B, DENG W. Location model of transport junction in economic circle and its algorithm[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2010, 10(4): 155-160.]

[10] 胡丹. 重大灾害条件下应急物资储备库选址研究[D]. 长春：吉林大学，2012. [HU D. Study on emergency material storage locations under conditions of a major disaster[D]. Changchun : Jilin University, 2012.]

[11] 王凌. 智能优化算法及其应用[M]. 北京：清华大学出版社，2004. [WANG L. Intelligent optimization algorithm and its application[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004.]

[1]	王宁, 张佳蕊, 赵姣. 城际零担货运平台车辆路径问题研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(2): 163-177.
[2]	谭二龙, 李宏海, 钟厚岳, 霍恩泽, 马晓磊. 基于轨迹数据的货车自发编队节油潜力估计[J]. 交通运输系统工程与信息, 2022, 22(1): 74-84.
[3]	贾术艳, 宋雨童, 杨紫都. 基于生长曲线函数的货车运营环节碳达峰研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(6): 310-318.
[4]	甘蜜, 卿三东, 刘晓波, 李丹丹. 货车轨迹数据在公路货运系统中应用研究综述[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(5): 91-101.
[5]	李根, 翟伟, 朱兴贝, 杨晟, 邬岚. 侧向碰撞风险对交织区汇合行为的影响[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(4): 204-210.
[6]	李桃迎，王婷，张羽琪. 考虑多特征的高速公路交通流预测模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(3): 101-111.
[7]	袁方，杨轸，周雄峰. 双车道公路弯道半径及回旋线长度对转向行为的影响[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(1): 116-123.
[8]	胡立伟，何越人，李耀平，孟玲，殷秀芬. 基于人工免疫机制的营运货车运行风险评价研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(1): 149-155.
[9]	戢晓峰，吴亚欣，郝京京，房锐，胡澄宇. 平纵组合路段事故严重程度致因辨识模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(6): 197-204.
[10]	程颖，张佳乐，张少君，郭继孚，张达. 大型货运车辆生态驾驶及节油潜力评估[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(6): 253-258.
[11]	段莉珍，栾庆熊，赵鑫. 区域路网货物运输量统计方法改进[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(4): 28-33.
[12]	李兴华，张昕源，成诚，杨超，王洧. 考虑移步需求的无桩型共享单车动态调度研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(3): 182-189.
[13]	刘昱，吴志新，李孟良，于晗正男，汪洋，贺可勋，安晓盼. 中国乘用车工况构建[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(3): 233-240.
[14]	何永明，裴玉龙，冉斌. 基于智能路钮的超高速公路虚拟轨道系统研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(2): 55-60.
[15]	薛运强，郭俊，安静，薛逻维，桑梓. 公交线路配车问题的不确定双层规划模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(2): 145-150.