路网布局结构对路网容量的影响研究

本文从提高道路资源利用率的角度出发,研究了路网布局结构对路网容量的影响。文中提出在道路规划建设前期,应通过充分的调查估算OD需求量、客货源集散点,保证路网结构与交通流分布的一致性,从而提高路网资源的利用率,减少建设的盲目性。对于路网已经定型、无法扩建的城市或地区,则应根据交通发展的需要,合理调整路网布局结构、改造路网中的瓶颈路段,从而改善道路通行条件,提高路网系统容量。     

基于两阶段启发式算法的公路网布局研究

为形成科学、合理的公路网布局方案,为公路网布局实践提供理论支撑,以节点重要度为基础,在一定的约束条件下,以满足节点间的运输需求为目的,以路网总旅行时间最小为目标构建混合整数规划模型.在此基础上,以路段重要度和运输需求为启发式条件,设计基于随机游走算法和模拟退火算法的两阶段启发式算法,对MATLAB生成的随机算例进行求解.计算结果表明,在算法迭代初期,节点重要度较大的节点优先被连通,伴随迭代次数的增加和一定的随机扰动,节点在实现全部连通的基础上以路网总旅行时间最小为目标进行优化,最终获得目标函数值最优的公路网布局方案.算例求解过程符合公路网规划实践规律,表明了该模型和算法的有效性,同时表明模拟退火算法对随机游走算法求得的初始解具有一定的优化效果.可以看出,两阶段启发式算法能在较短时间内求解NP-hard问题并获得相对满意的解,可为求解大规模网络优化问题提供一定的方法借鉴.     

上海市历史城区震后应急救援路网评价与优化

随着我国城市化进程加快,自然灾害问题也日渐凸显,作为主要自然灾害之一的地震正在严重影响着我国城市的公共安全.城市交通系统是城市重要的生命线,因此研究震后城市应急救援道路网络连通可靠度具有重要的现实意义.历史城区由于其建筑多为老旧平房,抗震性能差,而且城区道路空间局促,在遭遇地震时路网更易堵塞.本文以上海豫园区域路网为例,基于瓦砾堆积模型对震后路段通行概率进行计算,采用蒙特卡洛模拟方法对路网节点连接可靠度进行计算,对震后路网路段单元和节点的可靠性进行评估,并在此基础上判别关键路段和优化应急医疗救援路径.     

震后区域路网运输优化调度模型

震后区域路网由于受众多随机事件影响,路段通行能力下降,从而导致行程时间波动性增加.建立了以运量方差积最小为优化目标,从交通流合理分配的角度出发的无差别和考虑运输任务差别的交通流运输网络优化调度模型,用二次加权平均算法求解模型.通过对模拟仿真网络的计算结果表明,该模型能较好解决震后运输网络交通流分配问题.     

基于改进GN算法的路网脆弱性诊断模型

分析了路网脆弱性的含义.根据道路网络的特点,改进了复杂网络理论中的社团划分算法———GN算法,提出了基于GN算法的路网脆弱性诊断模型.以路段介数值作为评判路段重要性的依据,在已知路网基本结构条件和交通需求分布的条件下,对路网中脆弱路段的空间分布和脆弱路段的失效顺序进行了识别.实例分析了基于GN算法识别路网脆弱性的诊断效果和模型的实用性.     

基于最大流的路网结构优化

用组合图论法构造道路网络的赋权有向图,分析路网结构的均衡性,确定造成路网不均衡的关键路段．利用网络可行流的平衡关系,以流等价和点守恒原则为约束条件,建立网络最大流模型．根据最大流最小割定理,用割集矩阵法求网络的最大流．网络流量最大时,那些流量饱和的路段即为关键路段．增加关键路段的通行能力,即可增加路网的通行能力．     

基于路网阻抗及交通效率的单向交通组织优化方法

为提高支路的利用率,以降低主干道的交通压力,从降低路网阻抗及提高交通效率的角度出发,提出单向交通组织的优化方法。建立以路网阻抗及出行时间最小化为目标的双层优化模型,其中上层模型通过优化支路的单向交通组织方案使得目标值达到最小,下层模型按照容量限制——增量加栽方法进行交通量的重分配。通过建立虚拟路网,类比分析单向交通组织优化前后的路网阻抗及出行时间,验证单向交通组织的优化效果。     

基于交通均衡理论的城市干道网改扩建布局规划模型

针对城市主干道网构建虚拟交叉点和虚拟路网,采用虚拟路网OD迭代反推技术,获得各虚拟节点间的现状出行量;利用交通均衡模型对其均衡配流,获得虚拟路网各单元的均衡结构参数。在此基础上,通过分析城市干道网存在的布局结构缺陷,给出系统改扩建优化方案。为城市干道网改扩建布局规划方案的宏观一体化优化和评价提供理论依据和分析方法。     

基于交通均衡理论的城市干道网改扩建布局规划模型

针对城市主干道网构建虚拟交叉点和虚拟路网,采用虚拟路网OD迭代反推技术,获得各虚拟节点间的现状出行量;利用交通均衡模型对其均衡配流,获得虚拟路网各单元的均衡结构参数。在此基础上,通过分析城市干道网存在的布局结构缺陷,给出系统改扩建优化方案。为城市干道网改扩建布局规划方案的宏观一体化优化和评价提供理论依据和分析方法。     

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。     

考虑可靠性的降级路网最优路径搜索方法

针对路网降级时路网出行时间的随机性和可靠性对出行者路径选择影响较大的问题,研究了降级路网可靠性路径的选择方法．基于BPR路段出行时间模型,构建了降级路网路径出行时间的均值模型及其可靠度模型．以路径出行时间最小、路径出行时间最可靠为目标,构建了路径选择的双目标加权规划模型,设计了基于改进蚁群算法的模型求解算法．算例分析表明：该算法能快速获取可靠的路径．     

城市路网畅通可靠度计算方法及其应用

常规路网畅通可靠度计算方法难以对路段多、结构复杂的大型路网进行全面优化.为进行简化计算,首先给出畅通可靠度的定义及畅通标准,然后提出考虑各等级道路影响的路网畅通可靠度的近似算法并分析其影响因素--路网饱和度和路网密度.以北京市五环以内路网为例,利用浮动车数据及近似算法计算路段畅通可靠度及交通小区路网畅通可靠度.评价结果...     

考虑大型活动影响下的路网改造优化模型及算法

由于城市交通需求在日常和大型活动期间有较大差异,建立考虑大型活动影响下的路网改造一主多从双层规划优化模型,上层规划以城市路网改造成本和改造后路段饱和度最小为目标确定路段改造能力,下层规划分别考虑日常和大型活动两种交通需求下的用户均衡模型,并设计了基于混沌的模拟退火求解算法. 算例分析中,路网改造前的饱和路段比率分别为8.3％和41.7％;同时考虑日常和大型活动两种交通需求改造后,饱和路段比率分别为0和8.3％;单独考虑日常交通需求改造后,饱和路段比率分别为8.3％和33.3％. 这表明同时考虑两种需求改造后的路网能更有效地缓解交通拥堵.     

基于随机退化路网的碳排放收费优化模型

结合随机通行能力退化路网和双参考点累计前景用户择路模型,构建了引导低碳出行的碳排放收费多准则双层优化模型.上层模型以系统碳排放量最少为目标,搜索最优收费路段并识别最优费率.下层模型基于双参考点累积前景用户和随机退化路网,构建综合考虑行程时间、累积到达时间感知价值、过路费和油费的多准则流量分配模型.设计了基于路段碳密度的启发式算法对模型求解,并采用双向 Nguyen Dupuis路网验证了模型和算法的有效性.研究表明,合理设置收费路段和收费标准能够有效降低全网碳排放总量,但若收费标准设置过高,会降低原瓶颈路段的通行能力,并人为制造新的瓶颈,反而使全网碳排放量上升.     

基于随机退化路网的碳排放收费优化模型

结合随机通行能力退化路网和双参考点累计前景用户择路模型,构建了引导低碳出行的碳排放收费多准则双层优化模型.上层模型以系统碳排放量最少为目标,搜索最优收费路段并识别最优费率.下层模型基于双参考点累积前景用户和随机退化路网,构建综合考虑行程时间、累积到达时间感知价值、过路费和油费的多准则流量分配模型.设计了基于路段碳密度的启发式算法对模型求解,并采用双向 Nguyen Dupuis路网验证了模型和算法的有效性.研究表明,合理设置收费路段和收费标准能够有效降低全网碳排放总量,但若收费标准设置过高,会降低原瓶颈路段的通行能力,并人为制造新的瓶颈,反而使全网碳排放量上升.     

交通运输网络能力限制路段分析及扩能优化研究

交通运输网络是交通运输系统的重要组成部分,确定交通运输网络中的能力限制路段,设计合理的路网扩能优化方案都是交通运输部门需要面临的问题。本文依据最大流理论制订了路网能力限制路段的确定方法,建立了以换算扩能费用最小为目标的扩能优化模型并设计了相应的求解算法。算例表明,本文研究的模型及算法是有效的,且扩能优化方案中的扩能路段与路网能力限制路段基本上是一致的。     

基于疾病传播理论的小区域节点协调控制算法

为降低小区域路网整体调控策略制定难度,缓解区域交通拥堵问题。通过将疾病传播理论和复杂网络中的相关理论运用到道路网络中,构建管控策略预判模型,建立了交通路网中关键节点的监控算法。该算法只需在网络中监控部分关键节点就能够起到对整个路网监控的效果,从而针对关键节点的不同状态运用不同管控方案,有效改善区域交通拥堵状态。     

基于蚁群算法的铁路空车调整优化模型设计

针对铁路空车调整问题,采用蚁群算法解决此问题,建立以空车走行公里数最小为目标的优化模型,并给出求解算法。算例分析表明模型的正确性和算法的合理性,将蚁群算法的时间复杂度与其他一些解决空车调整问题的算法的时间复杂度进行比较,充分体现蚁群算法解决大规模路网空车调整问题的优越性。     

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在传统的公路网路线布局优化模型的基础上,对节点重要度、路段重要度及网络重要度模型分别进行了改进. 改进模型综合考虑了节点的社会经济情况及路网交通需求在各节点之间的空间分布情况,将节点的客、货运输量作为确定节点重要度的重要指标,同时将节点之间的OD交换量、路段长度以及与两节点直接连通的节点个数作为确定路段重要度的变量,并将改进的重要度模型引入目标函数当中,建立一种适用于国家级干线公路网的组合优化模型,并运用遗传算法对所建立的组合优化模型进行求解. 基于东北地区高速公路网规划案例进行的仿真试验表明,该模型是可行的、有效的,可以为公路网规划提供一些借鉴和参考.     

上海陆家嘴金融城东扩区交通承载力与土地利用的协同发展

为实现土地开发与交通系统的协调发展,针对特定开发地块,采用交通承载力方法分析不同开发情境下的土地极限容积率。提出交通承载力动态静态结合模型,以静态道路网络容量测算路网总体服务水平,以交通动态模型分析关键路段服务水平,分别与路网可接受服务水平及路段临界服务水平比对,研究土地的临界开发强度,以陆家嘴金融城东扩区为案例,指导东扩区土地开发,同时为地区控详规划调整提供交通分析支撑。