1、伴隨著社會經濟的高速發(fā)展,國內高速公路交通網絡在逐步的完善,為貨運以及中短途客運做出了重要的貢獻,但是在高速公路網絡運輸中仍存在空載率高的問題,造成了資源的浪費。車輛合乘問題旨在整合車輛及搭乘需求的信息,從整體的角度優(yōu)化車輛行駛路線,能夠有效的降低空載率;另外從環(huán)保的角度出發(fā),研究高速公路車輛合乘問題,在降低空載率的同時,也必將會減少在行駛的車輛的數(shù)量,減少汽車尾氣的排放,這對于治理霧霾、建立資源友好型社會具有重要意義。
　　國內

2、外對車輛合乘問題研究大部分都是以城市交通網絡為背景,對于高速公路網絡環(huán)境下的車輛合乘的研究相對較少。與城市交通網絡的車輛合乘問題相比,高速公路網絡下的車輛合乘具有行駛路程較長、行駛路線和站點相對固定、時間依賴性不強、行駛成本較高等特點,這些特點決定了高速公路車輛合乘研究的特殊性。本文基于高速公路網絡獨有的特點,提出了高速公路車輛合乘問題的數(shù)學模型及算法,并以山東高速公路網絡作為背景,對所提的數(shù)學模型以及算法進行了實際的驗證。本文主要的創(chuàng)

3、新點及貢獻如下:
　　(1)針對高速公路車輛合乘問題,提出一種遺傳算法與基于方向的前推值插入法結合的車輛合乘匹配優(yōu)化算法。
　　本文針對高速公路車輛合乘問題,提出一種遺傳算法與基于方向的前推值插入法結合的方法,有效的解決了高速公路車輛合乘匹配及路徑優(yōu)化的問題。利用基于方向的前推值插入法實現(xiàn)遺傳算法解的初始化、交叉以及變異操作,并將高速公路網中經常出現(xiàn)的突發(fā)事故考慮在內,而且只考慮高速公路網絡中連通可靠性低的路段的突發(fā)事故概率

4、,在進行路徑優(yōu)化時,將路段的這一概率參數(shù)考慮在內,給出更具現(xiàn)實意義的較優(yōu)路徑。實驗結果顯示該算法可以得到較優(yōu)的合乘路徑解。
　　(2)針對帶有換乘的高速車輛合乘問題,提出一種基于鄰域搜索的蟻群算法。
　　本文在基本的高速公路合乘問題的基礎上,提出帶有換乘的車輛合乘問題,并設計了一種基于鄰域搜索的蟻群算法,有效的解決了帶有換乘的高速公路車輛合乘問題。首先利用鄰域搜索的方法擴大算法的搜索空間,確定新添乘客的起點和終點集合;然后應

5、用蟻群算法獲得初步最優(yōu)路徑;最后對路徑進行微調。實驗結果表明該算法能夠將新添的乘客成功的添加到已有的乘客路線當中,并不改變已有的約束條件。
　　(3)設計基于山東高速公路網絡的原型系統(tǒng),檢驗了本文提到的各種算法。
　　設計了檢驗各種算法有效性的原型系統(tǒng),該原型系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據的錄入、算法功能實現(xiàn)以及路徑展示等功能。從系統(tǒng)的角度驗證了所設計的算法的有效性,并用直觀的方式展示了車輛的行駛路徑,這對后續(xù)的算法優(yōu)化等的研究具有重要的借