基于多向堵塞的超点模型研究

在城市路网中,节点阻抗极大影响着路径选择及交通分配的结果.为弥补对节点转向阻抗研究的不足,优化路网流量分配,本文分析了已有节点结构模型,并在超点结构基础上,考虑节点转向的拥堵效应,完善对转向流量、阻抗等信息的记录,提出了转向堵塞后的路径选择方法,建立了基于多向堵塞的超点模型,并设计了求解算法.通过容量限制-增量加载的交通分配方法,演示了算例网络在考虑和不考虑节点转向阻抗下的流量分配过程,分析了网络中路径阻抗变化及路段、转向流量分布.结果表明：基于多向堵塞的超点模型可以有效地表达节点的转向阻抗变化,以及多向堵塞对于流量分配的影响,更符合实际中的交通分配.     

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我国多数道路是典型的混合交通,交通组成复杂,相互间干扰现象严重. 含有小汽车、货车和其他车型的混合交通备受研究者的关注. 本文构建一个考虑道路收费的多用户网络均衡模型,在模型中,各类用户拥有各自的时间延误函数和道路收费,且相互影响不同. 折算系数（PCE）为可变的,构建的道路延误函数是非线性,非连续和非对称的. 混合交通网络均衡模型采用变分不等式构模,用相继平均（MSA）方法进行求解. 最后,在交通规划软件EMME/3中实现该算法并应用到实际公路交通网络,并对线性折算系数和非线性折算系数下的交通网络分配结果进行了对比. 研究表明,非线性折算系数更加符合实际区域网络交通流分布.     

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在城市交通系统中,动态交通和静态交通之间存在着密切的关系,两者之间既相互促进又相互制约。本文对城市交通网络中的道路及停车流量分配问题进行了探讨和研究。充分考虑了影响出行者停车选择的主要因素,包括车辆行驶费用、停车费用以及步行费用等,构造了停车场广义效用函数,采用Logit模型来描述出行者的停车选择概率,并假定出行者的路径选择行为满足Wardrop平衡准则。在此基础上,综合考虑交通网络中出行者的路径选择和停车选择问题,提出了具有能力约束的城市道路及停车流量分配的用户平衡模型,并给出了求解该模型的算法。最后通过一个简单算例,对模型及算法进行了验证,分析了不同交通需求及停车收费条件下停车流量的变化情况。     

基于感知时间的交通分配模型及其算法研究

路径的感知时间主要受定量和随机两方面因素的影响．在实际的交通网络中,由于时间价值观的不同,道路使用者会根据习惯、偏好、信息而对出行时间、费用、道路拥挤等诸多影响因素做出不同的反应。本文通过综合考虑定量和随机两方面因素的影响效应,建立了基于感知时间的交通分配模型,设计了求解该模型的延迟加载算法。最后结合算例验证了算法的有...     

考虑容忍度下城市交通路网排放污染建模及分析

为了更好地从宏观角度研究交通路网污染状态,提出一种考虑容忍度的城市道路网络排放污染状况分析的方法。利用交通网络静态平衡以及容忍度概念构建一个双层数学规划模型,模型的下层为在已知OD(起讫)交通需求情况下路网各路段的静态交通分配,上层包含污染容忍基准及污染指数,其中这个指数反映了此条件下该道路网络的污染状态。同时,数值实例利用模型从环境角度分析了关键路段在交通网络中的重要性,证实了模型的实用性。研究结果表明,在有限的交通信息情况下模型能够对路网污染状态进行有效估测。     

定量化交通网络效率评价方法比较

比较了既有定量化交通网络效率评价方法, 考虑了网络结构、交通需求、出行选择和出行成本等因素, 分别从解析计算、固定网络结构下交通需求对网络效率的影响规律和固定交通需求下网络结构对网络效率的影响规律方面, 研究了3种评价方法的评价结果合理性, 总结了不同方法的优缺点和适用范围。比较结果表明: 赋权网络运行效率计算方法(方法1) 未考虑交通网络拥挤效应, 计算的网络效率是交通需求的单调函数, 不能用于交通拥挤网络; 交通拥挤网络效率计算方法(方法2) 能适用于拥挤网络的效率评价, 但在需求不变的前提下, 计算的效率是OD间连通路径数的单调递增函数, 不能反映网络结构对交通网络效率的影响规律; 交通网络效率计算方法(方法3) 能更加真实地反映交通网络结构、交通需求、出行成本与出行选择对网络效率的综合影响效应, 而且采用该方法计算的网络效率能够与交通网络中的“Braess”诡异现象进行相互解释, 证明了该方法在评价交通网络的实际运行绩效方面具有相对更好的合理性; 在固定结构的交通网络中, 总存在一个交通需求量, 使采用方法3计算的网络效率最大; 在固定需求的交通网络中, 总存在一个网络结构, 使采用方法3计算的网络效率最大。      

道路网容量约束下的交通结构优化方法研究

提出基于城市道路网络容量约束下的交通目标结构优化模型,分析了模型的意义.结合某城市实际情况给出模型求解算例,测试模型实际应用的可能性.并作出载客率参数、交通方式供应能力变化、道路各种面积变化等重要参数的灵敏度分析.通过模型分析,得出在道路时空资源约束下,交通方式的自然选择方式和被动选择方式两种方式的适用条件.为交通发展模式决策提供理论的量化依据.     

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提出考虑信息接收程度的Ｌogit型随机交通分配方法,来计算道路指引信息发布下路网交通的重新分配.出行者被划分成两类,一类根据信息的指引出行,另一类则以Logit型的随机方式进行路径选择;利用道路指引信息的市场占有率的概念,给出这两种出行行为共存下的网络加载算法,并运用逐次平均法实现了拥挤网络中的交通分配.数值试验结果表明,发布良好的道路指引信息有助于提高路网运行效率;对拥挤网络中的给定OD,存在一个最佳的占有率,并随着交通需求的增加而增加;在合理的占有率下,增加信息指引路段可有效降低路网运行时间.     

多方式条件下城市交通分配研究

随着城市综合交通体系的不断发展和完善,城市出行多方式化的特征日益突出.本文在充分考虑城市多方式交通网络结构特性的基础上,构建方式及路径联合选择模型,研究多方式条件下的交通分配方法.首先,基于随机效用最大化理论构建出行方式和路径联合选择的Nested Logit（NL）模型;其次,运用路段实测交通流数据标定道路混合交通流条件下的交通阻抗函数;最后,基于构造的多方式交通网络进行多方式交通分配,分析出行量在网络上的时空分布.结果表明,本文所提出的多方式条件下的交通分配方法,能够有效地描述城市多方式交通网络条件下的出行方式和路径选择行为,以及交通出行在交通网络上的时空分布规律,对于完善城市综合交通体系具有重要意义.     

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路网容量可靠性是评价路网综合性能的重要指标之一,已越来越受到路网规划者和交通管理者的重视,而现有评价方法大多在确定路网最大容量过程中并没有综合考虑服务水平的约束。本文为在路网容量可靠性评价中更好地体现出行者及管理者对服务水平的要求,新建了基于服务水平约束的路网容量可靠性双层规划模型,以行程时间增量系数和饱和度系数为约束构建上层规划,结合用户路径选择行为的特点,选用SUE(随机用户平衡)分配模型作为下层规划。采用遗传算法和Monte Carlo 仿真相结合的方法求解容量可靠性模型。并给出了算例.计算结果表明,该模型能够较好地体现不同服务水平要求下的路网容量可靠性,并为城市路网规划、管理及路网性能的改善提供依据。     

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城市道路等级级配即为不同等级道路的长度之比,其合理与否关系到城市道路功能能否充分发挥。本文利用平衡机理从出行方式的角度探讨了城市道路等级配置,提出了基于出行时耗概率的城市道路级配确定方法。首先从交通方式出行时耗概率分布出发,根据不同等级道路承担着各种交通方式一定的出行时耗范围,得出不同等级道路所应承担的交通量;其次,根据时空消耗理论给出道路容量,并利用供需平衡得到各等级道路的理论适宜长度,即得合理的道路等级配置,本文对方法中关键参数的标定也进行了探讨;最后,应用本文提出的方法对常州道路进行分析,取得了满意的结果。     

基于卡口车牌识别数据的车辆出行分析

车辆出行是城市道路交通的基本组成单元,掌握城市道路网车辆的出行信息,深入挖掘车辆出行特征与规律,能为城市交通管理提供决策信息.本文基于卡口车牌识别数据,提出了一套车辆出行分析框架.首先对全路网运行的所有车辆的个体出行进行辨识,提取所有车辆出行的路径和行程信息,并从个体和集计层面获取车辆出行的规律特征;利用车辆的多日出行信息和统计特征,提出了车辆职住地识别方法;基于外地车的出行特征,利用 K-means++ 算法对外地车进行分类.在实例分析中,以广州市道路网运行车辆作为研究对象,开展了车辆出行分析,实验结果验证了本文方法的有效性.通过本文方法挖掘的信息对城市道路交通管理具有重要意义.     

一种新的城市建设项目——交通影响分析阈值确定方法

针对目前城市建设项目交通影响分析阈值单一、未考虑道路交通状况差异性的问题,提出基于城市道路等效通行能力和密度比的评价方法,提出新的充分考虑道路不同交通状况的交通影响分析阈值计算方法.根据密度比评分标准,将城市道路交通状况划分为若干等级,对各等级道路提出了相应的建设项目交通影响分析出行阈值.     

一种新的城市建设项目——交通影响分析阈值确定方法

针对目前城市建设项目交通影响分析阈值单一、未考虑道路交通状况差异性的问题,提出基于城市道路等效通行能力和密度比的评价方法,提出新的充分考虑道路不同交通状况的交通影响分析阈值计算方法.根据密度比评分标准,将城市道路交通状况划分为若干等级,对各等级道路提出了相应的建设项目交通影响分析出行阈值.     

基于改进度的城市路网元素连接特性

结合城市路网车道属性(数量、宽度与方向等) 扩展了复杂网络中度的定义, 分别研究了原始法和对偶法下城市路网中交叉口和道路元素的连接特性; 考虑实际路网与居民出行认知特性, 将交叉口定义为节点, 基于赋名道路法与类Stroke分析从居民认知角度界定道路元素, 重点结合机动车道数改进原始度的概念; 在新的路网元素界定下, 使用基于改进测度的平均最近邻度方法分析了交叉口与道路的连接特性, 并考虑现有方法的不足, 提出了连接系数的概念, 更好地明确其连接关系; 以厦门市主城区为例对分析方法进行验证, 分析了主城区路网连接特性。研究结果表明: 该城市交叉口元素网络和道路元素网络皆为无标度网络, 其幂指数分别为1.69、2.70;路网元素的连接皆以某一节点为临界呈现分段特性, 其中, 基于改进度的连接系数邻界点取值分别为3.40、8.33;道路元素的等级测度临界点取值为5, 基于等级测度的连接系数临界点取值为3, 从这一角度来看, 城市路网并非简单的同配或异配网络; 提出的路网元素连接特性分析方法对城市路网拓扑特性的认识及路网演化模型的构建具有重要意义。      

考虑超级街区的城市路网边界控制策略研究

为缓解城市中心区交通拥堵状况，提出基于超级街区的路网多子区边界控制策略. 将城市区域路网划分为中心区、郊区及超级街区3个子区，结合宏观基本图(MFD)建立各子区交通流动态平衡方程；以中心区车辆出行完成率最高为目标，以边界收费费率和出、入口数量为控制变量，建立考虑车辆通道选择行为的路网多子区边界控制优化模型；并以实际路网数据为算例验证模型有效性.结果表明：边界控制策略下的中心区服务能力比无边界控制提高 7%；利用超级街区实现路网边界控制能够有效改善区域交通密度分布均衡性，提升路网服务效率；通过改变超级街区出、入口数量，实现边界控制兼备有效性和实践性.     

考虑超级街区的城市路网边界控制策略研究

为缓解城市中心区交通拥堵状况,提出基于超级街区的路网多子区边界控制策略. 将城市区域路网划分为中心区、郊区及超级街区3个子区,结合宏观基本图(MFD)建立各子区交通流动态平衡方程;以中心区车辆出行完成率最高为目标,以边界收费费率和出、入口数量为控制变量,建立考虑车辆通道选择行为的路网多子区边界控制优化模型;并以实际路网数据为算例验证模型有效性.结果表明：边界控制策略下的中心区服务能力比无边界控制提高 7%;利用超级街区实现路网边界控制能够有效改善区域交通密度分布均衡性,提升路网服务效率;通过改变超级街区出、入口数量,实现边界控制兼备有效性和实践性.     

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城市交通网络形态和城市空间形态间的相伴相生，互动滋长的演化过程，客观上要求城市交通网络能够适应城市社会经济活动的需求，城市交通网络形态能够与城市形态相互匹配协调。对城市交通网络形态进行定量分析有助于科学地从数量上认识和把握城市交通网络形态，从宏观上规划和控制网络的发展趋势，使得城市交通网络更好地匹配城市形态，更加经济、合理、有效地支持和促进城市发展。本文从城市形态结构“增生和替代”的变化方式和城市形态“向外扩展”和“内部重组”的双重演变过程，阐述了城市形态和城市交通网络形态的互动滋长演变关系及其形态相似性；本文首次明确提出了城市交通网络形态计量问题，并根据分形几何学的基本原理，提出了容量维数、覆盖维数、阻抗维数和分枝维数四个分形维数指标，分别对交通网络的容量水平、出行服务覆盖状况、网络整体可达性及网络结构的复杂程度及其变化特征进行数学描述，建立了交通网络特征的分形计量方法。通过对北京、墨西哥和莫斯科三城市轨交网络的测算表明，该方法能够较好地刻画不同形态类型交通网络的主要形态特征。     

基于DCA原理的车道动态分配控制策略

在城市道路交通系统中,由于机动车出行量的不断增长,使得现有道路资源、传统的交通控制及组织方式已无法满足出行者的需求。通过对城市道路交通系统与TD-SCDMA系统的共性进行分析,借鉴TD-SCDMA系统中DcA的原理,并结合现有道路资源分配方法,提出车道动态分配的新思路。在此基础上,分析基于双重缓冲车道和基于部分共享资源的双阈值车道预留动态分配策略。     

总需求固定时出行网络结构的优化

考虑到出行网络结构优化是缓解城市道路交通拥堵的有效措施,构建了提高出行网络和道路网络匹配程度的出行网络优化算法．针对城市道路交通双层网络特性,提出了双层网络的匹配程度指标．考虑匹配程度指标,构建了基于边删除法的出行网络优化算法．分析结果表明：本算法能优化出行网络结构、有效缓解城市道路的交通拥堵．