基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法

针对高密度路网诱导路径选择问题,基于图论对路网进行结构化选取,构建高密度路网模型。从节点评估的角度出发,提出综合考虑结构属性和交通运行状态属性的节点承载力指标。采用均质性、连通性2个指标评价路网节点结构属性,采用流量裕度、通行效率2个指标评价路网节点交通运行状态属性,提出一种基于TOPSIS算法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,优劣解距离法)的综合评价方法,实现对节点承载力的综合量化。基于节点承载力,构造路段承载力指标,采用重力模型和交通分配的方法将节点间的承载力分配到节点相连构成的路段上,并用路段实际交通条件修正即得到路段承载力。基于节点承载力和路段承载力,提出高密度路网诱导路径的确定方法。为证明本研究提出的高密度路网诱导路径选择方法的有效性,构建一高密度路网结构模型,同时采用本算法和传统Dijkstra算法规划诱导路径。结果表明:Dijkstra算法规划的路径虽为数学意义上的最优路径,但该路径途经低级节点,且需频繁切换道路进行交通转换,不符合驾驶员行车期望;本研究提出的基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法得出的路径虽比Dijkstra算法稍长,但路径均由高等级节点和道路组成,这样的规划结果更符合实际交通诱导系统需求,更能体现驾驶人员选路偏好。     

Urban Road Network Structure Optimization Method Based on Traffic Safety

考虑城市交通事故与道路网结构的关系,结合交通事故导致的时间延误,提出了基于交通安全的城市路网结构优化方法.首先分析了不同等级道路之间的衔接方式对出行者选择路径行为的影响,总结了交通事故的影响因素.然后在此基础上提出了基于交通安全的路网构造原则,建立了以路网安全度最大为目标的路网结构模型,并通过求解模型确定各路段的道路等级,得到安全度和结构不同的若干个路网.通过考虑交通事故时间延误情况下,进行随机均衡分配,得到路网各路段的交通量,并计算各路网的交通事故次数.最后提出了路网的安全性评价指标,分析交通事故次数和路网结构指标的关系,提出了考虑安全性的路网结构优化措施,并用实例验证了优化措施的有效性.     

县乡道路网布局规划研究

以湖南韶山市为例,通过节点分类,将节点分为行政节点、经济节点、交通节点和对外节点,按节点规模、服务区域大小和重要性等特征将4类节点细分为县级、乡镇级2个级别;然后通过路网分层,根据县道、乡道的功能定位确定县道、乡道的服务对象,最后将两层网络叠加对县道、乡道进行规划,并采用节点连通度法预测县道、乡道路规模。     

可达性在城市群交通规划中的应用研究

分析了城市群交通发展的新方式,指出了城市群交通规划中＂四阶段＂模型的缺陷,它不能准确地反应城市发展过程中城市之间的联系程度和交通需求强度。为此,将可达性贯穿于城市群交通规划中,阐述了传统路网可达性的计算方法在城市群规划中的不适用性,提出了基于节点重要度的城市群可达性计算新方法,能比较准确地反应不同阶段城市群内部之间的联系程度,为交通规划提供了一定的参考。     

公交站点网络规划多目标优化模型

为解决公交系统对路网交通流造成的延误积累问题。分析了公交站点对路段和路网交通流的影响因素和方式,采用多目标优化方法建立了求解设站策略最优解的数学模型,并通过统计分析和遗传算法建立了模型求解算法。研究结果表明:考虑区域路网公交站点服务水平的限制,通过求解公交站点网络规划多目标优化模型确定公交站点设置策略,可有效降低路网交通流平均延误时间。     

城市群连接道路横断面设计研究

为研究城市群连接道路规划与设计方法,从城市群连接道路的功能出发,对城市群道路进行功能分级,确定了设计控制指标,提出了适合城市群交通特征的规划方法。基于城市群道路功能分级和区域交通时空特性,借助VISSIM仿真模型,分析了城市群连接道路横断面设计参数及设置形式。研究结果表明:按照道路功能分级,城市群连接道路可划分为城市群高速公路、Ⅰ级连接道路、Ⅱ级连接道路、Ⅲ级连接道路、地方道路;在满足车辆行驶的横向宽度条件下,交通组成对路段平均车速和通行能力的影响较大。     

基于攻击策略的城市群复合交通网络脆弱性研究

为了提高城市群交通网络抵抗突发灾害的能力,以复合这样一种全新的视角探索城市群交通网络的脆弱性。首先,基于复杂网络理论,对城市群复合交通网络结构进行了深入分析,采用站点映射法构建了城市群复合交通网络模型。其次,针对城市群复合交通网络结构,确定了脆弱性测度指标和攻击策略。最后,以呼包鄂城市群为例进行了实证研究,构建了道路-轨道复合交通网络模型,对复合交通网络的拓扑特征和脆弱性进行了分析,识别了路网中的关键站点和线路。结果表明:城市群复合交通网络的构建可以降低单一运输方式交通网络的脆弱性,通过对识别出的关键站点和线路的加强防护,可以进一步降低城市群复合交通网络的脆弱性,减小突发灾害造成交通网络瘫痪的风险。     

基于点、线、面层次的公路网交通运行状态评价

由于公路网是由点成线、由线成面的统一体,为了更准确地分析和改善公路网运行状态,加强公路节点、路段、路网评价之间的联系,便于确定交通拥堵产生根由并有效采取措施,建立了一种基于点、线、面层次的公路网交通运行状态的综合评价方法。在基本单元划分和指标选取方面,以交叉口、互通式立交、收费站和基本路段作为基本单元,结合交通流理论,综合考虑各基本单元的特点,分别选取对应的评价指标,以极小型指标评价法为基本原理,构建基本单元交通综合运行指数评价模型,并确定相应的分级阈值。在交通运行状态评价方面,依托专家经验的主成分分析与客观的交通量统计调查相结合的方法确定各基本评价单元的权重向量,从而构建路段运行评价模型并给出评价分级阈值,再以各等级道路拥堵程度和路网客、货运量,分别构建路网赋权矩阵或向量,从而获得路网交通综合运行指数模型并确定评价分级阈值。最后结合算例说明该评价方法的具体操作过程,通过获取的各项基本数据,从点层过渡至线层再至面层,依次计算各层交通运行指数,确定各基本单元、路段、路网分别对应的交通运行状态。研究结果表明：不同层面之间的交通运行状态存在一定的联系,不同节点和基本路段处的运行指数差异较大,路线运行指数差别也较大,从而影响路网最终的运行状态,因此,可以通过逐级评价确定交通拥堵症结所在,有针对性地采取相关改善措施。     

老城区交通微循环的双层规划模型

老城区道路街巷网络密集，利用交通微循环可以缓解交通干道的压力，提高区域路网的承载力和可达性。以干路饱和度和街道级交通指数为优化目标，支路不拥堵为约束条件，构建上层模型，采用用户均衡交通分配与借助Tran CAD求解下层模型，构建老城区交通微循环的双层规划模型，并通过实例说明了模型的建立与求解过程。     

导航路网数据改进模型及其组织方法

提出了一种支持高性能车辆导航的多尺度路网数据模型,该模型根据不同功能对导航数据内容与尺度的要求,将用于计算的路网拓扑数据与用于描述的路网几何数据分离,并分别在垂直方向进行分层抽象,在水平方向进行区域划分;几何数据以显式比例尺作为分层标准,通过多弧段来描述道路几何信息;拓扑数据以道路等级作为分层标准,通过节点-弧段结构来描述路网连通关系;参照动态分段思想设计了一种弧段编码体系,以描述模型上下层弧段之间、单弧段与多弧段之间的对应关系。结果表明:提出的模型能有效地支持导航应用中的多级地图显示与分层路径规划。     

基于AHP熵的公路网理想评价法

该文根据公路网的道路与交通特征参数指标,阐述了评价公路网规划方案优劣的新模型。首先根据运筹学中的理想点法,以路网等级等六个优化目标为因素指标集,以备选方案为论域集,通过定量分析构建了标准指标决策矩阵、正负理想方案决策矩阵,建立了公路网综合评价模型;另外,充分考虑专家知识和经验、决策者意向和偏好以及数据本身蕴涵的信息,采用AHP法与熵值法综合确定了目标决策模型综合权重;通过计算方案指标矩阵距离理想方案贴近度来评价公路网规划方案的优劣程度。实例分析表明,此模型对多个规划方案进行排序和评价,方法科学简便,实用性强。     

高速公路改扩建工程交通诱导管理路网构建模型研究

构建有效的交通诱导局域路网，是大流量高速公路改扩建工程交通运营安全管理的重要保障。针对大湾区高速公路的特点，采用以某高速公路为主线的并列型通道路网构建方法。进行管理路网的构造，首先，确定若干条与主线高速公路主方向一致的主干线道路，采用距离综合评价方法，评价这些道路与主线高速公路的相对接近程度指标C_i,确定相关性的排序，从而为并列型通道路网构建提供依据。最后以中江为主线的高速公路局域管理路网实例，说明模型的有效性。     

区域高速公路安全管理网络的构建方法研究

根据高速公路及关联路网所承担的交通功能与和结构组成,提出了三种具有典型特征的路网模型,即单通道路网、双通道路网、多通道路网。运用综合距离法以道路等级、车道数、道路里程、与主线的互通性以及与主线的距离等5个参数为指标对单通道路网并行辅助线的关联度进行了评价和排序。以各条并行辅助线实时可承担的最大交通量大于主线两点间高峰小时交通量为标准确定了路网的边界,并用图论模型对所建路网进行了简化。此外,将区域高速公路安全管理网络的构建方法在广东某高速上进行了应用。     

基于微观仿真的城市公交专用道设置研究

为研究公交专用道对交通运行情况的影响,以合肥市望江路为例,以实测数据为基础,通过微观仿真软件Vissim构建微观交通模型,提出以最大排队长度、延误作为节点评价指标,以路段运行速度作为路段评价指标,以路网平均运行速度作为路网评价指标的评价体系,从节点、路段、路网层面,定量化评价公交专用道设置对于交通运行情况的影响,为城市决策者提供参考。     

基于脆弱性的灾后路网修复优化

路网是实施救援活动的基础,给出了基于模拟和航拍技术与GIS结合的2种灾后路网状态识别方法,提出了路网脆弱性评价指标,构建了路网修复的双层规划模型,并给出了模型的求解优化算法,最后对成都市温江区中心城区的部分路网进行了实例分析。     

城市群公路网结构适应性分析与评价

路网结构是城市群公路交通联系在空间上的反映,为了解析公路网与区域空间结构的互动关系,在提出城市群公路网结构适应性评价的基本内涵的基础上,从规模结构、功能结构、等级层次结构、布局结构、发展趋势等5方面设计了城市群公路网结构适应性评价指标;为了提高评价的精度,运用层次分析法确定指标权重,并将其与灰色关联度法相结合,构建了灰色欧几里德加权平均关联度评价模型;最后以关中城市群为例,对模型进行验证分析,表明了该方法的科学性与合理性。     

基于K-shell的特大城市公交换乘优惠与线网规划协同优化

针对特大城市公交系统存在汽车公交客流量急剧下降,企业亏损严重,若调整线路又会增加一些乘客广义出行费用使得公交出行比例下降这一问题,提出"大幅度降低常规公交线路数量,增加接驳和通勤公交线路数量"汽车公交线网规划调整与"公交换乘优惠"的协同优化方法。采用复杂网络理论的K-shell分解法计算各站点Ks值并排序,选择主要换乘节点,确定保留下的骨干公交线路,构思其余公交线路候选集合;建立换乘优惠方案下汽车公交线网调整优化双层规划模型,其中上层为系统广义出行成本最小化、公交出行量最大化和公交企业亏损最小化的多目标模型,下层为基于弹性需求的多方式多用户均衡配流模型。采用浮点遗传算法优化求解,以天津中心城区为例予以分析,结果表明:采用本方法可解决特大城市公交换乘站点的优化确定问题;与不实施换乘优惠和规划调整方法、只有换乘优惠方法和只有规划调整方法相比,系统广义出行成本分别降低14.05%,13.01%和8.65%,公交分担率分别增加29.03%,26.01%和11.66%,公交企业亏损分别降低27.19%,23.63%和10.20%;该方法能适应特大城市客流需求特点,通过汽车公交企业线网结构大调整和政策扶持,在减少不必要亏损的同时降低出行者广义成本,保持较高的公交分担率,提升城市公交综合服务水平。     

高速公路路网运行指数评估模型应用研究

由于高速公路路网交通流量分布不均衡,往往会造成部分节点或区域拥堵,而量化评估路网运行状态能快速确定交通拥堵位置。提出了一种基于波动率和机器学习的路网运行指数评估模型:首先选取合适的机器学习算法确定路网各节点的基准值;然后运用波动率理论构建各节点的运行指数评估模型;之后利用广东省高速公路若干节点路段的真实数据对模型进行了验证,并与阈值进行对比。研究结果表明:本文提出的路网运行指数评估模型能在各类场景下及时准确地定位交通拥堵节点,为缓解交通拥堵问题提供一定的参考意义。     

机场集疏运路网可靠性评价方法研究

为了对机场集疏运路网可靠性进行评估,通过分析其节点重要度差异及道路等级划分明显特性,得知机场专用道和衔接道的路网组合形式区别于城市路网。为此,在传统复杂网络特征指标算法上赋予对应的边权重,并重新定义其指标及计算方法,从而提出了改进的机场集疏运复杂网络模型。通过ArcGIS、模拟实验等方法结合北京首都机场集疏运路网实例,验证了该模型的可行性。其结果表明:传统复杂网络度分布服从泊松分布,而改进的复杂网络节点强度分布服从幂律分布,能较好的反映出机场集疏运路网的无标度特性,科学性、准确性较强;其次,改进的复杂网络模型加权集聚系数为0.015,仅占传统复杂网络模型集聚系数的20%,平均加权距离10.38,高于平均路径长度1.15,与机场集疏运道路等级划分特性明显更契合,但无标度特性并不明显。同时,通过模拟攻击实验发现节点强度对路网可靠性的影响比节点重要度大,通过对该类节点加以重点保护能有效提高机场集疏运路网的可靠性。     

基于遗传算法的定制公交多停车场多车线路优化

为了有效地定制公交线路方案以提高运行效率,针对目前定制公交多停车场多车线路优化大多采用先聚类后求解的问题,以及在进行定制公交线路优化建模时忽略上车区域到下车区域距离,或者将其设定为定值的问题,提出一种基于遗传算法的采用三段式混合编码方式的优化求解方法.根据实际过程中定制公交线路优化问题的描述,以路网中所有定制公交车辆总运营里程最小为优化目标,构建满足多个停车场、多个上下车站点、多辆定制公交车的线路优化模型.通过对模型的结构进行分析,采用包括停车场段、上车站点段、下车站点段的三段式混合编码、分段交叉以及翻转变异等遗传操作方法求解.以兰州市城关区部分交通网络为例,求解包含2个定制公交停车场、12个上下车站点的实际算例,以验证模型及算法的合理性.结果表明,采用基于遗传算法的三段式混合编码方式的算法能快速完整地求解出定制公交线路优化方案.该算法与K-means和遗传算法的混合算法相比,总运营里程减少2 km,上座率提升18.375%,定制公交车辆数减少1辆,运算时间能节省38.24%.