基于模拟的大型城市路网收费定价优化：利用路网基本图的方法交叉比较
系统与控制
2020-11-25 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
基于模拟的优化（SO或SBO）在解决具有挑战性的交通网络设计问题中已变得日益重要。本文中，我们提出利用宏观或路网基本图（MFD或NFD）的概念，使用澳大利亚墨尔本的大规模基于模拟的动态交通分配模型，求解两个不同复杂度的收费定价问题。我们应用并比较了四种计算高效的SBO方法，包括比例-积分（PI）控制器、回归克里金（RK）、分割矩形（DIRECT）和同时扰动随机逼近（SPSA）。比较显示，这些方法在简单问题上表现同样良好，未显现显著性能差异。但在复杂问题上，RK因其能滤除计算机模拟产生的数值噪声（即允许目标函数非光滑）而表现为性能最佳的方法。尽管PI控制器因其更快收敛速率在简单问题上更具竞争力，但该方法在复杂问题中的较差可扩展性导致适用性有限。然而，两点需注意：（i）所选NFD临界路网密度未必代表稳健的路网控制或优化阈值，因其可能在收费定价下发生偏移；（ii）作为RK一部分需重新插值以实现全局收敛。
引用
@article{arxiv.2011.11892,
title = {Simulation-based Optimization of Toll Pricing in Large-Scale Urban Networks using the Network Fundamental Diagram: A Cross-Comparison of Methods},
author = {Ziyuan Gu and Meead Saberi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.11892},
year = {2020}
}