規範性運具配比與路網指派整合模式之研究─二階規劃之應用

Abstract

傳統之運輸規劃，乃由旅次發生、旅次分佈、運具分配及路網指派等四個 程序性步驟組成，然其間常存在著不一致性問題，譬如從事運具分配之預 測工作時，必須已知預測年各起迄點間之旅行成本，但該項成本常需待其 後續之交通量指派工作完成後方可獲得，因此造成規劃人員在運具分配步 驟時，對未來旅行成本先設定之假設與規劃結果產生不一致問題，亦即標 準的程序性規劃方法忽略了各個步驟間互動的過程。鑑此，本文利用層級 規劃之概念，分析運具配比與路網指派間之互動關係，並構建一二階層之 整合模式。模式之高階層部份，乃為一規範性的運具配比模式，在效用極 大與系統總時間最少兩個目標考量下，擬決定出符合各種限制條件的運具 組合。模式之低階層則為一非對稱多車種均衡指派模式，當高階層問題之 運具配比決定以後，低階層的決策者（用路者）即在此一運具配比條件之 下，依使用者均衡原理做路線選擇，同時可決定各交通分區間之最短旅行 時間。在模式求解方面，針對此一二階規劃問題，本文以一啟發式解法， 反覆最適法，反覆求解兩個階層之子問題。求解高階層子問題時，本文採 多目標規劃法中之權重法將兩個目標式結合成為單目標線性規劃問題，並 透過權重的變動可以得到不同的非劣解；另外，低階層子問題為一多車種 均衡指派問題，由於考慮各車種間之交互影響效果，及相交路段流量間之 相互干擾效果，使得該指派問題中旅行成本函數之Jacobian矩陣為非對稱 型式，在此乃結合對角化法與Frank-Wolfe 法來處理此一問題。最後，本 文以UTPS中之U-Town路網做為求解測試。結果顯示該啟發示解法所須之反 覆次數及最終收斂結果皆可達到令人滿意的效果。