Differential Evolution Algorithm Based Solution Approaches for Solving Transportation Network Design Problems

Differential Evolution algorithm has effectively been used to solve engineering optimization problems recently. The Differential Evolution algorithm, which uses similar principles with Genetic Algorithms, is more robust on obtaining optimal solution than many other heuristic algorithms with its simpler structure. In this study, Differential Evolution algorithm is applied to the transportation network design problems and its effectiveness on the solution is investigated. In this context, Differential Evolution based models are developed using bi-level programming approach for the solution of the transportation network design problem and determination of the on-street parking places in urban road networks. In these models, optimal investment and parking strategies are investigated on the upper level. On the lower level, deterministic traffic assignment problem, which represents drivers' responses, is solved using Frank-Wolfe algorithm and VISUM traffic modeling software. In order to determine the effectiveness of the proposed models, numerical applications are carried out on Sioux-Falls test network. Results showed that the Differential Evolution algorithm may effectively been used for the solution of transportation network design problems.

Ulaþým Að Tasarýmý Problemlerinin Çözümünde Diferansiyel Geliþim Algoritmasý Tabanlý Çözüm Yaklaþýmlarý

Diferansiyel Geliþim Algoritmasý son yýllarda mühendislik optimizasyon problemlerinin çözümünde etkin olarak kullanýlan bir yöntem olarak karþýmýza çýkmaktadýr. Temel olarak Genetik Algoritma tekniðine benzer çalýþma prensibine sahip olan Diferansiyel Geliþim algoritmasý, diðer sezgisel algoritmalara oranla yapýsal olarak daha basit olmasýna karþýn optimum deðerlere ulaþmada daha kararlý bir yöntemdir. Bu çalýþmada, Diferansiyel Geliþim Algoritmasý ulaþým að tasarýmý problemlerine uygulanmakta ve çözüm üzerindeki etkinliði incelenmektedir. Bu kapsamda, Birleþtirilmiþ Ulaþým Að Tasarýmý ve kentiçi karayolu aðlarýndaki yol kenarý park yerlerinin belirlenmesi problemlerinin çözümü için iki seviyeli programlama yaklaþýmý altýnda DG algoritmasý tabanlý modeller geliþtirilmiþtir. Bu modellerde, üst seviyede optimum yatýrým ve parklanma stratejileri araþtýrýlýrken, alt seviyede sürücü reaksiyonlarýný temsil eden Deterministik Trafik Atama problemi Frank-Wolfe algoritmasý ve VISUM trafik modelleme yazýlýmý kullanýlarak çözülmüþtür. Önerilen modellerin etkinliklerinin belirlenmesi amacýyla Sioux-Falls test aðý üzerinde sayýsal uygulamalar gerçekleþtirilmiþtir. Elde edilen sonuçlar Diferansiyel Geliþim Algoritmasýnýn ulaþým að tasarýmý problemlerinin çözümünde etkin þekilde kullanýlabileceðini göstermiþtir.