一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法

文档序号:6721034阅读:246来源:国知局
专利名称:一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法
技术领域
本发明属于城市交通环境保护技术领域,运用交通网络流理论,提出一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法。
背景技术
伴随着城市化进程的迅速推进,以石油产品为燃料的汽车在给人们带来方便和快捷的同时,也带来了无法回避的负效应。交通拥堵、能源过耗、环境污染和温室气体排放已成为困扰许多城市的难题。中国政府在2009年哥本哈根国际气候会议上提出,到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2050年下降409Γ45%,这个目标使碳排放增长迅速的交通运输行业面临着严峻的挑战。传统的城市交通规划与管理以满足交通需求增长为目标,没有考虑交通发展对资源的要求和对环境的影响,带来私家车高强度使用,公共交通出行比例低等问题,从而造成交通温室气体C02排放过量和CO排放超标。减少交通碳排放对环境的影响,合理调节出行方式和出行路径是关键。

发明内容
发明目的:针对传统的规划技术缺乏对交通碳排放环境影响的考虑的问题和不足,本发明的目的是提供一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,通过建立考虑CO环境质量指标和CO2减排目标的交通网络分析模型,从合理调节居民公交车和私家车出行方式和路径选择的角度,减少交通碳排放对环境的影响。技术方案:为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案为一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,包括如下步骤:
步骤1:建立抽象的交通网络:从起点r到讫点s间有多条路径,每条路径由若干条起终点相互连接的路段组成,已知起讫点rs间的交通出行总人数;步骤2:分别建立含碳尾气排放物CO和CO2的低碳排放约束条件:其中CO2的约束条件为任意起始点间公交车和私家车的出行人数与两种交通方式的单位里程人均CO2排放量(以单位里程人均石油燃料耗能量表示)的乘积应不大于交通出行总人数与城市交通系统人均能源消耗限值的乘积,如式(I)所示;co的约束条件为道路机动车的流量不应超过CO环境二级标准所能容纳的最大机动车数量,如式(2)所示:
权利要求
1.一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,包括如下步骤: 步骤1:建立抽象的交通网络:从起点r到讫点S间有多条路径,每条路径由若干条起终点相互连接的路段组成,已知起讫点rs间的交通出行总人数; 步骤2:分别建立含碳尾气排放物CO和CO2的低碳排放约束条件:其中CO2的约束条件为任意起始点间公交车和私家车的出行人数与两种交通方式的单位里程人均CO2排放量的乘积应不大于交通出行总人数与城市交通系统人均能源消耗限值的乘积,如式(I)所示;co的约束条件为道路机动车的流量不应超过CO环境二级标准所能容纳的最大机动车数量,如式⑵所示:
2.根据权利要求1所述一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,其特征在于:所述步骤4中,对所述交通分配组合模型中的目标函数和约束条件的求解采用基于实数编码的遗传算法,包括如下步骤: 步骤①:初始化,确定遗传算法的交叉概率Pc,变异概率Pm,每一代产牛的种群数目M,最大进化代数G,分别对任意起讫点rs间每条路径k上私家车出行人数/ ,和公交车出行人数/,L进行实数编码,作为种群中的个体,随机地产生符合守恒约束式(4)和式(5),非负约束式(8)和低碳排放约束式(I)和式(2)的初始种群; 步骤②:确定适应度函数并计算各个体的适应度,确定从目标函数到适应度函数的转换使用指数函数,将和/^加载上网,得到Xal和Xa2,保证了路径路段关系,从而满足约束条件式(6)和式(7); 步骤③:根据步骤②计算得到的各个体的适应度,采用基于排名的轮盘赌法进行选择操作; 步骤④:实施交叉和变异操作:根据交叉概率Pc,执行两点算术交叉操作;根据变异概率Pm,执行非均匀变异操作,从而产生新的种群; 步骤⑤:根据目标函数式(3),输出满足约束条件的最优个体:不断重复步骤②、步骤③和步骤④,当进化代数达到最大进化代数时,结束循环,并遍历所有个体,找出满足约束条件式(4)、式(5)和式(8)以及低碳排放约束式(I)和式(2)的最优个体,作为结果输出。
全文摘要
本发明公开了一种考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,提出在传统的交通方式和交通分配组合模型中加入低碳排放约束条件,利用基于实数编码的遗传算法进行模型的求解,得到满足低碳约束条件的公交车和私家车出行需求和路网中各路段的交通量。通过将模型的分析结果与传统的未考虑低碳排放约束模型的分析结果进行对比,分析了为达到低碳减排目标而所需提高的公交出行方式分担率和为达到CO环境标准而所需调整的路段交通量,建立了适合于我国交通环境保护的考虑低碳排放约束影响的交通方式与路径选择方法,克服了现有交通规划技术未考虑交通碳排放对环境影响的缺陷和不足,从而促进了交通低碳可持续发展。
文档编号G08G1/00GK103148862SQ20131005309
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月18日 优先权日2013年2月18日
发明者张鑫, 刘攀, 王炜, 李志斌 申请人:东南大学
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