基于复杂网络理论的城市路网脆弱性研究

首先,介绍了复杂网络的静态统计特性,并以新乡市区路网为例计算了映射后包括度、介数、聚类系数等在内的复杂网络统计特征值。然后,针对城市路网的拓扑特性,以复杂网络理论统计特性为基础,建立了路网脆弱性研究模型。以新乡市路网为例,研究了新乡市路网在随机性攻击和最大度攻击两种攻击策略下路网显示出的脆弱性。最后,通过逐个攻击网络节点的方法定量计算出路网中各个节点对于攻击表现出的脆弱性,通过该方法找到了路网中的关键路段,这对于后交通时代以维护为主体的路网保护具有重要的现实意义。     

基于复杂网络的城市路网结构分析方法

在城市道路网络的基础上, 探讨了应用复杂网络理论的可行性和有效性。运用Dijkstra最短路径算法和Space L方法建立初始拓扑网络, 并建立了节点度、边度和节点路阻的特性指标模型。在反映路网功能真实性的前提下, 优化了拓扑网络, 并以某市中心城区道路交通数据为例进行实例分析。分析结果表明: 在初始网络中, 节点度数的均值为2.850 0, 标准差为0.670 8;节点路阻的平均值为84.680 0 s, 标准差为11.768 8 s;在优化网络中, 节点度数的均值为38.750 0, 标准差为24.683 0, 节点路阻的平均值为91.780 0 s, 标准差为18.862 8 s;东西向边的平均度数为42.00, 南北向边的平均度数为29.86, 内部边的平均度数为55.00, 外部边的平均度数为28.33。在优化网络中, 当度数较大的节点在路网中失稳时, 在非拥挤状态下, 最短路径路阻增大, 而在拥挤状态下, 网络会瘫痪。度数较大的节点与真实路网中交叉口重要程度相符, 能够体现交叉口重要程度的差异性。     

路网布局结构对路网容量的影响研究

本文从提高道路资源利用率的角度出发,研究了路网布局结构对路网容量的影响。文中提出在道路规划建设前期,应通过充分的调查估算OD需求量、客货源集散点,保证路网结构与交通流分布的一致性,从而提高路网资源的利用率,减少建设的盲目性。对于路网已经定型、无法扩建的城市或地区,则应根据交通发展的需要,合理调整路网布局结构、改造路网中的瓶颈路段,从而改善道路通行条件,提高路网系统容量。     

基于改进GN算法的路网脆弱性诊断模型

分析了路网脆弱性的含义.根据道路网络的特点,改进了复杂网络理论中的社团划分算法———GN算法,提出了基于GN算法的路网脆弱性诊断模型.以路段介数值作为评判路段重要性的依据,在已知路网基本结构条件和交通需求分布的条件下,对路网中脆弱路段的空间分布和脆弱路段的失效顺序进行了识别.实例分析了基于GN算法识别路网脆弱性的诊断效果和模型的实用性.     

城市路网结构评价方法探讨

城市道路网是城市的骨架,路网结构决定城市的布局。从影响城市路网交通质量的因素分析入手,建立评价城市路网结构的指标体系,并对上海市徐汇区的路网进行了实例评价,为改善城市路网结构提供参考。     

基于改进度的城市路网元素连接特性

结合城市路网车道属性(数量、宽度与方向等) 扩展了复杂网络中度的定义, 分别研究了原始法和对偶法下城市路网中交叉口和道路元素的连接特性; 考虑实际路网与居民出行认知特性, 将交叉口定义为节点, 基于赋名道路法与类Stroke分析从居民认知角度界定道路元素, 重点结合机动车道数改进原始度的概念; 在新的路网元素界定下, 使用基于改进测度的平均最近邻度方法分析了交叉口与道路的连接特性, 并考虑现有方法的不足, 提出了连接系数的概念, 更好地明确其连接关系; 以厦门市主城区为例对分析方法进行验证, 分析了主城区路网连接特性。研究结果表明: 该城市交叉口元素网络和道路元素网络皆为无标度网络, 其幂指数分别为1.69、2.70;路网元素的连接皆以某一节点为临界呈现分段特性, 其中, 基于改进度的连接系数邻界点取值分别为3.40、8.33;道路元素的等级测度临界点取值为5, 基于等级测度的连接系数临界点取值为3, 从这一角度来看, 城市路网并非简单的同配或异配网络; 提出的路网元素连接特性分析方法对城市路网拓扑特性的认识及路网演化模型的构建具有重要意义。     

基于路段风险度的城市危险品运输路径优化选择

以减少运输路径沿线发生事故的风险及减少事故发生后对城市交通的影响为目的,利用交通流理论研究城市危险品运输路径的选择问题.首先利用传统风险管理理论对路段发生事故的风险及发生事故后的交通损失进行分析,提出了路段风险度的定义;利用Dial算法对路段的损失幅度进行计算,从而得到各路段的风险度,建立了风险度最小的危险品运输路径选择模型;然后利用传统标号算法设计了该模型的求解方法;最后通过算例分析了路段交通量与其风险度的关系,得出路段的交通量与路段风险度之间的关系.     

基于Apriori算法的城市关键路段识别

为提高城市交通精细化管理,方便居民出行,采集车辆出行过程中的射频识别(RFID)数据,利用大数据算法实现城市路网中关键路段的识别,提出了一种基于Apriori 算法的城市关键路段识别方法。该方法通过计算支持度,计算出1 d 内城市道路的频繁程度以确定城市路网中的关键路段。本文对判定城市路网中的关键路段提供了新思路,为制定关键路段交通拥堵管理措施、引导部分交通流出行路径或通行权提供了重要依据。并对关键路段的交通流来源进行分析,回溯每条关键路段交通流的产生源头,进而指导城市交通规划和基础设施建设。     

基于网络负载容量模型的城市路网级联失效研究

在城市道路交通中,关键路段的失效可能导致路网的大面积拥堵,为了准确判断城市道路交通网络的关键路段,首先采用原始法构建城市道路交通网络的几何拓扑图,并在已有的交通网络级联失效模型基础上,考虑了城市道路网络的有向性和拥堵的局部扩散特性,对模型的初始负荷定义及失效负载重分配的规则进行了改进,并采用改进后的模型对不同路段破坏失效进行了模拟分析,研究了不同路段发生破坏后拥挤的扩散过程.采用破坏影响后的路网平均距离降低比例和失效路段所占比例来反映路段的破坏程度,最后对路网中的路段进行重要度排序,并结合路段在路网中的度、介数及级联失效的影响程度等指标,利用K-Means聚类分析对路段进行了聚类.结论表明:只考虑路段上的流量大小或路段的一些静态指标并不能够准确判断路段的重要度,路网中往往还存在一些潜在的重要路段,考虑多种指标对不同路段进行聚类更具合理性.     

基于边界速度的城市路网承载力估计方法

为了估计路网瞬时所能承载的车辆数,首先建立在途车辆数与路网均速的关系,推算路网运行的边界速度;其次,提出路网中车辆速度分布的概率模型,并建立车速分布参数随路网均速变化的动态模型;进而,将边界速度代入动态模型获得对应的车速分布参数,恢复对应的车辆速度分布;将车速分布与交通流速度—密度曲线进行匹配,获得不同密度条件下车辆数所占比例;待求车辆总数乘以密度分布得到不同密度下的车辆数,不同密度下车头间距之和等于车道加权的公路总里程,解方程得到车辆总数。以北京市为例,用来自1.2 万辆私人小汽车的浮动车数据分别估算了北京市中心城区1 368km2范围内快速路、主干路、次支路三个等级路网的承载力。结果显示,该方法计算效率高、操作性强,适用于大规模路网测算,在交通运行仿真、分析及控制领域具有广泛的应用前景。     

城市道路检查井结构破坏原因分析

通过对杭州市城市道路检查井及周边路面破坏情况进行调查,对沉陷量、破坏范围等进行测量,采用有限元分析在交通荷载作用下检查井应力变化规律。结果表明,在交通荷载作用过程中,在井盖砼垫层边缘会出现较大的拉应力,同时在井座砼垫层和砌体外边缘处路面面层内会出现反复剪切应力。循环交通荷载、垫层拉应力以及反复剪切应力是导致垫层破碎和路面开裂的主要原因。     

城市道路与公路立体交叉——临汾南枢纽方案比选

方案设计以临汾"十二五"规划为依据,临汾滨河东路南延项目(本项目主线为城市快速路)在K5+720处与临汾西南环路(已建工程为一级公路)形成交叉,根据《公路路线设计规范》、《城市道路交叉口设计规程》并从交通量分析,确定采用枢纽立交方案。     

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针对城市道路路段交通拥挤问题，利用区间数评判理论进行了研究。根据城市道路路段交通拥挤特性和影响因素，在综合考虑诸多影响因素的基础上，建立了城市道路路段交通拥挤评价指标体系，然后利用区间数评价原理，在确定评价等级的基础上，建立了基于区间数的城市道路路段交通拥挤的综合评价模型，提出解决城市道路路段交通拥挤对策与方法，并进行了实例分析。     

城市路网脆弱性预警

为尽可能降低由于城市路网存在脆弱性而造成的难以恢复的损失,路网脆弱性预警模型的建立非常必要。从脆弱源与路网脆弱性的复杂耦合关系出发,综合拓扑结构和流量运行状态,选取评价指标,采用灰色聚类的方法建立模型。将聚类结果属于第一灰类的路段定义为危险路段,需要发布预警信息并采取措施改善。实例分析采用黄石市某子路网,验证模型可行性,并研究在路网流量逐渐加大、考虑级联失效的情况下,聚类结果的变化情况。     

城市主干路路段行人过街设施优化研究

对平面及立体行人过街设施中存在的主要问题进行分析,并提出相应的改善措施。以绵阳市主干路的一个典型路段为案例,对该路段处的信号灯配时和二次过街设施进行优化,将行人过街信号与附近的交叉口信号进行联动,既提高行人过街的安全性,又减少交叉口信号的浪费。通过改变原有二次过街设施的形式及面积,使得该路段二次过街设施的服务水平从F级上升到B级。     

基于模糊时序网络的城市路网关键交叉口识别方法

在城市路网拓扑结构和动力学过程的基础上,增加对其时序特性的考虑,提出适用于城市路网关键交叉口识别的模糊时序网络模型。首先,阐述一般时序网络的描述方法和超邻接矩阵时序网络模型的原理,分析其优势以及将其用于城市路网分析的局限性;然后,提出优化措施,一方面结合交通网络的功能特性,以动态交通参数构造单个时间步网络的层内交叉口交互强度模糊指标,另一方面借鉴并改进邻居拓扑重叠系数,对其进行模糊化处理,实现两相邻时间步网络层间交叉口关联强度的差异化表达;之后,在改进时间步层内、层间关联描述矩阵基础上,搭建模糊超邻接矩阵(Fuzzy Supra-adjacency Matrix, FSAM)时序网络模型(FSAM模型);最后,以某城市核心区域147个交叉口构成的路网数据验证模型有效性。结果表明：以时序网络模型分析交叉口重要性非常必要,以中位数表达交叉口在时段内的重要性排序更为可靠;FSAM模型对交叉口重要性的排名时间序列有阶段持续性特征,且相比于特定时间步下基于单一指标的关键交叉口识别结果具有更丰富的内涵;不同时间颗粒度下,FSAM模型对交叉口重要性排序的一致性较好,结果较为稳定。综上,该模型可供城市路网关键交叉口识别之用。     

路网、交通与城市规划

针对大城市形态变化迅速、机动车高速增长、交通方式多样化等特点,分析了路网规划涉及的三个要素:路网承载能力、路网形式、道路分类分级,强调大城市交通规划应为路网的未来发展留有余地.指出大城市交通发展除了应坚持公交优先战略和以大运量快速公交为骨干的方针,还必须重视多种方式的有机配合,将路权优先分配给集约式的交通工具,同时注重...     

城市道路网拓扑结构的复杂网络特性研究

以城市道路网中的连续道路中心线作为网络拓扑结构的基本分析单元,作者采用对偶法对我国12个不同规模和形态的城市道路网的拓扑结构进行了抽象,在此基础上分析了我国城市道路网拓扑结构具有的普遍复杂网络特性。研究指出,我国城市道路网的拓扑结构一方面具有较小的特征路径长度和较大的聚类系数,是典型的小世界网络;另一方面其度分布函数为幂律形式,又具有典型的无标度特性。     

城市道路交通网络可靠性探讨

本文综述了城市道路交通网络可靠性的主要模型,针对诸多道路交通网络不可靠性因素,探讨解决城市道路交通网络可靠性评价体系,寻求路网结构合理化和交通运营优化,从动态时变性研究道路交通网络结构可靠性的时间冗余性、空间冗余性以及时间经济性和空间经济性．在分析全网可靠性的基础上,讨论公交网络可靠性对解决城市交通问题至关重要。