基于首次超越机制的小规模路网可靠性模型研究

可靠性可用于评价路网性能。传统的路网可靠性指标基于路段可靠性推导而得,因数据获取难度大等诸多缺点导致难以实践应用。分析了传统路网可靠性指标的不足,基于路网行程时间,通过构造合理的单输入单输出路网结构模型,获得表征路网结构的功能函数,并得到一般路网的可靠性模型。在此基础上,基于首次超越机制,在泊松假设的前提下构造了评价路网可靠性的模型。基于Vissim 仿真平台介绍了模型的应用过程,仿真结果与路网运行状态相符。      

基于交通效率的城市最佳路网密度研究

在指出现有路网性能二元评价指标体系不足的基础上,考虑路网在通行能力和服务水平2个方面的综合性能,针对城市路网设施的断面、路段和路网3个层面提出了断面通行效率、路段输送效率和路网运行效率3个新的交通效率评价指标;并在道路面积率和交通需求分布不变的前提下,建立了4个不同密度的路网仿真分析模型.仿真结果表明:路网服务水平的可靠性随路网密度的提高而增强,但路网交通效率随着路网密度的增加具有先升后降的趋势,即理论上存在一个最佳的路网密度,使路网在容量和服务水平2个方面的综合性能达到最优.     

基于广义出行费用的城市路网行程时间可靠性

为体现出行者路径选择行为,准确评价路网行程时间可靠性,采用行程时间均值和行程时间均方差的加权和定义广义出行费用,以不同的加权系数反映出行者对待风险的态度。从路段层面定义行程时间可靠性,以广义出行费用最小化为目标构建SUE模型,建立基于广义出行费用的路网行程时间可靠性模型。结合模型特点,给出Monte Carlo仿真和交通规划模型相结合的求解算法。并在一个小型测试路网上进行了验证,结果表明:出行者对待风险的不同态度对行程时间可靠性具有明显的影响,保守型出行者将使路网行程时间可靠性有所提高;所建分配模型能够较真实地反映出行者的路径选择行为,使行程时间可靠性分析更加准确。     

路网安全评价指数构建新方法

在路网安全评价中,最好能有一个或少数几个指标就能反映公路网的安全性水平.但路网安全评价涉及众多指标,每个指标反映了路网安全的某个方面,指标间存在不同程度的相似性,采用一般的方法很难找到这样指标.用主成份分析法构建路网安全评价指数,来综合反映路网安全水平,并以全国道路网为例进行分析.     

路网安全评价指数构建新方法

在路网安全评价中,最好能有一个或少数几个指标就能反映公路网的安全性水平.但路网安全评价涉及众多指标,每个指标反映了路网安全的某个方面,指标间存在不同程度的相似性,采用一般的方法很难找到这样指标.用主成份分析法构建路网安全评价指数,来综合反映路网安全水平,并以全国道路网为例进行分析.     

基于云理论的路网可靠性评估方法

以科学评估路网可靠性为目标,认为该问题涉及到对路网可靠性的认知和表达两个方面。视路网可靠性为模糊性与随机性的统一,从而发现其理论基础同云理论有着内在联系,进而采用云理论研究路网整体可靠性的评估。根据路网综合失效的严重程度,将路网可靠性划分为6个等级,将影响可靠性的因素划分为5大类别,并采用路网综合性能模型对5个类别的影响因素进行衡量、对路网可靠性所属等级进行评判。鉴于人脑的思维是对路网可靠性认知与表达的主体,而自然语言是思维的载体,故以语言值来表示可靠性的定性概念与其定量数值之间的不确定性转换,并通过应用分析描述了该方法的应用过程。     

采用分形几何学方法概述路网覆盖形态

路网密度是公路网规划中的一个常用评价路网覆盖形态指标。本文中提出了一种由新的数学工具－分形理论所推出的路网覆盖度这一指标，能比道网密度指标更加细致地描述路网形态特征，表达直观，操作简单。     

基于网络可靠性的街区开放适宜度研究

针对城市大面积封闭式单元对于城市经济的约束和公共资源的限制问题,为更好地推行开放街区制,基于城市空间维度构建街区路网,通过分析街区路网的网络可靠性来判断街区开放的适宜度。从网络可靠性出发,分析了传统网络熵在研究街区路网可靠性上的不足,分别从有向街区路网和无向街区路网两个角度,引入了基于网络熵的最大流、最短路熵理论,给出了街区路网最大流、最短路熵的计算方法,随后确立街区路网的可靠性等级判定标准;通过对封闭式小区从封闭到实施开放的过程分阶段讨论,分别计算开放各阶段中构成路网的最大流、最短路熵,再根据路网可靠性判定标准对各个路网的可靠性进行判定,以此作为确定街区开放适宜度的依据;最后以上海市中轩丽苑小区为例,从居民生活、休闲、出行等维度确立街区场所节点并构建其街区路网,分3个阶段实施开放并计算路网最短路熵,分析并确立了其街区开放的适宜度。结果表明:通过街区路网最大流、最短路熵的计算能够更好地确定街区路网的高危节点,且在网络可靠性问题的研究上比传统网络熵更具有优势;由实例分析可知根据网络可靠性的判定确立街区开放的适宜度具有可行性,这一方法为阶段性开放街区提供了依据,以期为推行街区制改革提供新的思路和方法。     

旅游路网规划评价指标体系研究

在对旅游路网进行分析的基础上,从技术性能、社会效益、经济效益、环境效益4个方面进行研究,建立了旅游路网规划的评价指标体系,并对各项指标的含义进行探讨,分析了各指标值的确定方法,进而能方便地运用这些指标进行旅游路网规划的评价。     

Vissim和Corsim在城市道路微观仿真中的对比研究

对2种最为常见的微观仿真模型Vissim和Corsim在城市路网交通仿真中的性能进行对比评价。以上海市虹口区北外滩路网作为仿真对象,对路网和交通数据进行了收集,基于现实数据进行了仿真模拟,并选取编译简易度、平均控制延误以及断面交通量作为关键指标,运用敏感度分析的方法对2种模型的仿真性能进行对比。针对不同程度的拥挤度设置以及不同规模的交叉口,识别了2种仿真模型表现出的不同特点及其交通运行指标输出的差异性。该差异主要由模型的默认参数设置引起,包括驾驶行为,交通环境以及车辆类型的设置等。因此,研究人员应根据交叉口类型以及饱和程度等,来选择适当的仿真工具。     

网络扩容和拥挤道路使用收费的组合模型及求解算法

研究了网络扩容和拥挤道路使用收费组合问题 ,建立了双层规划模型 ,其中上层模型以网络的净效益最大化为目标 ,下层模型是一个弹性需求的随机用户平衡 ( SUE)模型。鉴于双层模型求解的复杂性 ,设计了一个基于步长加速法和惩罚函数法的启发式算法 ;实例计算表明 ,该组合模型的结果比纯拥挤道路使用收费的结果更合理、更容易为公众所接受 ,增强了实施拥挤道路使用收费的可行性     

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。     

公路网络运营可靠度研究

首先剖析公路网络运营可靠度与城市道路网络运营可靠度的区别及影响因素,进而对公路网络运营可靠度的内涵进行界定。然后通过对公路路段通行能力的概率分布、均匀分布随机路段通行能力的产生、最短路线辩识、网络平衡配流、路径列出等的研究,建立基于MonteCarlo模拟的公路网络运营可靠度分析方法,并开发MonteCarlo模拟实用程序。最后应用该方法计算了哈尔滨市域公路网运营可靠度。     

畅通可靠度在公路网建设投资优化中的应用

在单元可靠性分析的基础上,以路网综合效益最大作为优化目标,并考虑道路建设的投资约束,建立公路网建设投资优化模型。利用该方法确定的规划公路网建设项目,不仅实现了建设资金的有效利用,而且满足了路网系统和道路单元的交通需求的不断增长。实例表明,该方法具有较强的实用性及可行性。     

路面预防性养护效益评估方法

针对目前国内外尚没有成型的预防性养护成本效益评估的模式和方法的问题,探讨了路面预防性养护的成本和效益构成及对比分析有关评价方法,且在分析预防性养护对道路寿命周期成本影响的基础上,提出了预防性养护财务分析法。通过比较预防性养护方案与零预防性养护方案诸多方面的差异,考虑收费公路业主的过路费收入等,提出采用净年值差这个经济指标评估预防性养护对道路寿命周期内成本效益的贡献值。案例及敏感性分析验证了该方法的可靠性及实用价值。     

基于可靠度的城市道路网络优化模型与算法

分析了城市道路网络可靠性,并根据城市道路网络可靠性基础理论,提出了基于可靠度的城市道路网络优化方法,将用户平衡模型作为下层模型,以建设投资费用和用户出行费用最小为上层模型目标函数,可靠度作为上层模型约束条件建立双层城市道路网络优化设计模型,并采用遗传算法进行求解。实例表明,该模型对城市道路优化设计有较好效果。     

考虑拥堵成本的机场路网可靠性测算方法

为解决传统行程时间可靠性测算算法应用于机场路网的不足,即未考虑实际路网运行情况以及机场旅客出行成本问题,分别引入路段拥堵修正因子以及成本因子,构建机场路网行程时间可靠性测算模型,并且引入路网标准速度,用最小误差平方和的方法对改进后的测算方法进行验证.以南京禄口国际机场集疏运路网为例,改进后的路网行程时间可靠性测算结果与实际路网标准速度的最小误差平方和,即LSE的值为0.57,比传统的测算结果小0.03,说明改进后的测算结果更接近实际路网行程时间可靠性.测算出南京禄口机场集疏运公路路段行程时间可靠性在0.69~0.89内,路网行程时间可靠性测算结果在0.65~0.78内,机场集疏运路网行程时间可靠性存在分布不均,核心路段行程时间可靠性低等现象.改进的测算方法,在一定程度上解决传统路网行程时间可靠性测算算法与实际路况脱节的问题.      

公路建设项目国民经济效益计算方法研究

国民经济效益的计算是公路建设项目经济评价中的一个核心内容,如何准确、合理地衡量效益是经济评价研究人员必须注重的一个问题。现有经济评价方法的局限性导致了在复杂路网和交通情况下效益计算困难。本文对“新老路一一对应”、“一般路网且无诱增交通量”、“一般路网和一般交通条件”等3种路网交通情况下的效益计算方法进行了研究、分析和比较,为公路建设项目经济评价研究人员提供参考。     

智能网联环境下的城市路网容量可靠性分析

网联自动驾驶车辆（CAVs）与人工驾驶车辆（HDVs）混行的交通发展模式会促进城市路网容量发生变化，为解析混合交通流对城市路网容量可靠性的影响，构建了智能网联环境下城市路网容量可靠性双层规划模型。为表征CAVs信息获取与自动驾驶的能力，假定CAVs遵循系统最优原则选择路径，而HDVs则根据自身经验选择路径，基于二者路径选择的差异建立描述混合交通分配的下层模型，刻画智能网联环境下的混合交通流分配特性。并且，为了快速求解大型路网交通分配，将下层混合交通分配模型转换为非线性互补下问题进行求解。考虑到实际路网的随机性，以及路网道路通行能力并非固定值，运用具有多种相关性的均匀随机分布理论，建立了的描述城市路网容量可靠性的上层模型。通过蒙特卡洛仿真分析不同CAVs渗透率下的路网容量可靠性，并进一步解析各路段对路网容量可靠性的敏感度。结果表明:当需求水平d > 0.5时，路网容量可靠性开始降低；当d > 0.7且CAVs渗透率λ＝0时，可靠性小于0.4；当d > 0.7而λ＝1时，可靠性接近1，说明CAVs可增强路网容量可靠性。研究还发现，当需求水平处于0.7~1区间时，渗透率的变化对路网容量可靠性有显著的影响，但随着需求的增大，路网处于超负荷状态，渗透率对路网容量可靠性影响较小。此外，CAVs渗透率从0增加至1的过程中，路网中存在“道路容量悖论”现象的道路从19条下降至3条，且当λ＝1时路网中仅有1条道路出现了显著的“道路容量悖论”现象，拥堵严重。表明CAVs渗透率的增大可以显著改善路网中的“道路容量悖论”现象，减少路网容量可靠性的波动，提高路网运行稳定性。      

基于韧性最优的灾后公路网修复调度研究

为有效修复灾后公路网的受损路段从而加快恢复路网畅通,研究以韧性最优为目标的灾后公路网修复调度问题。首先,采用交通需求满足率表示路网性能,并构建路网性能韧性和恢复速度韧性评价指标。其次,构建基于韧性最优的修复调度双层规划模型,其中上层模型是多目标混合整数规划模型,用以确定修复路段的选择和修复先后顺序,下层模型为日变交通流分配模型,模拟修复期间的路网交通流动态演变。然后,采用禁忌搜索算法和Frank-Wolfe算法分别求解上层模型和下层模型,并通过循环迭代得到模型最优解。最后,通过案例分析验证模型和算法的有效性。研究结果表明:在一定数量的修复资金和抢修队约束下,该模型得到的最优修复调度方案能最大限度地提升路网韧性,并且在修复过程中,只有当受灾区域内某线路中的所有受损路段均完成修复后,路网性能才开始呈阶梯式上升,并且路网性能的提升速度表现为先慢后快。对不同参数的敏感性分析表明:修复预算的增加使路网性能韧性和恢复速度韧性分别以15.65%和17.72%的平均速度增长和降低,但当修复预算超过1 800万元后,只增加修复预算不一定能获取更优的修复调度方案;当决策者偏好系数变化时,路网的性能韧性和恢复速度韧性具有相反的变化趋势,且2个韧性指标的平均变化率分别为5.96%和4.48%;增加抢修队数量可提升路网的性能韧性和恢复速度韧性,但增加抢修队数量所产生的边际效益逐步降低,分别由0.11和0.43降至0.01和0.02。