基于路网可靠性的关键点段辨识——以乌鲁木齐市为例

传统的连通可靠度分析只适用于极端情况下的路网状态评价,而基于连通可靠度的关键节 点、关键路段的识别,能够分析常规条件下的城市网络可靠性。以乌鲁木齐城市路网为研究对 象,采用路网效能和路网效率为评价指标,辨识路网的关键节点和关键路段,并对所有节点和路 段进行统计分析。研究结果表明：在城市路网中起重要作用的节点或路段只占总体的很小部分, 而其余大部分对路网的影响是较小且相似的;由于老城区路网发展已近饱和,关键节点多集中在 此区域;城西开发区路网尚未完全形成,在未来发展过程中应重视该地区的关键点段,以防止出 现潜在的拥堵状况;关键路段中,除河滩路之外,其余多数为东西走向的道路。     

交叉口进口道展宽方式与拥堵原因案例分析

对于城市道路交通瓶颈路段拥堵的研究主要集中在车道减少、 事故施工、 进出匝道、 信号配时以及公交影响等方面, 而交叉口进口道展宽方式造成拥堵产生的相关研究较少。 文章提出交叉口进口道车道数变化是造成交叉口及路段产生瓶颈及拥堵的重要原因之一, 从交叉口进口道展宽方式、 区域车辆变道和总体车流特性方面对拥堵成因进行研究与分析, 并提出相应改善措施以供参考。     

基于网络负载容量模型的城市路网级联失效研究

在城市道路交通中,关键路段的失效可能导致路网的大面积拥堵,为了准确判断城市道路交通网络的关键路段,首先采用原始法构建城市道路交通网络的几何拓扑图,并在已有的交通网络级联失效模型基础上,考虑了城市道路网络的有向性和拥堵的局部扩散特性,对模型的初始负荷定义及失效负载重分配的规则进行了改进,并采用改进后的模型对不同路段破坏失效进行了模拟分析,研究了不同路段发生破坏后拥挤的扩散过程.采用破坏影响后的路网平均距离降低比例和失效路段所占比例来反映路段的破坏程度,最后对路网中的路段进行重要度排序,并结合路段在路网中的度、介数及级联失效的影响程度等指标,利用K-Means聚类分析对路段进行了聚类.结论表明:只考虑路段上的流量大小或路段的一些静态指标并不能够准确判断路段的重要度,路网中往往还存在一些潜在的重要路段,考虑多种指标对不同路段进行聚类更具合理性.     

基于合理路径的拥挤路网交通状态分析方法

为防止路网交通拥堵的扩散,考虑路段状态指标饱和度和行程时间的影响,建立了基于合理路径集的路网分析模型.将非拥挤区域从内到外分为控制层、诱导控制层、诱导层和无关层4个层次,反映了路网状态的空间分布和潜在演化趋势.基于交通分配得到的流量,对本文的状态分析模型进行了数值验证,仿真结果表明:各层次路段在路网中的比例随流量的增大而变化,且拥堵区域呈现扩张趋势;高峰时段各层次路段的比例为20%、5%、10%、10%和56%;同层次中饱和度越大的路段对拥堵区域的影响越大.     

考虑出行者不同理性程度的拥堵交通流分配方法

为研究出行者感知偏好对交通分配结果的影响,本文构建了微观路径选择模型,提出拥堵条件下受路段通行能力限制的交通分配算法。引入出行者决策过程中的后悔和无差别化阈值,考虑出行时间和排队时间的心理感知差异,构建不同理性程度下的路径选择概率模型。在集计水平上,考虑当前路段及其上下游路段通行能力限制、路段车辆空间排队和溢出,提出路段车流量流入、流出的修正方法。采用增量加载分配方法,研究路段车辆的消散特性,再现了从个体路径决策到宏观路网状态的演化过程。基于Nguyen-Dupuis仿真网络,比较不同算法下各路段的拥堵车辆和各路段车辆流入、流出情况。结果表明：出行者个人偏好感知会显著影响拥堵路段的成本函数,是出行者路径选择的关键因素,但是出行者个人偏好对非拥堵路段的车辆流入、流出影响较小;考虑个体偏好的交通分配方法能降低路网的平均饱和度。本文提出的考虑有限理性的拥堵交通分配方法可应用于拥堵路网的交通诱导,有利于促进道路资源的合理利用。     

基于在线地图交通态势分析的路网拥堵状态识别

为了实现道路网实时拥堵状态识别,以在线地图的历史延时指数为基础,用相邻路段有效拥堵状态发生时间顺序、持续时间阈值和流向流量关系识别传播性拥堵,用拥堵发生频率和持续时间阈值识别单路段系统拥堵,由此确定特定周期内的系统拥堵路段集合Nmax.以其集合范围内相邻路段时刻t的延时指数,以及其邻近拥堵持续时期的皮尔逊相关系数计算传播性系统拥堵程度值DtS;以非传播路段时刻t延时指数计算DtS?;综合前两者得到路网系统拥堵综合程度DtN,并找出该周期内的极限拥堵程度量化值.用Nmax内路段实时延时指数和实时拥堵路段数与极限拥堵状态对应的数值进行比较,计算实时拥堵程度的量化值.经实验证明,该方法能够反映路网系统拥堵形成的规律,实现路网实时拥堵状态的快速识别.     

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.     

基于时空自相关的道路交通状态聚类方法

城市道路交通状态的识别对交通管理部门进行交通管理控制、出行诱导,以及 道路设施改造具有重要意义.本文运用时空Moran 散点图探索城市道路交通的时空关联 性,并据此构建一种基于时空自相关预分类的道路交通状态层次聚类方法.运用本文所提 出的聚类算法,以北京市二环快速路外环方向的路段为例,进行聚类研究,并分析了各类 型路段的交通状态时空特性.案例研究表明,所提出聚类算法能对道路交通状态进行有效 判断,充分反映交通需求与路网结构之间的内在匹配关系.特别是畅通异质和拥堵异质两 种交通状态的提出,为识别高峰时段路网中的瓶颈路段和能力富余路段提供了一种新的 思路和方法,进而可为完善路网、缓解拥堵及制定交通管理措施提供依据.     

路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理

为尽快将路网宏观基本图理论应用于实际交通管控中,利用车流波动理论从交通流状态演化的角度分析路网宏观基本图中磁滞现象的产生机理。以日本京都市的实际观测数据验证部分结论的可靠性。通过理论研究及案例分析发现:1)路网中低密度、高流量的交通流状态经过拥堵流状态后转化为低密度、低流量的交通流状态是磁滞现象产生的重要原因;2)在相同路网车辆数的条件下,相较形成过程,磁滞环的消除过程会使得路网中产生更多的拥堵路段及拥堵溢出点;3)当路网中存在非拥堵路段可供逐渐增加的车辆选择时,路网宏观基本图有可能在磁滞环形成过程中出现路网车辆数持续增加、但路网总流量保持不变的奇异现象。     

基于社团结构发现的公交专用道施划影响分析

城市道路施划公交专用道是保障公交优先的重要举措,但会压缩社会车辆的运行空间,使得高峰期部分社会车辆不得不选择其他道路出行,从而对路网中其他交通流运行造成影响,严重时可能会引发更大范围的拥堵.因此,准确确定施划公交专用道后的交通影响范围是城市交通管理、控制与诱导策略制定的依据.本文结合城市路网的复杂网络结构特性及网络动力学基础,认为影响范围内的路段间存在相似性,可将问题转化为复杂网络的社团结构发现进行研究.以对偶拓扑的方式获取城市路网结构,通过改进的随机行走转移概率推导出网络节点相异度,采用凝聚算法划分出路网社团结构以确定影响范围.最后对北京市京通快速路施划公交专用道的实例进行数值分析和对比研究,证明了本文研究方法的可行性,也可为交通领域相关研究提供新的研究思路及方法.     

基于城市路网水平分级体系的道路横断面设计——以无锡市蠡溪路为例

常用的城市路网分级体系存在局限性,导致道路横断面设计以＂车＂为本,过于强调道路的＂通道＂功能,而忽视人们活动的＂场所＂功能。为解决这一问题,对现行基于城市路网垂直分级体系（快速路、主干路、次干路、支路）的道路横断面设计方法进行分析,提出＂两类（街与道）五级（商业街、景观街、生活街和主道、此道）＂的城市路网水平分级体系和考虑道路两侧土地利用、空间环境、交通运行、公交优先和慢行保障五方面因素的道路横断面设计方法,并将该方法应用于无锡市蠡溪路。实施结果表明,基于城市路网水平分级体系的道路横断面设计方法,使道路充分发挥车辆出行的＂通道＂功能和人们活动的＂场所＂功能,实现了城市道路设计中＂以人为本＂的目标。     

城市道路交通网络容量问题分析

城市道路网络容量是判断现状城市道路网是否处于一种平衡稳定状态的重要决策变量。在对路网容量影响因素进行分析的基础上,将路网容量计算方法按照微观和宏观2个层面划分。针对研究路网容量存在的问题,提出一种新的基于出行者随机路径选择的研究路网容量方法,为今后深入研究在复杂道路条件下的路网容量提供科学理论依据和技术路线。     

基于二流理论的宏观交通评价模型的建立

为研究宏观道路网络交通特性,以二流理论为基础,建立道路网络宏观交通特性的评价模型。该模型引入图论的分析方法,考虑可达性的评价指标和街道的实际交通情况,全面而抽象地描述城市道路网络路段与交叉口之间的关系,并给出道路网络宏观交通特性的评价指标,最后以一简单实例说明利用该模型评价城市道路网络宏观交通特性的过程。     

关于城市道路合理间距理论推导的讨论

城市路网是城市交通与城市发展的骨架,对合理路网间距的认识是路网规划的关键。但对合理路网间距的认识存在若干观点,致使路网间距的合理取值范围较大。目前城市规划与交通工程专业书籍中经常提及的是路段通行能力的交叉口间距折减系数法和最佳公交线网密度分析法。本文采用逻辑推理的方法,指出路段通行能力的交叉口间距折减系数分析存在逻辑错误,公交最佳路网密度缺乏应有的应用前提分析,这些不足是导致我国城市路网密度不足的重要原因之一。     

路网容量压力测试方法研究

路网容量是对城市道路网进行综合评价的一个重要指标,由于理论模型计算精度的不足,建立一套研究路网容量的方法是目前紧迫的需求。研究将压力测试的方法运用到交通领域,采用实验交通工程学的理论思想,考虑路网容量影响因素及路网运行质量评价指标,建立路网容量压力测试方法,确定路网容量,为路网规划以及交通的管理与控制提供理论支持。     

机动车保有量与城市主干道路网容量的相关性分析

在从经济角度深入分析我国机动化进程的基础上，对机动车保有量与城市主干道的相关性进行了分析，进而以协调发展为目标，实现了基于Madab环境下神经网络近期机动车保有量预测模型和基于路网客量的长期路网规划模型，并以北京市为例进行了相关的定量研究。     

基于路网容量的土地利用强度分析

为避免对土地进行盲目、无序地开发,从而带来所引发的交通量超出周边城市道路网络容量,或开发强度不足而没有充分利用土地价值等问题,一个解决思路是在确定从周边各区域至所研究的目标区域的所有路径、路径通行能力和路径流量的基础上,以路网的剩余容量为限制条件,论证所研究目标区域的土地开发利用强度。尝试建立数学模型以描述路网的剩余容量与土地开发利用强度的关系,并给出算法。最后,以一个实例论证此方法的可操作性。     

城市路网模块结构探测及Hub路段诊断算法

为了剖析城市路网拓扑结构的复杂性,识别路网中的关键路段,根据模块结构理论,分析了城市路网的聚类特性,提出了一种适用于城市路网模块结构划分和Hub路段诊断的算法——GN-T算法.该算法通过逐条移除介值最大的路段实现模块结构的划分,从而诊断出路网中的Hub路段.为确定模块结构的最佳划分,提出了一个改进的模块度函数.以武昌区路网为例对该算法进行验证,结果显示:武昌区路网模块度的最大值为0.41,表明该路网具有明显的模块结构特性;利用该算法诊断出的Hub路段与实际情况相符,证明了该算法的有效性和实用性.      

城市信号控制路网中的路段行程时间估计方法

为了精确检测城市信号控制路网中的路段动态行程时间,分析了路段流量受交通信号控制策略影响的波动规律,提出了基于交通量图偏移的路段行程时间计算方法。研究了不同断面交通量图的相似性,根据最大相似度时交通量图的偏移,计算了断面间路段动态行程时间,并与调查结果进行了比较。比较结果表明:在城市路网封闭路段,平峰、高峰的不同时间长度内(5、10、20 min),平均行程时间最大平均相对误差为7.1%,因此,计算方法可行。     

城市路网容量约束下的机动车发展规模研究

研究与一个城市道路网络发展规模相适应的机动车辆拥有规模对解决日益严重的城市交通问题具有重要意义.给出了城市路网容量和路网服务水平的概念,建立了路网容量计算模型,得到城市路网容量约束下的城市机动车发展规模的确定方法,为城市机动车需求管理提供了理论支撑.研究方法在确定2010年、2020年重庆市主城区机动车的合理发展规模中得到应用。