与交通控制协同的交通流准均衡分配模型研究

本文从路网均衡最优的角度，考虑交叉口交通信号控制对交通流的阻滞延误，建立了以路网总出行时间最小为目标的交通流均衡分配方程。通过引入拥挤度的概念，提出一个准均衡分配算法，算法不苛求能在一个问隔内使混乱交通流趋于平稳，而是在一定交通需求下，根据路段的运行状况（拥挤度），加载或卸载路段交通量，并考虑驾驶员出行特性，优化交叉口最佳信号配时，使交通流在不断反馈与不断调整过程中达到最优。     

基于日变交通配流的城市道路网络韧性评估

为有效评价重大扰动事件下的路网性能，提出以日变交通配流（day-to-day?traffic?assignment，DTA）为基础的城市道路网络韧性评估模型. 明确考虑重大扰动事件下交通流动态变化特性，构建了综合考虑出行者认知更新、行为惯性等因素影响的DTA模型，设计了启发式求解算法；定义了基于DTA的路网可达性指标，构建了可全面评价扰动事件生命周期内系统性能的韧性指标与评估模型，并在Nguyen & Dupuis网络上进行算例研究. 结果表明:在扰动事件后的前10天，路网韧性波动变化，此后随着交通流分布趋于稳定，路网韧性单调上升，从第10天的0.323上升到第50天的0.794，上升了145.77%；与传统随机用户均衡（?stochastic ?user ?equilibrium，SUE）模型相比，DTA模型获得的路网可达性与韧性指标存在显著差异，SUE模型下路网可达性随时间单调上升，而DTA模型下路网可达性在前15天剧烈波动，随后才单调增加，表明要获得准确的路网韧性指标，必须首先准确假定出行决策行为和相应配流模型；出行者行为惯性、路段通行能力退化程度与恢复速率以及路网拥挤程度等因素均对交通流量分布产生显著影响，进而影响路网可达性最终导致路网韧性指标发生显著变化，表明实际应用中应在充分调查的基础上合理标定相关参数.      

城市道路交通网络容量问题分析

城市道路网络容量是判断现状城市道路网是否处于一种平衡稳定状态的重要决策变量。在对路网容量影响因素进行分析的基础上,将路网容量计算方法按照微观和宏观2个层面划分。针对研究路网容量存在的问题,提出一种新的基于出行者随机路径选择的研究路网容量方法,为今后深入研究在复杂道路条件下的路网容量提供科学理论依据和技术路线。     

可变车道的城市路网备用容量模型

为了研究车道分配对路网容量的影响,通过分配道路的双向车道数和设置交叉口的信号配时参数,建立了双层规划的路网备用容量模型.上层模型用于路网车道分配和信号配时参数联合优化,以使路网容量最大;下层模型是用户均衡分配模型,可预测司机对于某种路网车道分配和信号设置的择路行为.用基于灵敏度的启发式算法进行了算例分析.结果表明,该模型可以合理调节路网路径的阻抗,使交通量的分布更均衡,路网备用容量比现有模型增大了32%.     

路网规模对出行者路径选择转换的影响

为预测交通流的演化动态,提高交通系统运行效率,需研究路网规模与出行者路径选择转换行为间的关系。首先设计并实施实验室行为实验,收集出行者实际路径选择相关数据。行为实验涉及4个不同规模的虚拟道路网络,30名参与者基于以往的出行信息（即出行时间）在虚拟路网上进行路径选择。然后利用假设检验、回归分析等统计方法对收集到的实验数据进行分析。分析结果表明：随着路网规模的增大,路网达到用户均衡（User Equilibrium, UE）状态的次数减少。对各路网用户均衡状态与系统最优（System Optimum, SO）状态的对比表明：各路径流量的平均值都很接近于UE值,而与SO值相差较大。从逐日路径流量演化和个体选择可变性两方面分析了路网规模与路径选择转换间的关系,发现逐日路径选择转换人数（或个体路径选择转换数量）与路网规模呈正线性相关。此外,个体路径选择转换频率与平均经验出行时间显著相关。由此得出结论：单方面扩大路网规模并不总能促进路网交通流演化到用户均衡状态,且出行时间与个体路径选择转换数量存在幂函数关系。     

考虑随机路网能力退化的连续双参考点用户均衡模型

为研究累积前景理论下随机路网能力退化下限对交通网络均衡的影响,本文构建了考虑随机路网能力退化的连续双参考点用户均衡模型,并证明了解的存在性,设计了求解算法.模型将随机交通网络均衡中的客观不确定性归因为随机路网能力退化下限和设计能力上限,将主观不确定性归因为用户风险态度,并由此内生出行路径期望、方差、最佳到达时间参考点、最早到达时间参考点、累积到达时间价值和网络均衡流量等重要参数.最后通过算例分析了路网能力退化下限对用户和整个交通网络均衡的影响.     

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．     

均衡路网流量的敏感性分析

提出一种新的方法即阳短距离法来探讨均衡路网车流量的敏感性分析，将各路径可解空间转换到路段可行解空间集合，然后在路线的可行解空间再考虑敏感性问题，避免唯一的困扰。     

道路网络服务水平可靠性研究

以可靠性理论为基础,从出行者个体和网络管理者的角度提出了服务水平可靠性的概念,拓展了现有的路网可靠性评价指标.根据交通供给的随机性分析,将路段容量简化为离散随机变量,运用路网最可能状态生成算法,建立了路段及路网服务水平可靠性计算的近似算法,并在一简单网络上进行了计算分析.     

一种拥挤数量调节的非均衡网络交通流动态演化模型（英文）

基于经济学非瓦尔拉斯均衡理论, 采用经济学中市场摸索过程模拟出行者路径选择行为; 假设城市出行者在路径决策过程中, 考虑路径出行时间和关键路径拥挤程度的共同影响, 以价格拥挤混合均衡交通流模式为基础, 建立了一种价格-拥挤混合调节的非均衡网络交通流动态演化模型, 并验证了模型稳定状态与均衡的等价性; 基于简单的测试网络和中型路网, 对演化模型进行了模拟, 描述了非均衡网络交通流的演化过程与非均衡状态下交通网络的整体表现。研究结果表明: 时间价格调节模型的演化结果符合经典的Wardrop第一原理, 拥挤数量调节的结果使得OD间各路径上关键路段的拥挤程度一致, 价格-拥挤混合调节的结果会使路径流在走行费用较小和拥挤程度较低的路径上相互进行调整, 其动态演化过程波动性要大于单一调节的情况; 在测试路网中, 考虑采用拥挤程度对路径进行选择的行为, 使得整个路网拥挤均匀程度整体提高62%, 但路段饱和度均值却从0.60增大到了0.64, 表明路网整体上变得拥挤; 若考虑两者的共同调节, 最拥堵路段饱和度从0.936下降到0.787, 均匀程度整体提高46%, 且路段饱和度均值降低, 路径行程时间变小, 拥堵得到改善; 中型路网的测试结果也表明这种混合均衡模式能灵活、客观地描述路网交通流动态演化过程, 获得较为合理的路网系统的稳态流量。      

基于结构、效率、公平与韧性的路网密度适宜性评价研究

道路网密度是反映交通与城市发展水平的综合性指标，已经纳入国土空间规划和城市体检的核心指标体系。但目前对路网密度的评价往往简单地引用规范推荐值或对标国际先进城市，存在不够精准，缺乏系统性的问题。为此，本文首先从路网核心功能出发，提炼评价路网密度的4个维度，包括路网的结构、效率、公平性和韧性，以4个维度为基础构建涵盖10项指标的路网密度评价体系；然后，针对多维度多指标存在的量纲不一致和各维度权重不易确定等问题，采用改进的CRITIC(CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation)赋权法对指标体系进行分级赋权，通过求解一级权重和二级权重，得到最终的综合评价结果；最后，以广州市天河区珠江新城—金融城片区为例，设定3种典型的路网密度发展模式，构建路网模型开展实证研究。结果显示，对于CBD(中央商务区)地区，路网效率和公平性指标的权重最高；分维度的评价结果显示，路网密度过高对效率有所抑制，路网密度增加到一定程度后，对结构和韧性的提升呈现边际效用递减趋势。因此，对CBD地区而言，存在适宜路网密度，而非路网密度越高越好。本文提出的指标体系可...     

路网混合均衡交通分配模型研究

在先进的出行者信息系统下,假定有装置出行者能接收到完全信息并以用户最优方式选择出行时间最短的路径,而无装置出行者仅有部分信息并以随机方式选择出行时间更长的路径。基于路网混合均衡建模理论,构建了信息影响下的路网混合均衡交通分配模型,证明了该数学规划模型解的等价性,设计了模型求解算法,并进行了算例计算与分析。     

环放路网宏观基本图信号周期敏感性分析

为揭示路网宏观基本图(MFD)对信号周期的敏感性，首先，提出一种基于GMM的宏观基本图建模方法，并在此基础上提出路网运行效率和稳定性的表征方法；其次，提出MFD 对信号周期敏感性的仿真实验设计方法；再次，以环放路网为例，进行仿真实验，分析信号周期的变化对MFD的影响，进一步揭示信号周期对路网运行效率和稳定性的影响机理. 结果表明，合理的信号周期对MFD和路网的效率及稳定性影响不大，但周期过大或过小则对MFD 和路网的运行效率及稳定性造成较大影响. 该结论可以为路网交通控制和优化提供依据.     

公路路网信息管理系统的总体设计与开发

在公路路网信息系统中用GIS进行路网管理，建立路网图形库、属性库，开发建立先进的公路路网管理系统，可以准确、及时、直观、高效地为管理服务，对促进公路建设与经济发展有普遍的实用意义。就系统的总体设计与开发方面进行了重点阐述。     

考虑负效应最小化的电动汽车补能诱导研究

随着政府对“碳达峰”等环保政策的贯彻落实,电动汽车凭借节能环保等优点得到了迅速发展。由于电动汽车续航里程短,充电时间长,且路网中的补能需求与充电桩存在时空错配的现象,导致电动汽车补能排队时间长和驾驶员产生里程焦虑等一系列负效应。为此,本文首先从整体路网补能负效应最小化角度,通过引入激励手段实现最优补能方案,建立电动汽车补能诱导双层优化模型。其中,上层为路网补能负效应最小化诱导激励模型;下层为带有补能站点选择的混行路网均衡模型。然后,采用遗传算法求解上层模型,下层模型通过Frank-Wolfe算法求解,得出路网中补能车辆的最优诱导方案。最后,以经典Nguyen-Dupius路网为例验证模型,并进行灵敏度分析。结果表明,尽管本文提出的补能诱导模型增加了规划者的激励成本,但总社会补能负效应成本降低,证明了补能诱导的有效性。     

基于移动Agent的公交与城轨路网博弈配流研究

为更深入的研究路网交通流的分配问题,采用移动Agent技术进行系统的构建,并采用博弈论方法、均衡方法进行建模的分析与论证,以此建立基于移动Agent的博弈配流模型。假设路网上有多个OD对,通过Wardrop第一均衡准则证明每个OD间的个体Agent是同质的,并建立混合策略的Nash均衡,得出路网交通流的均衡分配办法。在求解过程中,采用改进的蚁群算法对个体Agent的均衡过程进行模拟。算例结果表明:改进的蚁群结果非常合理的仿真了移动Agent博弈均衡过程。     

交通信息对驾驶员逐日路径选择行为影响研究

在无信息、发布历史信息和发布预测信息3种信息条件下,分别建立了驾驶员的路径理解行程时间期望值的更新模型.通过建立一个含有2条平行路径的简单路网,对3种交通信息条件下驾驶员逐日路径选择进行了仿真,结果表明:交通信息对驾驶员的作用与驾驶员路径选择的随机程度和对信息依赖程度有关;在3种交通信息条件下,路网均不能达到用户均衡平衡状态;交通信息的预测方法不同,预测信息对驾驶员路径选择的影响有差异.     

非常发性瓶颈区可变限速控制方法

通过分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,结合路网均衡分配方法,研究快速路的可变限速控制方法。首先,分析快速路发生非常发性瓶颈时主线通行效率和安全性特征,利用元胞传输模型(CTM)计算可变限速控制下主线通行效率和安全性指标。其次,以快速路主线、辅路和周边主次干道所组成的路网为研究对象,研究限速控制条件下的路网均衡问题。然后,建立可变限速控制条件下的路网均衡双层规划模型。最后,利用算法求解出模型并进行VISSIM仿真,仿真结果表明,可变限速控制能有效提高快速路主线出行的通行效率和安全性。     

有限理性用户风险态度对系统效率的影响

为研究有限理性用户风险态度对随机退化路网均衡和系统效率的影响,构建了考虑路网能力退化的连续风险态度双参考点用户均衡(CPV_UE)模型和系统效率分析模型,证明了解的存在性,并设计了嵌套求解算法.模型从外部客观随机性(随机能力退化路网)和个体主观随机性(双参考点累积前景出行效用)两方面对交通网络均衡状态进行定义、划分与分析. 最后以Nguyen & Dupuis路网为例,分析了连续风险态度对网络均衡和系统效率的影响.研究验证了保守用户在网络均衡时感受到的价值更低的特点,也发现保守用户群体在均衡时流量分布更分散.同时发现,虽然CPV_UE比系统最优均衡行程时间期望大,但其标准差较小,行程时间可靠性更高.     

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经过长期的交通基础设施建设和机动化发展，北京市道路网络已经形成并且道路网络系统的供给能力和服务需求日渐趋近，路网供需之间的平衡变得脆弱，路网的交通拥堵更加容易发生，偶然事件对整体网络的破坏性影响越来越大。路网可靠性评相对传统评价指标，它能够另一个侧面反映路网运行的波动性，评估路网承受扰动的能力。出租车是北京道路交通系统的重要组成部分，其运行状态对北京市道路网络整体的状态具有较好的代表性。本文以出租车车载智能卡采集的载客行程时间数据为基础，研究提出新的单位距离行程时间可靠性评价指标和方法，并使用该指标和方法对北京市路网的可靠性水平进行实例评价。