最大流灵敏度分析算法及在交通管理中的应用

由于道路突发事件或地铁施工,会使事件所在道路通行能力下降,使路网运输能力受到影响。这种情况下,交管部门一般会采用一些交通管制措施,将事件道路上的交通流引导到其他路段上,以减轻对堵塞路段的压力。论文提出路网局部能力下降时,网络流关于容量的灵敏度分析算法,获得新的最小费用最大流分配方案,为交通组织方案提供依据。     

突发环境下城市道路网关键路段集识别

为了更好地判断出突发环境下城市道路网络中的关键路段,本文结合路网脆弱性分析方法,构建了一种涵盖单条到多条路段失效的关键路段集识别模型.首先,对路网进行随机攻击,运用网络效率、最大连通子图等鲁棒性指标寻找潜在关键路段;然后,引入0-1变量,建立一个含道路通行能力约束的非线性优化模型;再以此为基础,用分段线性化手段处理目标函数与约束条件,将模型转化为一个混合0-1规划问题;最后,以分支定界法求解模型并设计算例验证.结果表明：突发环境下的路网关键路段集一般不是若干关键路段的简单集成,其构成元素在几何拓扑层面上也不具有邻接关系;而且随着失效路段数的增多,路网鲁棒性与总阻抗变化量之间会呈现出较显著的负相关关系,可用“逆向”曲线进行刻画,效果良好.     

基于粒子群算法的双目标可靠性网络设计

用离散的路段通行能力变量来刻画路网的随机性,建立了网络设计的双层规划模型。上层模型为基于路网期望总走行时间最小和路网净经济效益可靠度最大的双目标规划模型,下层模型为弹性需求下的用户平衡配流模型。采用增设多余需求路段的方法求解下层模型,采用基于向量的粒子群算法(VEPSO)求解整个双层规划模型。计算结果表明:所得到的解为一组Pareto解,路网期望总走行时间和净经济效益可靠性为2个相悖目标;随着期望总走行时间下降,可靠度也有所降低;在可靠度不变的情况下,减少期望总走行时间,会导致总投资额的增加。在进行网络设计时,应结合总投资额和现实需要来选取最优解作为网络设计方案。     

城市道路分类别路段行程时间函数研究

分析与城市路段行程时间函数分类相关的路段属性,根据其中关键属性的组合对城市路网的所有路段进行分类;以市域内车辆自动检测仪器提供的速度和流量数据为基础,通过对速度-流量关系的分析拟合,标定各类路段的通行能力、自由流速度、流量达到通行能力时的临界速度这三个关键参数从而确定函数模型,并通过杭州市实例进行了验证。     

交通事件影响下的路径行程时间变化分析

为了对交通管理系统中的事件管理提供可靠的决策依据,针对持续期为数天的交通事件,考虑事件发生后出行者日常路径选择的随机性,基于路径流量联合概率分布的动态调整过程,建立了描述路网系统路径行程时间变化的随机动态交通分配模型.并用算例网络验证了本文建立模型的可行性.算例研究结果表明:交通事件持续期每增加10 d,持续期内路径的平均行程时间增加0.24%;与普通路段相比,事件发生在关键路段导致平均行程时间增加3.07%; 路段通行能力每下降10%,平均行程时间增加2.53%;不同事发路段对路网系统在事件结束后恢复到均衡状态所需时间的差别显著,关键路段通行时间的恢复约为普通路段的4倍.      

基于重要度和可靠度的路段质量排序

提出将路段质量定义为路段重要度(LS)和路段通行能力可靠度(LCR)的线性加权和,作为城市道路单元或公路路段关键性的衡量指标,有助于确定亟需改善的道路单元。针对路段通行能力服从连续分布函数的假设,基于Monte Carlo模拟求解随机用户均衡配流模型,从而可以通过灵敏度分析(SA)方法计算LS,使用LCR分布函数计算LCR,最终确定出随机路网的路段质量排序。以一个小型网络作为算例,验证路段质量排序的可行性。     

交通运输网络能力限制路段分析及扩能优化研究

交通运输网络是交通运输系统的重要组成部分,确定交通运输网络中的能力限制路段,设计合理的路网扩能优化方案都是交通运输部门需要面临的问题。本文依据最大流理论制订了路网能力限制路段的确定方法,建立了以换算扩能费用最小为目标的扩能优化模型并设计了相应的求解算法。算例表明,本文研究的模型及算法是有效的,且扩能优化方案中的扩能路段与路网能力限制路段基本上是一致的。     

关于城市道路合理间距理论推导的讨论

城市路网是城市交通与城市发展的骨架,对合理路网间距的认识是路网规划的关键。但对合理路网间距的认识存在若干观点,致使路网间距的合理取值范围较大。目前城市规划与交通工程专业书籍中经常提及的是路段通行能力的交叉口间距折减系数法和最佳公交线网密度分析法。本文采用逻辑推理的方法,指出路段通行能力的交叉口间距折减系数分析存在逻辑错误,公交最佳路网密度缺乏应有的应用前提分析,这些不足是导致我国城市路网密度不足的重要原因之一。     

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基于行程时间对交通需求的影响,建立路段交通流模型,对路段交通流量稳定性及通行能力的退化状态进行分析.在出行者的交通需求具有弹性的情况下,路段行程时间越长,交通需求越低.模型中行程时间由道路上的交通状态决定,车辆行驶过程的计算利用MITSIM模型,通过数值模拟方法分析弹性需求对交通流的稳定性及通行能力的影响.仿真结果表明,在交通需求和路段性能相互作用下,路段交通流量趋向于稳定,非饱和状态下的稳定流量随着交通压力的增加逐渐上升到最大通行能力,而饱和状态下的稳定流量小于最大通行能力且交通压力越高通行能力退化越严重.因此在城市路网规划时,应综合考虑路网中各路段通行能力,避免路段通行能力下降.     

基于时空相关性的城市交通路网关键路段识别

关键路段通行能力的大小是决定城市道路交通是否畅通的重要因素之一.关键路段的识别为交通规划、居民出行等提供了重要的决策支撑,对缓解交通拥堵具有重要的意义.本文对城市路网关键路段的识别进行了研究.首先建立了适用于交通路网的空间邻接矩阵;其次以时空相关函数表达不同时间延迟下路段与周边相邻路段交通状态之间的影响程度,并将其作为路段重要性的衡量指标,构建了逼近于理想点的路段重要性度量模型,通过排序实现了对关键路段的识别;最后将模型应用于北京市区域路网,结果证明,该方法能够有效地识别路网的关键路段,具有实用性和可行性.