多层次多模式综合交通网络设计研究

基于多层次多模式研究如何设计可持续的综合交通网络. 根据交通网络层次特征定义了层次因子,结合交通负外部性定义了广义路径费用,构建了多层次多模式综合交通网络Logit-随机均衡的非线性规划模型,并构造了多层次多模式交通网络设计算法;通过算例网络的数值试验,着重分析了网络广义费用总量的层次结构弹性与需求弹性,以及模式分离参数对不同层次结构网络的广义费用总量的影响,与模式分离参数取定不同值的情况下平均广义费用的需求弹性;分析表明,在考虑层次性的情况下所设计的综合交通网络能更好地适应需求的增长,且层次结构网络对模式分离参数是不敏感的.     

城市多模式交通网络与广义枢纽协同优化研究综述

《交通强国建设纲要》提出构建便捷顺畅的城市交通网，注重一体化融合发展，强化方式衔接。基于城市多模式交通网络与枢纽衔接和转换的重要功能，提出了广义枢纽概念，围绕多模式交通网络与广义枢纽的供需特征、交通分配、优化方法、仿真研究等进行研究综述。基于城市综合交通呈现“多方式出行需求、多模式网络供给”发展趋势，提出未来重点研究方向，包括多模式交通网络供需特征及互动机理、一体化方式划分与交通分配、多模式网络与广义枢纽协同优化和多模式组合出行与广义枢纽仿真。上述重点研究方向将为提升城市综合交通系统一体化水平、提高城市综合交通系统运输能力、缓解城市交通拥堵、优化出行方式结构提供支撑。     

多层次交通网络的UE与SO混合均衡与效率损失

缓解城市交通拥挤,改善交通网络效率是城市经济社会发展的重要议题,实际交通网络的多层次性被证明能改善交通网络性能.多层次的现代城市交通网络中部分车辆受控于交通诱导与控制中心,遵从系统最优原则(SO),而其他出行者服从用户平衡原则(UE),建立了这种多层次混合交通均衡及其等价变分不等式,并推导出了多层次混合均衡的效率损失上界.该效率损失上界与网络层次结构、道路路况、交通需求水平、交通诱导信息渗透率相关,其特殊情况与以前所报道的结果吻合.     

交通网络结构优化的改进Dial算法

引入交通网络层次性这一基本特征来研究面向交通网络结构优化的配流算法.在充分分析算法的实践与理论基础后,定义了层次因子,并利用层次因子来计算最短路径、路段似然和路段权重;设计了基于Dial算法的交通网络结构优化算法.实例研究表明,所设计的算法可以通过将网络层次状况控制在合理范围内来有效地调节和优化交通网络资源配置,相对于Dial算法而言具有找到更优网络结构的灵活性.     

考虑需求预测不确定性的交通网络设计

为分析需求预测不确定性对交通网络设计的影响,根据需求预测结果的不同类型,建立了适用于连续型需求的基于灵敏度分析的交通网络设计模型和适用于离散型需求的基于未来情形预测的交通网络设计模型。模型均由两项组成,前一项表示网络效益,后一项表示网络稳定性。给出了两类模型的构造过程,探讨了模型的求解方法与适用范围。计算结果表明:随着设计参数变小,网络效益变小,网络稳定性变大,进而得到不同的网络设计结果。可见,考虑需求不确定性的模型能准确地反映实际的交通网络设计目标。     

基于广义出行费用的城市综合交通方式优势出行距离研究

为研究城市综合交通网络结构,帮助决策者合理配置城市交通资源,本文研究了城市综合交通网络中基于广义出行费用的各交通方式优势出行距离概率密度曲线.分析居民出行的广义出行费用(即交通方式的服务水平,包括出行时间和票价等)可以确定城市中常见交通方式出行所需的平均花费水平,从而构建出同一出行网络中不同交通方式优势出行距离的概率密度曲线,对概率密度曲线进行分析和拟合可以得到固定形式的基于广义出行费用的城市综合交通方式优势出行距离概率密度模型.最后,以南京市为例进行实证分析.     

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充分考虑城市轨道交通网络中影响乘客路径选择的主要因素,包括乘车时间、换乘次数和换乘时间,通过对换乘时间进行惩罚,构造了包括换乘在内的城市轨道交通网络的路径广义费用模型,基于随机效用理论分析了乘客的路径选择行为.根据最短路径费用定义OD之间的有效路径集合,同时,使用路径相对费用代替路径绝对费用,对传统Logit模型进行改进,提出基于改进Logit模型的城市轨道交通网络客流分配方法.采用基于图的遍历算法确定OD间的有效路径.最后,以2008年北京市轨道交通网络为研究对象,对模型和算法进行了分析和验证.     

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通过研究多阶段综合交通网络设计问题,本文提出需求不确定条件下双层规划模型.上层规划为在资金预算约束下实现所有需求情景下消费者剩余的最大化,下层规划在上层规划的网络投资决策下,考虑了多种运输方式的协作、流量均衡和能力负荷约束,实现不同需求情景对应的消费者剩余最大化.并通过算例分析对模型和算法的有效性进行验证.与已有的研究相比,本文所建立的模型能够同时优化综合交通网络的最终形态及其建设时序,既考虑了各年度交通基础设施建设与交通需求的协调发展,又体现了交通方式间的协作与平衡发展,为区域综合交通网络的逐步完善提供较好的辅助决策支持.     

基于旅客差异性的城际轨道交通价格弹性需求分析

城际轨道交通的旅客存在差异性,当票价价格调整会导致不同类别的旅客需求程度变化,进而影响到运营管理部门的收益.为明确不同层级城际旅客对于票价的弹性需求,设计了基于旅客差异性的价格需求弹性模型,通过广义费用划分不同旅客属性,在通道平衡配流的前提下,建立价格与客运量及弹性需求系数的函数关系,将模型应用于西安北客站至机场快速轨道交通,结合城际旅客出行调查数据及通道内综合交通现状数据,将城际轨道交通票价设为变量,运算得到价格调整下不同旅客的价格弹性需求系数及其变化规律,结果表明:研究结果符合实际情况,能够为运营管理企业的价格决策提供借鉴依据.     

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。      

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基于广州居民出行调查成果,本文从模型架构、效用函数基本形式、参数标定及校核等几个方面对交通方式选择模型的构建进行研究. 提出了方式划分的基本原则,并针对无车家庭、有小汽车家庭和摩托车家庭构建层次划分. 以小汽车家庭为例,阐述方式划分的基本形式. 进而,提出了方式划分参数标定的方法和基本步骤以及系数校核的关键点. 最后将预测结果和实际观测数据进行比较,验证模型的有效性. 本文提出不同层次交通方式划分模型,提高了模型的精度,并在效用函数中引入收入、车辆拥有和吸引量等因素,增强了模型的适用性,为其他类似城市交通方式选择模型的构建提供一定的参考.     

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针对综合运输网络运量预测需求,建立了多式网络分层分配模型,以分层网络拓扑结构和相应路径搜索算法的改进为重点,建立了适合分层网络结构的运量分配模型. 分层网络模型中心节点代表城市中心和换乘枢纽,相应地构建适用分层网络结构的广义费用函数、路径搜索算法. 以本文研究方法为基础开发了辅助计算系统,用于解决大规模运输网络的运输需求预测问题. 以在建的京沪高速铁路沿线运输网络为研究案例,研究结果验证了本文构建的多方式分层分配模型的有效性与实用性.     

考虑街区尺寸的不同交通方式广义出行成本分析

我国的城市规划理念逐渐从封闭小区转向开放街区,以实现街区内部道路公共化,优化路网布局.但不同街区模式对城市交通的具体影响缺乏定量研究.为此,本文区分街区内外部出行,分析了街区尺寸对城市路网交通性能(出行距离、时间及转弯次数)的影响,并基于出行时间和费用,构建了各种交通方式广义出行成本,分析其在不同街区尺寸下的变化特征. 结果表明,给定路网规模下,街区尺寸越大,平均内部出行时间占比越高,越不利于公共交通出行,例如当街区尺寸为 600 m 时,公共交通方式下的平均内部出行时间占比高于私家车 10%.未来城市规划需更多地考虑街区尺寸的影响.     

层次分析法在可持续交通系统评价体系中的应用

层次分析法是建立可持续交通系统评价指标体系中的一项关键技术,以具体城市为例,介绍利用塔式结构的评价模型,采用层次分析法计算各评价指标的权重,进而得出城市可持续交通系统的综合评判值。     

旅客出行广义费用及客运产品分担率研究

研究我国客运专线建成后,城际间旅客出行广义费用及各客运产品的分担率.选择经济性、快速性、方便性、舒适性和安全性为衡量指标,建立各运输产品广义费用函数,根据旅客出行意愿调查结果,对广义费用进行模糊评价,从而预测得到各运输产品分担率.最后对北京至石家庄客运通道各种客运产品的分担率进行计算.     

路堑环境协调性评价指标体系与评价方法

为了评价路堑与环境的协调性,构建了路堑协调性评价指标体系。由视觉环境协调、生态环境协调、交通环境协调构成了准则层,线形等8项内容构成子准则层,公路线形与地形的协调程度等22个指标构成指标层,利用层次分析法给出了各级指标的权重,利用多级模糊综合评价获得了路堑协调性评价的结果,并给出了基于层次分析法的多级模糊综合评价方法算例。