城市混合交通网络系统优化模型及其算法

针对中国城市混合交通网络的特点,考虑影响出行者交通选择的主要因素,分析了城市混合交通网络中出行者的交通选择行为(包括交通方式选择和路径选择);从交通需求的角度出发,基于BPR公式构造了城市混合交通网络的路段阻抗函数,提出了城市混合交通网络流量分离及分配的变分不等式模型.在此基础上,以城市交通网络系统总阻抗最小为目标,以城市交通管理的政策为手段,采用双层规划方法构造了城市混合交通网络的系统优化模型,并设计了其求解算法.最后通过数值算例,分析了不同交通需求条件下,各种出行方式的流量变化情况以及应采取的系统优化策略.计算结果表明:无论在拥挤条件下还是在非拥挤条件下,优先发展公共交通都是降低网络总费用的有效手段.     

城市“断头路”对交通的影响及解决对策

通过对淄博市主城区道路网络进行调研分析,提出"断头路"对城市交通的不利影响,从规划控制、运行管理、工程建设等多方面提出"断头路"问题的解决对策,并进一步从梳理道路功能、提高路网密度的角度提出解决交通问题的策略,为城市道路交通网络的建设和治理提出了新的思路。     

城市交通网络中相继故障问题的研究

为了探讨城市交通网络拥堵产生机理,在分析城市交通网络特性的基础上,建立了双层城市交通网络模型,构建了交通动力学模型,并引人累计到达目的地的车辆数目和网络瘫痪时刻2个参数来刻画交通网络拥堵相变。通过计算机仿真,分析了网络拓扑结构、车辆生成率、道路交叉口能力和网络规模对网络拥堵相变临界值的影响,运用车辆到达数目对时间的导数将网络划分为自由流、亚拥堵和瘫痪3种状态,并给出了对应的区间值。研究表明,对于随机出行网络和无标度出行网络来说,都存在自由相到拥堵相的相变,相变点的值可以用来衡量网络能力,且车辆生成率、交叉口能力和网络规模对网络能力有着不同程度的影响。     

城市路网畅通可靠性分析

借鉴网络可靠性分析方法,基于交通供需随机性分析,建立了适合城市交通系统的概率型评价指标———畅通可靠度;在此基础上,提出了道路单元及路网畅通可靠性分析方法。并以北京市二环内路网为例,对其交通状况进行了分析,结果表明利用畅通可靠性分析方法可以合理的评价分析路网的运行状态,从而使交通管理规划部门充分认识城市交通供需矛盾,实现有限资源的合理利用和路网潜力的充分发挥,最终从根本上解决城市交通问题。     

低碳经济下城市交通系统动力学模型及政策仿真

随着我国经济发展模式的调整,人们愈发关注由交通运输引发的一系列环境污染问题。新时期现代化交通运输系统逐渐向资源节约、绿色循环方向发展,在大力发展低碳经济的背景下,如何发展低废气污染的交通运输成为主要的研究方向。在深入研究城市交通拥堵和环境污染相互作用演化过程的基础上,从政府决策、人口、车辆、经济等因素出发,分析了城市人口数量与GDP、机动车保有量、交通基础设施建设、公共交通保有量、管理水平和交通政策对城市低碳交通发展的影响,利用系统动力学方法构建了受政策影响的城市低碳交通系统模型。以哈尔滨市为例,结合城市发展具体情况,利用Vensim PLE软件仿真分析了不同交通管理政策对交通碳排放和城市拥堵现象的抑制效果。以降低城市交通碳排量和保障城市交通效率最优为目标,给出了优化建议,探索了哈尔滨市在低碳经济背景下发展的城市交通发展方式。结果表明:限行限号政策、新能源车补贴政策可以有效缓解交通拥堵和减少尾气排放;交通供给侧改革政策可以解决交通拥堵问题;提升交通管理水平对尾气排放和道路拥挤具有缓解作用;采取灵活有效的交通管理政策,提高交通管理水平,将有助于减小交通拥堵现象,降低污染气体的排放,实现交通、人口、经济和环境的平衡。     

基于交通环境承载力的城市交通容量的确定方法及应用

基于交通环境承载力的城市交通容量是衡量交通可持续发展的一个关键定量指标,研究城市交通容量的基本理论和确定方法具有十分重要的理论和现实意义。在对各国交通容量的研究现状进行分析的基础上,将交通容量划分为微观交通容量和宏观交通容量,并给出了相应的定义。然后从系统的观点出发提出了一种新的基于交通环境承载力的城市交通容量确定方法并进行了应用。应用结果表明:该方法能够有效地确定城市交通容量,从而为政府部门进行城市交通规划、衡量城市交通可持续发展提供科学决策依据。     

马鞍山市交通网络布局质量评价研究

本文结合马鞍山市综合交通规划，应用笔者提出的城市交通网络布局质量评价技术理论成果，对马鞍山市交通网络布局质量进行了较为系统深入的研究，探讨了该市路网布局特点、问题和成因，并提出了初步建议，从而为制订马鞍山市近远期交通网络规划方案提供了良好的决策参考依据。     

基于粒子群算法城市道路网络容量最优设置研究

从对道路使用者(出行者)与政府追求不同的目标分析入手,建立上层为交通网络系统社会效益最优化,下层为弹性需求的交通均衡分配的双层规划模型,采用改进粒子群算法求解,研究城市交通网络最佳设置问题。通过实例计算证明其可行性。     

关于城市机动车发展水平的规划模型探讨

随着机动化水平的迅速提高,我国城市交通供给与交通需求的矛盾不断加剧,城市土地、环境等资源匮乏,城市交通畅通面临着越来越严峻的考验。论文将机动车发展对城市造成的直接影响归结为道路、停车、大气三大突出方面,提出了通过容量限制理智发展机动车的思路;进一步对城市路网容量、停车容量、环境容量进行了比较深入的研究,提出了城市机动车合理保有量的多容量限制双层规划模型,建立了交通流动态分布与交通系统容量的互动联系,为机动化水平与城市可持续发展之间的协调发展奠定了一定的理论基础,也为现代化城市的交通管理部门提供了一定的决策依据。     

城市群复合交通网络级联抗毁性

为保障城市群交通运输系统运营安全,解决城市群交通运输系统站点或线路故障引起的交通网络瘫痪问题,以"复合"的视角对网络级联抗毁性进行深入研究。针对不同运输方式交通网络节点、连边的差异性,构建基于强度和运输方式分担率的城市群复合交通网络模型,进行网络级联失效分析。考虑节点暂停状态对网络性能的影响,分析节点受损后的负载重分配,构建城市群复合交通网络级联失效模型,并引入基于观测信息模糊度的不完全信息攻击策略,以修正后的测度指标评估级联失效对网络抗毁性造成的影响。以呼包鄂城市群为例进行仿真试验,发现轨道子网的叠加增大了节点的过载承受能力,将大量失效节点转变为暂停节点。同时,容量参数、过载能力调节参数越大网络的级联抗毁性越强,而观测信息模糊度越大,网络级联抗毁性不一定越强,其产生作用的阈值为0.4。结果表明:复合交通网络的构建提高了单一运输方式交通子网的级联抗毁性。城市群交通子网的叠加可以增大节点的过载承受能力,将大量失效节点转变为暂停节点,通过增大节点容量并提高其过载承受能力,能够防止级联失效对复合交通网络产生的不利影响。通过对识别出的关键节点加强防护可以进一步优化复合交通网络的级联抗毁性。     

非合作交通网络中的Braess悖论及其避免

平衡交通流网络中存在一种看似矛盾的Braess悖论现象,即在交通网络中增加一条通路反而会降低网络性能。本文分析了悖论产生的机理,指出Braess悖论的出现是由于非合作网络中Nash平衡点不在Pareto边界上,并通过实例分析说明交通规划时应该尽量避免设计出可能导致Braess悖论发生的路网结构,而对于现有交通网络中存在的Pareto悖论现象,可以通过控制和诱导等策略使交通流的分配达到Pareto最优,从而避免悖论发生。     

道路交通安全管理规划理论与应用研究

分析了我国近年来道路交通安全形势,结合〈中华人民共和国道路交通安全法〉的要求,对编制道路交通安全管理规划的相关理论进行了研究.研究从探讨道路交通安全系统出发,提出了道路交通安全管理规划的定义和编制规划应遵循的原则,并给出了规划思路、规划技术路线和规划内容的建议.最后结合城市介绍了规划的实际编制过程.     

交通管制条件下城市道路网络模型及分配算法研究

城市道路网络模型及其算法是城市道路网络分析和分配的基础。本文首先分析了交通管制条件下原有城市道路网络模型和算法的不足,在此基础上提出一种改进模型和算法,并给出算例。这种改进的模型和算法能较好地满足实际分配的要求,在交通规划、交通管理和交通流模拟中都有着十分广阔的应用前景,且已经被成功地应用于郑州市综合交通规划中。     

基于交通仿真软件的交通组织方案评价研究

结合交通规划软件TransCAD的OD矩阵反推和仿真软件Vissim动态交通分配仿真的技术优势, 提出了一种较实用的交通需求OD推算方法和城市路网动态交通分配仿真技术,建立了城市路网动态交通分配仿真流程,使仿真效果达到了从宏观到微观系统分析路网规划方案以评价路网交通性能与管理效果的目的,并运用该技术方法对重庆市南坪交通枢纽改善工程组织方案进行比选,得出了交通组织方案的优劣.     

无干扰城市道路交通设计

该文介绍了一种"无干扰城市道路交通设计"。它是一种没有红绿灯的、全过程无干扰的城市道路交通设计方案或方法,它包括无干扰干道网络设计和无干扰区域网络设计。该方案通过采用熊氏无灯交叉通行法的关键技术、单向通行技术、环形道路设计,创新网格区域车流和干道网车流的无干扰交互模式,规避了各种道路交通干扰因素,实现了道路交通全过程无干扰运行模式,避免了道路交通的梗塞效应,从而大幅提高城市道路交通通行能力,彻底避免目前的高峰时段恶性塞车情况,大幅提升汽车通行速度,减少汽车燃料消耗和尾气排放。该设计同时提供了两种方案,能够同时满足新城规划和老城改造的需要。同时,该方案的实施成本非常低廉,是解决当代城市交通难题的绝佳方法。     

基于粗糙集的路网瓶颈路段识别方法

为了更加准确地识别路网中的瓶颈路段,并向路网规划与交通管理提供决策支持,确定了路网瓶颈路段识别的主要影响因子,利用粗糙集方法将通行能力、路网拓扑结构、安全性、常发性拥挤频率与交通流时间均衡系数设为瓶颈路段识别的条件属性.提出了基于粗糙集的路网瓶颈路段识别方法,通过规则提取以识别路网瓶颈路段.通过一个示例路网,验证了路网瓶颈路段识别方法的有效性.该方法也为交通管理者提供了一种实用的路网瓶颈知识获取方法.     

基于路网子图空间的交通流平衡分析方法

通过定义路网子图空间,提出了基于路网子图空间的Wardrop平衡原理,建立了相应的交通流平衡分析模型,并通过实例阐释了偏态均衡路网交通流的形成机理与演化过程。研究表明:该模型能够很好地解释包括新路开通期的路网交通流、换乘子图空间路网交通流、收费道路偏好子图空间路网交通流等多种情形下由于网络结构被差异性地认知所形成的偏态均衡路网交通流现象,为多标准下交通流的平衡分析建立了新途径;该分析方法有助于道路网络结构设计与道路网络管理方案的优化。     

降级路网的认知及交通流平衡分析模型

为定量衡量因路段降级原因导致路网通行能力的丧失量,分析出行者在降级路网中的路径选择行为将导致何种网络交通流平衡状态,通过将降级路网划分为车流外界因素导致路段可通行能力降级和路段上车流量增加导致道路服务水平的下降两种类型,辨别旅行时间长短与旅行时间波动对出行者路径选择行为的影响,推导出同时考虑这两方面因素影响的可变路径旅行时间风险度量;在此基础上建立了降级路网中的交通流平衡分析模型,该模型满足存在性和惟一性,并能正确描述出行者对降级路网结构认知差异性情况下的网络交通流平衡状态。通过实例展示了不同旅行可靠性要求下,出行者对路径旅行时间长短的权衡关系以及整个路网交通流平衡结果。     

基于灰色关联度理论对道路通行能力影响因素的分析

道路通行能力是反映道路交通特征的重要指标,也是道路交通规划、设计和管理的基础和依据.应用灰色关联度理论,分析了影响道路通行能力的关键因素,并针对这些关键因素提出了提高道路通行能力的相应措施.     

不同流量条件下车道利用率的仿真研究

车道利用率反映的是单一方向路段交通量在不同车道上的分布情况,它影响交通流的稳定性,是道路通行能力和交通安全的重要影响因素。针对不同流量条件下车道利用率的不确定性和现场数据采集困难等特点,应用车辆跟驰、车道变换等微观交通流仿真模型在一体化仿真环境下进行模拟研究,得到双车道和三车道路段流量换道次数以及流量车道利用率关系的基本规律。