一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法
2023-07-05 18:16:01 2
專利名稱：一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法
技術領域：
本發明屬於城市交通環境保護技術領域，運用交通網絡流理論，提出一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法。
背景技術：
伴隨著城市化進程的迅速推進，以石油產品為燃料的汽車在給人們帶來方便和快捷的同時，也帶來了無法迴避的負效應。交通擁堵、能源過耗、環境汙染和溫室氣體排放已成為困擾許多城市的難題。中國政府在2009年哥本哈根國際氣候會議上提出，到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2050年下降409Γ45%，這個目標使碳排放增長迅速的交通運輸行業面臨著嚴峻的挑戰。傳統的城市交通規劃與管理以滿足交通需求增長為目標，沒有考慮交通發展對資源的要求和對環境的影響，帶來私家車高強度使用，公共運輸出行比例低等問題，從而造成交通溫室氣體C02排放過量和CO排放超標。減少交通碳排放對環境的影響，合理調節出行方式和出行路徑是關鍵。
發明內容
發明目的:針對傳統的規劃技術缺乏對交通碳排放環境影響的考慮的問題和不足，本發明的目的是提供一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，通過建立考慮CO環境質量指標和CO2減排目標的交通網絡分析模型，從合理調節居民公交車和私家車出行方式和路徑選擇的角度，減少交通碳排放對環境的影響。技術方案:為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，包括如下步驟:
步驟1:建立抽象的交通網絡:從起點r到訖點s間有多條路徑，每條路徑由若干條起終點相互連接的路段組成，已知起訖點rs間的交通出行總人數；步驟2:分別建立含碳尾氣排放物CO和CO2的低碳排放約束條件:其中CO2的約束條件為任意起始點間公交車和私家車的出行人數與兩種交通方式的單位裡程人均CO2排放量(以單位裡程人均石油燃料耗能量表示)的乘積應不大於交通出行總人數與城市交通系統人均能源消耗限值的乘積，如式(I)所示；co的約束條件為道路機動車的流量不應超過CO環境二級標準所能容納的最大機動車數量,如式(2)所示:
權利要求
1.一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，包括如下步驟: 步驟1:建立抽象的交通網絡:從起點r到訖點S間有多條路徑，每條路徑由若干條起終點相互連接的路段組成，已知起訖點rs間的交通出行總人數； 步驟2:分別建立含碳尾氣排放物CO和CO2的低碳排放約束條件:其中CO2的約束條件為任意起始點間公交車和私家車的出行人數與兩種交通方式的單位裡程人均CO2排放量的乘積應不大於交通出行總人數與城市交通系統人均能源消耗限值的乘積，如式(I)所示；co的約束條件為道路機動車的流量不應超過CO環境二級標準所能容納的最大機動車數量，如式⑵所示:
2.根據權利要求1所述一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，其特徵在於:所述步驟4中，對所述交通分配組合模型中的目標函數和約束條件的求解採用基於實數編碼的遺傳算法，包括如下步驟: 步驟①:初始化，確定遺傳算法的交叉概率Pc，變異概率Pm，每一代產牛的種群數目M，最大進化代數G，分別對任意起訖點rs間每條路徑k上私家車出行人數/ ,和公交車出行人數/,L進行實數編碼，作為種群中的個體，隨機地產生符合守恆約束式(4)和式(5)，非負約束式(8)和低碳排放約束式(I)和式(2)的初始種群； 步驟②:確定適應度函數並計算各個體的適應度，確定從目標函數到適應度函數的轉換使用指數函數，將和/^加載上網，得到Xal和Xa2，保證了路徑路段關係，從而滿足約束條件式(6)和式(7)； 步驟③:根據步驟②計算得到的各個體的適應度，採用基於排名的輪盤賭法進行選擇操作； 步驟④:實施交叉和變異操作:根據交叉概率Pc，執行兩點算術交叉操作；根據變異概率Pm，執行非均勻變異操作，從而產生新的種群； 步驟⑤:根據目標函數式(3)，輸出滿足約束條件的最優個體:不斷重複步驟②、步驟③和步驟④，當進化代數達到最大進化代數時，結束循環，並遍歷所有個體，找出滿足約束條件式(4)、式(5)和式(8)以及低碳排放約束式(I)和式(2)的最優個體，作為結果輸出。
全文摘要
本發明公開了一種考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，提出在傳統的交通方式和交通分配組合模型中加入低碳排放約束條件，利用基於實數編碼的遺傳算法進行模型的求解，得到滿足低碳約束條件的公交車和私家車出行需求和路網中各路段的交通量。通過將模型的分析結果與傳統的未考慮低碳排放約束模型的分析結果進行對比，分析了為達到低碳減排目標而所需提高的公交出行方式分擔率和為達到CO環境標準而所需調整的路段交通量，建立了適合於我國交通環境保護的考慮低碳排放約束影響的交通方式與路徑選擇方法，克服了現有交通規劃技術未考慮交通碳排放對環境影響的缺陷和不足，從而促進了交通低碳可持續發展。
文檔編號G08G1/00GK103148862SQ20131005309
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者張鑫, 劉攀, 王煒, 李志斌 申請人:東南大學