突发状况下的道路网络故障演化分析——以通州市区道路网络为例

为量化道路交通网络故障演化规律,基于耦合映像格子(CML)提出了交通网络级联失效分析方法。采用L空间法,以交叉口为节点、道路为边,抽象化处理了通州市区城市道路网络;利用节点度K、节点介数B及节点强度S等指标分析了通州市区城市道路网络特性;综合考虑道路网络拓扑特性及流量特性的影响,提出了基于CML的道路网络故障演化模型,仿真分析了不同挠动值、不同耦合强度组合下道路网络级联失效的影响规律。研究表明:外部扰动值R越大,网络越容易发生级联失效;相继故障阈值在仿真蓄意攻击介数B最大节点处为1.6,在蓄意攻击强度S最大节点处为1.8,说明拓扑网络比流量分布网络更不稳定,须重点保护介数大的节点;当加权流量分布耦合系数ζ_2不变时,无论无权拓扑网络耦合系数ζ_1如何变化,道路网络均会发生级联失效,网络发生相继故障的时间和扩散速度呈现一致性,反之,当ζ_1不变时,随着ζ_2的增大,网络越容易发生级联失效。     

基于级联失效的交通拥堵仿真研究

路运输网络的路段封锁失效时,往往造成交通拥堵。本文基于仿真方法研究公路运输网络的级联失效,依据交通工程学合理确定负载、容量,考虑相邻路段的负载和长度合理分配负载,将运输路段定义为正常和非正常两种状态,从道路和网络两个层次确定网络交通拥堵指数,对网络的交通拥堵进行宏观测度。最后通过仿真的方法分析公路运输网络在不同攻击情况下的级联失效,仿真结果对减弱公路运输网络的级联失效的危害和构建级联失效应急预案具有重要意义。     

基于OD反推的城市路网脆弱性评价

交叉口是城市道路网络中的瓶颈部分,对交通流的运行存在着很大的影响,但在以往的脆弱性研究中忽略了交叉口对于交通流运行的影响.在考虑了交叉口处交通流运行受到的影响后,改进了传统的级联失效模型;然后采用OD反推的方法在路网单元失效后的局部影响范围内进行交通需求重构;最后以交通流路段总行程时间和交叉口处总服务时间的变化构建综合指标来评价城市道路的脆弱性.实例分析结果表明:所提出的改进的级联失效模型和脆弱性计算指标,都有助于提高路网脆弱性的计算精度.     

基于贝叶斯网络推理的道路网络级联失效仿真

针对道路网络级联失效与其它复杂网络相比具有的特殊性,基于贝叶斯网络推理,融合驾驶者出行先验及出行信息,研究了道路网络级联失效的演变机理及演变过程.编制MATLAB程序生成基于道路网络的贝叶斯网络结构,根据贝叶斯网络参数学习 MATLAB程序,学习了驾驶者感知路段属性变化;给出了仿真算法,仿真了贝叶斯网络推理中不同出行先验权重,以及出行信息量对道路网络属性及级联失效的影响.结果表明,贝叶斯网络推理可以较好地反映驾驶者出行路段选择对道路网络级联失效的定量影响,为研究道路网络级联失效提供了新的研究思路和方法.     

蓄意攻击下城市群客运交通网络级联抗毁性仿真

为研究城市群客运交通系统对蓄意破坏的抵抗能力,本文以复合交通网络模型研究城市群客运交通网络级联抗毁性.首先,构建城市群客运复合交通网络模型,并用实际客流加权.其次,采用改进的剩余容量分配策略,构建复合交通网络级联失效模型.再次,提出了网络效率和加权最大连通子图相对规模两个指标的网络抗毁性评估标准.最后,采用蓄意攻击策略,以呼包鄂城市群为实例进行仿真.结果表明：在蓄意攻击下,两次攻击即可使城市群客运交通网络抗毁性下降 90%左右;一定客运需求下,过载能力调节参数存在阈值,若站点建设力度超越该值则会造成不必要的浪费.     

城市轨道交通运输网络级联失效抗毁性研究

城市轨道交通各条线路和车站相互连接,联系紧密,其中的节点故障会在网络迅速传播,造成较大范围的拥堵,影响整个网络的正常运营.本文首先结合轨道交通特性,对城市轨道交通网络的级联失效现象进行分析.采用改进的边权函数来分析节点状态变化,进而产生流量的重分配.接着,建立了城市轨道交通网络级联失效模型,并以网络失效规模和破坏程度两个指标对其进行评估,仿真了级联失效过程并分析了不同失效策略下城市轨道交通网络的级联失效抗毁性.最后,以北京市轨道交通网络为例进行了实证研究.研究结果对轨道交通网络的合理规划、结构优化及运营安全具有重要的参考意义.     

基于蓄意攻击下的民用机场网络级联失效抗毁性分析

在机场网络中单个机场节点的失效往往会波及整个网络。本文运用复杂网络理论构建机场网络级联失效抗毁性评估模型,然后对不同的机场节点进行蓄意攻击,使失效节点负载重新分配,并通过网络的节点失效率来衡量网络的抗毁性。最后以中国华东地区的机场网络进行实例仿真,并对仿真结果进行总结分析,为提高机场网络的抗毁性提出了一些意见和措施。     

危险品运输关联网络级联失效建模及耦合特性

为研究危险品运输关联网络级联失效机理及耦合特性,在提出一个包含物理网络、服务网络和关联边的危险品运输关联网络模型的基础上,通过构建危险品运输关联网络级联失效模型,利用基于节点度的级联失效平均规模作为网络抗毁性评估测度,基于此对比研究了危险品运输网络关联网络级联失效机理及耦合特性.仿真结果表明：危险品运输物理网络和服务网络间关联边的“传导”特性并不相同,相同失效节点数目下,物理网络的级联失效节点数总大于服务网络,通过改变网络模型参数可提升关联网络抗毁性,且提升服务网络的参数比提升物理网络见效更快.上述结论对危险品运输关联网络的风险识别和应急管理具有一定的理论指导意义.     

基于系统优化方法的交叉口规划方案研究

为有效地提高城市网络中交叉口的运输能力,提出了一种交叉口方案研究的模式,建立了一套以系统网络效率最大化为目标、以土地利用和道路交通设施为研究依据的技术路径。案例应用结果表明,该方法有利于集约化配置道路资源。     

基于系统优化方法的交叉口规划方案研究

为有效地提高城市网络中交叉口的运输能力,提出了一种交叉口方案研究的模式,建立了一套以系统网络效率最大化为目标、以土地利用和道路交通设施为研究依据的技术路径.案例应用结果表明,该方法有利于集约化配置道路资源.     

蚁群算法下容量限制分配的路网结构可靠度分析

为达到结合道路结构可靠度与道路网络可靠度的目的,分析了容量限制分配对道路网络结构可靠度产生的影响。容量可靠度采用交通统计的方法得出,并以容量可靠度0.4作为交通流量分配的标准。在蚁群优化算法的思想下,通过基于Ant-Cycle模型的容量限制分配方法,并对所测路网阻抗函数的参数重新进行了设定,从而对道路交通流量进行了分配。利用自编的基于软件MATLAB的蒙特卡罗程序求得容量限制分配前后的路面结构可靠度,进而求得对应的整个网络的结构可靠度。通过对上海市某一实际路网对比分析表明:路段拥堵时的容量限制分配尽管会提高相应路段的可靠度,但是被分配车流的道路可靠度会降低,进而最终的结果便是整个路网结构可靠度会降低。     

广东中山加密八线前陇畸形交叉口优化设计

通过分析畸形交叉口固有的缺陷,提出通过交叉口渠化设计,充分利用原有道路交通系统,减少对现道路交通系统的破坏,并通过信号控制增强交叉口的通行能力,达到改造畸形交叉口的目的,同时以中山加密八线改造工程中前陇交叉口的优化设计为例,阐述前陇交叉口优化设计方案及其比选,对类似项目有较好参考价值。     

关键物资的弹性分销网络优化设计

任何物流网络都无法完全避免因自然灾害、运营意外等因素引发的物流网络节点失效事件,而一旦发生失效事件,相关企业极有可能会因关键物资供应中断而遭受巨大损失。在设计关键物资分销网络阶段即事先考虑物流节点失效事件并对运营策略进行安排,建立一个有恢复时限限制的弹性物流分销网络模型,以此确定关键物资分销网络中各种设施的数量和位置,并合理分配物流量,以使分销网络在突发失效事件的情况下能够及时恢复正常供应,并使各种设施的投资和运营成本之和最小。     

基于拥挤收费的交通诱导控制策略研究

在城市道路交通网络中,一个或少数几个关键路段或路口如果出现拥堵,会使路口失效,并且在级联失效的作用下交通拥堵会形成连锁效应向外部扩散,最终导致路网的大面积交通拥堵。提出一种控制级联失效的交通诱导策略,通过改进诱导阻抗函数指引出行者的路径选择,控制级联失效的传播,保障交通网络的可靠性。通过试验分析得出:基于拥挤收费的交通诱导控制可有效地控制大规模网络级联失效的发生。     

道路交叉口与交通安全的关系

道路交叉口是道路交通的枢纽,往往也是交通事故的高发点。国内城市的统计资料表明,道路交叉口的交通事故约占全部事故的30%左右。由此可见,道路交叉口对整个道路交通系统的安全水平有着十分重要的影响。因此,深入研究道路交叉口交通事故的原因,进而提高道路交叉口的交通安全水平,具有十分重要的意义。     

城市道路平面交叉口机非冲突案例分析

城市道路交叉口的机非冲突是造成交叉口拥堵的重要原因。通过对上海某机非混行交叉口进行实地调查,对影响交叉口交通安全的因素进行了分析。最后,提出了相应的道路交通改善措施。     

模糊算法在交叉口信号控制中的应用研究

道路交叉口为车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地,常常引发的交通拥堵,使通行能力降低和交通事故频繁发生。通过模糊控制算法原理对交叉口信号控制进行优化计算,可为提高交叉口通行能力和降低交叉口延误及减少交通事故提供有效参考。     

公路Y型交叉口改造设计研究

交叉口是公路网络中的基本节点,其型式对交通运行状况与交通安全有着重要的影响.由于受多种因素的影响,目前公路网络中存在一定数量的Y型交叉口,这种畸形交叉口的存在,既降低了车辆运行效率,又容易引发交通事故.因此,从Y型交叉口的冲突点分析入手,对Y型交叉口的改造设计方案作一研究,这对于正确合理地进行交叉口渠化设计和交通组织,以及充分发挥道路网整体交通功效具有重要的意义.     

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交叉口是城市交通路网中的基本单元,在考虑应急疏散路线中的延误问题时,交叉口的信号灯造成的延误是不可忽略的因素. 由于信号控制交叉口包含具有指定持续时间的一系列时间窗,导致不同的疏散开始时刻对应着不同的交叉口延误,从而有不同的疏散优化路线. 考虑交叉口信号灯延误和通行能力,通过寻找网络的最小费用流来优化事故地点至目的地的最佳疏散路线及相应的疏散流量,设计了一种复合标号算法求解网络的最小费用流. 最后以数值算例说明了算法的有效性,并对不同疏散开始时刻得出的疏散路线进行了对比. 结果表明该方法能很好地兼顾疏散时刻和疏散路线优化的要求.     

基于消圈算法的拥挤网络流分流研究

针对拥挤网络流的分布不均匀现象,用基于消圈算法的思想对拥挤网络流进行深入研究,以均衡拥挤路段和相应平行路段的流量。以拥挤网络中实时流量为研究对象,建立了以交通网络总阻抗最小为目标,以路段容量、饱和度、总流量守恒等为约束条件的模型。设定初始容量值为0.75倍的通行能力值,构建增流网络并寻找负回路,以求得最小调整量,由此调整回路流量,算法中阻抗随回路流量实时更新。对含拥挤路段的回路采用阶梯式扩容来不断调整流量,直至实现拥挤路段和平行路段流量的均匀分布。通过算例表明,消圈算法可以获取拥挤网络各路段的调整量和调整方法,有效缓解交通拥堵。