[发明专利]一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法

权利要求书

1.一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

建立封闭小区双层决策模型，所述双层决策模型包括上层决策模型和下层决策模型；

所述上层决策模型为考虑行驶时间最短、汽车尾气排放最少和交通噪声最小的封闭小区开放多目标决策模型；且所述上层决策模型的优化目标是：整个路网的出行者行驶时间费用、封闭小区开放后封闭小区内的汽车尾气排放费用以及封闭小区开放后封闭小区内的交通噪声费用的费用之和最小；

所述上层决策模型的优化目标的表达式为：

其中，E代表上层决策模型的目标函数，δ_y为0-1决策变量，0代表封闭小区不开放，1代表封闭小区开放，w₁，w₂，w₃分别为小型车行驶时间费用、汽车尾气排放费用和交通噪声费用三个目标的权重；代表未开放封闭小区时的车辆行驶时间费用；C_t代表开放封闭小区时的车辆行驶时间费用；代表小型车通过封闭小区时产生的汽车尾气排放费用；代表小型车通过封闭小区时产生的交通噪声费用；

所述未开放封闭小区时的车辆行驶时间费用的表达式为：

其中，C_t1代表出行者行驶过程中产生的费用，单位是：元/h；C_t2代表出行者的时间价值，单位是：元/h；为路网中封闭小区外部待决策路段；代表未开放封闭小区时出行者在封闭小区外部待决策路段上的出行时间，单位是：h，为未开放封闭小区时封闭小区外部待决策路段上的小型车交通量，单位是：veh/h；

所述开放封闭小区时的车辆行驶时间费用C_t的表达式为：

其中，y为封闭小区内部待决策路段，l_y代表封闭小区内部路段y的长度，x_y为封闭小区开放后封闭小区内部路段y上的小型车交通量，为封闭小区开放后出行者在封闭小区外部待决策路段上的小型车交通量，为封闭小区开放后出行者在封闭小区外部待决策路段上的出行时间，V_y为路段y上的限速值，c_y代表开放封闭小区时路段y的车辆行驶费用；

小型车通过封闭小区时产生的汽车尾气排放费用的表达式为：

其中，C_a为单位长度道路a上绿植费用，单位是：元/km；C_i为第i种污染物的治理成本，i＝1，2，3；EF_ij为j地区小型车行驶单位距离尾气排放的第i种污染物量，C_HC蒸发为单位HC蒸发排放量所消耗的成本；

小型车通过封闭小区时产生的交通噪声费用的表达式为：

其中，L_eqm为标准环境噪声，单位是dB，b为系数，c为幂次；

上层决策模型的目标函数E的约束为：

(1)δ_y的取值为0或1；

(2)限速约束：V_y的取值为20km/h、25km/h、30km/h、35km/h或40km/h；

(3)开放封闭小区时的车辆行驶时间费用C_t应小于等于未开放封闭小区时的车辆行驶时间费用

所述下层决策模型为出行者根据自身的出行行为和出行目的来选择出行方式的用户均衡模型，且所述下层决策模型的优化目标是：最小化用户自身的出行费用；

所述下层决策模型的优化目标的表达式为：

式中：

Z(x)代表下层决策模型目标函数；

z代表路网中所有路段，即包括和y；

x_z代表路段z上的流量；

t_z(ω)代表路段z的行驶时间函数；

代表OD点对(r，s)间的第k条路径上的流量；

K_rs代表OD点对(r，s)间的路径总数；

q_rs代表OD点对(r，s)间的流量；

v_y代表下层决策模型路段y上的限速值，由上层决策模型决策决定；

代表路段-路径0-1变量，如果路段z在第k条路径上，则否则

上层决策模型利用遗传算法进行计算得到最优的封闭小区开放决策，在上层决策模型输出的开放决策下，下层决策模型利用Frank-Wolfe方法计算得到各路段交通流量。