基于道路使用者的城市路网动态行程时间可靠度

为了解决目前对行程时间可靠度的研究几乎都是从道路管理者角度出发的问题,考虑路网随机变化对道路使用者的影响,首先从道路使用者的角度以及行程时间分布的2个维度提出了动态行程时间可靠度的概念,进而分析了其时空变化特性.其次基于日变可靠度并假设行程时间及其规定阈值服从正态分布,根据其概率密度分布函数分析了可靠度影响因素,并提出了行程时间可靠度指标.然后运用该指标推算出了路段和路径行程时间可靠度,计算并分析了路网动态行程时间可靠度.最后在一个测试路网上采用3种方法分别计算了路径行程时间可靠度.结果表明,传统计算方法存在缺陷,而提出的可靠度指标法与Monte Carlo法的结果基本相同,也因此验证了该方法的正确性.     

基于Monte Carlo模拟的公路网络震后连通性与通行时间分析

为评价公路网络系统震后功能保障能力,基于Monte Carlo(MC)模拟方法建立了路网震后连通可靠度和交通量通行时间分析模型。采用地震易损性曲线表示道路和桥梁的地震破坏状态及其对应的概率;采用道路和桥梁破坏状态对应的连通性、行车速度、通行能力折减系数,表示道路和桥梁结构地震破坏产生的路段通行能力下降;考虑道路和桥梁结构地震破坏不确定性,采用MC方法模拟路段通行能力下降后的路网震后功能。在每次MC抽样计算中,采用宽度优先搜索算法判别路网连通性,采用增量分配算法进行路网静态交通量分配,得到路网整体通行时间。以多次MC模拟计算的路网连通可靠度和通行时间均值,表示路网的震后通行状态,通过算例分析了路网连通性和通行时间分析模型的特点及其适用性。结果表明:路段震后通行能力下降是造成震后路网整体通行时间增加的主要原因,低连通可靠度节点的震后通行时间较高,增加路网交通流量服务供给点(源点)可以提升路网的震后保障能力;连通可靠度分析模型适用于路网参数较少情况下的初步分析;交通流量通行时间分析模型,考虑了路段的交通流通行属性和路网OD交通量参数,可提供较为精确的分析结果。     

城市道路网络可靠度及其敏感度研究

针对饱和度不能全面反映交通状况的缺点,首先对路段畅通可靠度的计算公式进行了改进;然后利用图论中的最小路集法将路网简化为简单串并联网络,并结合北京市路网实时数据,构建城市路网畅通可靠度的计算方法;最后作为路网畅通可靠度计算方法的延伸,对各条路段进行了敏感度分析,确定引起路网拥堵的关键路段.研究结果表明:改进后得到的畅通可靠度能够较好地反映交通拥挤状况,基于畅通可靠度评价的敏感度分析能有效定位出解决路网拥堵的关键路段,可为道路交通管理部门提供决策及理论支持.     

江东路隧道交通组织设计与路网可靠度研究

为了给城市阳台建设提供宝贵的土地资源,位于城市阳台景观带的江东路以下穿道路的形式建设,因此对江东路隧道的交通组织设计和路网可靠度进行研究.通过对5个现状交叉口交通流量的调查,对现状交通进行了评价.在此基础上对江东路隧道项目进行了交通组织设计,并通过路网可靠度研究得出了隧道建成前后岙滩片区道路网络结构的稳定性结论.结果表明:江东路隧道建成后,岙滩片区南北通向路网系统可靠度从73.8％大幅度提高至92.6％,有效提高了整个岙滩片区的通行能力.     

路网运行可靠性评价方法研究

路网可靠度作为一种概率测度能较好地反映路网运行的动态性和利用效率,是路网整体功能的综合表现。文中主要介绍了路网运行可靠度的一种评价方法,该方法通过采集路段上的车辆速度和车头间距确定速度的分布函数,进而计算路段运行可靠度;然后将路段运行可靠度进行加权平均,以不同道路等级在路网中的贡献作为权重,计算整个路网的运行可靠度。以成都市为例,利用该方法对其路网运行可靠度进行了评价。     

高速公路改扩建施工交通分流方案研究

以高速公路改扩建施工中区域公路网络的流量饱和度为评价指标,考虑路网分流条件和施工方案对道路通行能力的影响,建立高速公路改扩建交通流量分配模型。模型以区域路网交通流总行程时间最优为目标,考虑道路服务水平、路网储备容量等约束条件,运用均衡理论,量化计算分流交通量。以南京市机场高速公路扩建项目为例,应用模型对分流方案实施前后的路网运行状态进行了对比,提出了合理的交通量分流比例。结果还表明,对大型车实行强制分流的方案更加有利于保障施工道路的运行效率。     

基于路段变异系数的路径行程时间可靠度评价

为了给出行者提供更准确的候选路径的行程时间可靠度,并克服缺乏完整观测样本的局限,介绍了一种符合对数正态分布假设和基于路段行程时间变异系数的路径行程时间可靠度评价方法,并解析了早到指数和迟到指数这2个符合概率特征的新指标.分别在仿真的城市信号灯路网和乌鲁木齐市内环快速路开展实证研究,验证该方法在城市道路上的路径行程时间可靠度估计的适应性.仿真结果证明,应用乌鲁木齐市少量浮动车数据的估计结果显示该方法简单实用,但是评价结果对各路段之间行程时间方差的差异程度较敏感,该方法易于夸大城市信控道路上的路径行程时间的不确定性.     

基于信息熵的改扩建路网运营状态评价方法

考虑改扩建路网的结构特性和交通运行状态,选择路网的连通性、可达性和集聚性作为改扩建路网结构状态指标,选择路网交通流量和饱和度作为改扩建路网交通状态指标,构建了改扩建路网运营状态评价指标体系。基于评价指标的动态变化和不确定性,采用信息熵对改扩建路网运营状态评价指标进行度量,提出了路网连通性信息熵、可达性信息熵、聚集性信息熵、交通流量信息熵和饱和度信息熵的计算方法。引入雷达图用于多项指标的全面分析评价,对各信息熵指标进行了标准化处理,绘制了改扩建路网多指标雷达图,并将雷达图面积和周长作为关键特征指标,提出了改扩建路网运营状态综合评价方法。依托山东省滨莱高速改扩建工程实际路网情况,构建了改扩建路网结构模型。根据实际路网OD分布,采用系统时间最优原则和"全有全无"交通分配方法,确定了改扩建路网中各路段上的交通流量,计算了不同工况下改扩建路网运营状态综合评价值。评价结果表明:随着改扩建路网中道路通行能力的降低和封闭的道路数量增加,其运营状态评价雷达图的周长和面积均减小,运营状态综合评价值也不断减小,说明改扩建路网中路段通行能力降低越多、封闭通行的路段越多,改扩建路网运营状态也越差。     

道路网络结构可靠度的研究

随着道路网络的日趋复杂化,传统的对单条道路进行可靠度分析的方法已经不能客观反映道路及其网络的可靠度特性,必须计入网络中各道路的相互影响.该文将道路网络可靠度与道路结构可靠度相结合,建立了道路网络结构可靠度的计算方法.利用软件Mat-lab对道路结构可靠度进行蒙特卡洛分析,再将各道路的结构可靠度代入到网络中分析整个网络的结构可靠度.     

不同交通供需分布下的路网畅通可靠度变化规律研究

畅通可靠度是在研究交通供需之间关系的基础上提出的概率型指标。根据畅通可靠度的计算方法,将各小区交通需求和各路段通行能力视为符合正态分布的变量,通过组合不同交通供需分布方式,对所需要研究的路网采用多次随机试验的方法得到各道路单元、路径及系统的畅通可靠度,并研究不同交通供需分布方式对路网车速和畅通可靠度的影响,寻找在不同交通供需下道路畅通可靠度的变化规律。分析表明:道路单元、路径、OD对间及路网的畅通可靠度变化规律是一致的,并且畅通标准越高,路网的畅通可靠度就越低;在同一畅通标准及相同的需求变化范围下,需求越低,相应的畅通可靠度会越高;同时,随着畅通标准的提高,道路通行能力和交通需求方差越大,道路畅通可靠度也越大。     

基于安全和畅通交叉口合理间距的确定

城市路网是城市交通与城市发展的骨架.目前,专业人员对于路网密度、交叉口间距(路网间距)的研究较少.文章分析了交叉口间距对于道路交通安全、畅通的影响,以Vissim仿真实验为基础,分析了交叉口间距与交通冲突的关系,得到以冲突率为指标的交叉口安全可靠度模型.分析了不同交叉口间距下的路网容量,推导出交叉口容量可靠度.从安全和畅通两方面效益平衡考虑,得到交叉口合理间距的确定方法,并通过示例进行分析验证.     

Robust traffic assignment model: Formulation,solution algorithms and empirical application

ABSTRACT

The deterministic traffic assignment problem based on Wardrop's first criterion of traffic network utilization has been widely studied in the literature. However, the assumption of deterministic travel times in these models is restrictive, given the large degree of uncertainty prevalent in urban transportation networks. In this context, this paper proposes a robust traffic assignment model that generalizes Wardrop's principle of traffic network equilibrium to networks with stochastic and correlated link travel times and incorporates the aversion of commuters to unreliable routes.

The user response to travel time uncertainty is modeled using the robust cost (RC) measure (defined as a weighted combination of the mean and standard deviation of path travel time) and the corresponding robust user equilibrium (UE) conditions are defined. The robust traffic assignment problem (RTAP) is subsequently formulated as a Variational Inequality problem. To solve the RTAP, a Gradient Projection algorithm is proposed, which involves solving a series of minimum RC path sub-problems that are theoretically and practically harder than deterministic shortest path problems. In addition, an origin-based heuristic is proposed to enhance computational performance on large networks. Numerical experiments examine the computational performance and convergence characteristics of the exact algorithm and establish the accuracy and efficiency of the origin-based heuristic on various real-world networks. Finally, the proposed RTA model is applied to the Chennai road network using empirical data, and its benefits as a normative benchmark are quantified through comparisons against the standard UE and System Optimum (SO) models.     

运行时间可靠度在单向交通组织中的应用

运用网络可靠性计算的串并联理论,提出了道路网络中节点OD（Origin-Destination）对之间的路径运行时间可靠度计算方法,建立了基于节点OD需求的路网运行时间可靠度计算模型。在节点OD需求已知的情况下,根据交通组织状况,采用动态交通分配和交通仿真方法获得模型参数,计算节点OD对之间分别在双向和单向交通组织条件下的运行时间可靠度,并建立交通组织方案的临界判别条件,作为单向交通组织方案评价和决策的量化指标。     

公共交通换乘时间可靠度研究

首先对国内公共交通换乘进行了分析,根据其存在问题,基于可靠度理论的研究,从不同角度对公共交通系统的换乘时间可靠度进行了分析,并建立了零距离换乘时间可靠度模型及非零距离换乘时间可靠度模型。最后,运用算例对换乘时间的变化对可靠度的影响规律进行验证,结果表明当平均换乘时间一定时,随着实际换乘时间的增加,换乘可靠度是降低的;而实际换乘时间是一定时,随着平均换乘时间的降低,换乘时间可靠度递增,且增幅加大。     

地震灾害影响下的公路网可靠度模型研究

通过分析地震灾害下公路网的破坏形式和地震灾害对公路网的损害机理,研究地震烈度、地震等级、震中距和地质条件等影响因素与公路网可靠性的关系,并对其进行量化,计算出地震灾害影响下公路网最易受损的桥梁单元和边坡单元的连通概率。在此基础上,研究地震灾害下区域内任意2点之间的路径可靠度、OD对间的出行可靠度和反映区域路网总体情况的网络可靠度的计算方法,建立地震灾害影响下的公路网可靠度模型。该模型可用于地震灾区公路网的结构优化,对区域公路网应急救援规划及灾区公路重建等具有重要参考价值。     

基于出行时间预算的多用户交通分配模型及算法

通过分析在满足一定可靠性要求条件下出行者追求总预期出行时间最小的择路行为,定义交通网络的惯常均衡态。以不同的出行者会增加相异的出行时间预算为假设前提,建立相应的多用户变分不等式交通分配模型。这一模型不仅具有不依赖具体路阻函数形式的一般化建模特征,而且避免了现有文献中必须处理非凸约束集的问题,因此可以对模型的解进行定性分析。针对该模型,提出相应的求解算法。由于求解算法仅需对现有的网络交通分配算法加以局部修改即可实现,因此可被应用于实际规模的网络分析。通过算例结果的比较分析说明新模型及算法不仅有效,而且更符合现实。     

基于遗传算法的交叉口信号控制可靠性优化模型研究

随着城市道路交通网络可靠性研究的深入,交叉口的可靠性问题开始凸显。交叉口可靠性主要取决与各进口流量的大小和交叉口控制方式。当前以平均延误为优化对象的控制方式实际上很难满足路口可靠性的要求。本文在定义了路口旅行时间可靠性的基础上,运用概率论基础知识,建立了路口可靠性优化控制模型,并且运用遗传算法对优化模型进行了求解。     

城市地下通道畅通可靠度算法研究

城市地下通道畅通可靠度的分析和计算对城市道路路网的畅通性和安全性意义重大.通过分析现有研究成果,对城市地下通道运行特点进行了研究,提出了几种关于城市地下通道畅通可靠度的计算方法,分别为基于地下通道功能函数、饱和度、车流密度和交通流统计.以武汉东湖通道为例,证明算法计算得到的东湖通道畅通可靠度与实际调查得到的交通状况一致...     

道路交通运行状态可靠性评价方法综述及展望

重点对国内外交通运行状态的可靠性评价研究现状进行综述，并围绕现存问题进行未来研究展望。论文讨论了现有交通运行状态的非概率评价指标的局限性及道路交通运行可靠性概率评价的必要性，分析了目前国内外有代表性的若干可靠度指标，如连通可靠度、运行时间可靠度、容量可靠度及畅通可靠度的计算方法及适用范围。并对可靠度指标在路网规划、交通管理、智能交通管理系统中的应用前景及未来研究重点进行了展望。