城市道路網(wǎng)絡(luò)生長模型研究.pdf

1、隨著城市化進程加快，城市人口增長和邊界擴張現(xiàn)象顯著，市內(nèi)機動車數(shù)量迅猛增長，致使城市病（交通擁堵、環(huán)境惡化等）現(xiàn)象日益嚴重，抑制了城市的健康發(fā)展和高效運作。城市道路網(wǎng)絡(luò)由城市內(nèi)所有道路構(gòu)成，它構(gòu)成了城市的基本骨架，是城市中社會經(jīng)濟活動、人員流動、貨物運輸?shù)妮d體。城市道路網(wǎng)絡(luò)的空間布局與各種城市病現(xiàn)象息息相關(guān)，其合理性有利于促進社會的高效發(fā)展，提高人們的生活質(zhì)量。因此，如何規(guī)劃設(shè)計科學(xué)、合理的城市道路網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化路網(wǎng)空間布局，緩解交通壓力和

2、環(huán)境壓力，是交通科學(xué)領(lǐng)域研究學(xué)者面對的具有挑戰(zhàn)性的問題。
　　城市道路網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜多樣，道路網(wǎng)絡(luò)的時空演化規(guī)律和機制難以發(fā)現(xiàn)。鑒于此，本文以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為基本知識儲備，借助計算機仿真技術(shù)，對城市道路網(wǎng)絡(luò)生長模型進行了系統(tǒng)研究，主要包括以下幾方面:
　　(1)借助已有的城市道路網(wǎng)絡(luò)生長模型構(gòu)建機制，提出了兩個道路網(wǎng)絡(luò)生長模型，模型A中隨機生成新增節(jié)點，結(jié)合長度限制、角度偏好、度限制和相對近鄰原則進行路段連接。模型B基于模型A進行改

3、進。模型B借助節(jié)點的競爭機制選擇出新增節(jié)點，結(jié)合廣義長度限制、角度偏好、度限制和相對近鄰原則進行路段連接，路段連接過程中考慮路段連接夾角限制。
　　(2)在研究區(qū)域內(nèi)分別使用模型A和模型B模擬道路網(wǎng)絡(luò)生長，模擬過程中記錄不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模下的道路網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)信息，使用度、單元格面積和形狀因數(shù)等指標分析比較模型模擬結(jié)果與實際路網(wǎng)的以往實證研究數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)模型B在節(jié)點度分布、單元格形狀因數(shù)分布特征都優(yōu)于模型A，表明模型B的模擬結(jié)果更貼近實際路

4、網(wǎng)結(jié)構(gòu)，表明模型B的路網(wǎng)生長機制更接近實際道路網(wǎng)絡(luò)生長過程。
　　(3)以北京市道路網(wǎng)絡(luò)為研究對象，首先對道路網(wǎng)絡(luò)進行實證研究，標定道路網(wǎng)絡(luò)生長模型（模型B）的參數(shù)，模擬北京市道路網(wǎng)絡(luò)在1969-1978、1978-1990、1990-2000與2000-2008四個階段的演化過程，將模擬結(jié)果和實際道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)道路網(wǎng)絡(luò)宏觀指標的相對誤差均在10％以下，道路網(wǎng)絡(luò)微觀特征分析中度分布、路段方向角分布、單元格形狀因數(shù)分布較接近