城市交通系統(tǒng)暢通可靠性分析與優(yōu)化.pdf

1、20世紀(jì)80年代以來，我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)帶來了城市交通的迅速增長。但伴隨機(jī)動車擁有量及道路交通量急劇增加帶來的是，交通擁擠、堵塞以及由此導(dǎo)致的交通事故的增加、環(huán)境污染的加劇。城市交通問題現(xiàn)已成為影響城市功能正常發(fā)揮和城市可持續(xù)發(fā)展的一個全局性問題，也是需要亟待解決的城市問題之一。所以現(xiàn)在人們普遍關(guān)心的是如何解決交通擁擠及由此引發(fā)的交通問題，并希望從交通特性各個角度對交通問題進(jìn)行分析，通過一定的可行方法對城市道路網(wǎng)絡(luò)

2、進(jìn)行改善，來滿足人們的交通需求。 交通系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)取決于路網(wǎng)實際容量及交通需求。道路容量和交通需求由于各種影響因素的存在是不斷變化的，這使得交通系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及阻塞發(fā)生也是在不斷隨機(jī)變化的。而目前國內(nèi)外對交通系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的研究指標(biāo)多限于常態(tài)，這些常態(tài)指標(biāo)往往僅來自某一次或短期觀測結(jié)果，以此作為一定時期的交通系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的評價依據(jù)，難免有較大的任意性，并將給交通系統(tǒng)的管理和布局、規(guī)劃帶來一定的困難。因此，有必要應(yīng)用城市道路系統(tǒng)運(yùn)

3、行狀態(tài)的概率型評價指標(biāo)來分析和研究城市道路網(wǎng)絡(luò)。 論文首先在對國內(nèi)外現(xiàn)有交通運(yùn)行狀態(tài)評價指標(biāo)回顧的基礎(chǔ)上，確定對于路段、交叉口分別采用時間平均車速和平均停車延誤來評價其運(yùn)行狀態(tài)；并根據(jù)車輛的不同運(yùn)行狀態(tài)，參考服務(wù)水平的分級，將道路交通運(yùn)行狀態(tài)劃分為五級：非常暢通狀態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)暢通狀態(tài)、基本暢通狀態(tài)、不甚暢通狀態(tài)、不暢通狀態(tài)；同時，利用交通流參數(shù)之間的關(guān)系、特征車速分布及出行調(diào)查結(jié)果，確定特大城市不同等級道路運(yùn)行狀態(tài)的劃分標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的

4、暢通標(biāo)準(zhǔn)。 在此基礎(chǔ)上，本文考慮路段及路口阻塞發(fā)生隨機(jī)性，借鑒網(wǎng)絡(luò)可靠性分析方法，提出了道路交通運(yùn)行狀態(tài)的概率型評價指標(biāo)——暢通可靠度的定義，提供了兩種不同的暢通可靠度的計算方法：基于供需隨機(jī)性分析的計算方法和基于交通統(tǒng)計的計算方法；并利用差異性分析，驗證了兩種單元可靠度的計算方法結(jié)果的一致性。同時，利用路網(wǎng)模擬的方法，在確定的路網(wǎng)供需條件下，通過建立北京市二環(huán)內(nèi)路網(wǎng)暢通可靠度與飽和度之間的關(guān)系，簡化暢通可靠度的計算，使該指標(biāo)更

5、方便的應(yīng)用于交通管理和規(guī)劃。 為了從宏觀把握整個路網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，本文基于路段及交叉口的單體暢通可靠性分析，并考慮道路單元堵塞相關(guān)性，建立了路徑、OD對及整個路網(wǎng)的暢通可靠度計算方法，并對北京市內(nèi)城路網(wǎng)暢通可靠性進(jìn)行了相應(yīng)的分析。在此基礎(chǔ)上，考慮到交通供給和需求是影響路網(wǎng)堵塞程度的主要因素，本文通過組合交通供需不同分布類型，對路網(wǎng)的暢通可靠性和車速變化規(guī)律進(jìn)行了研究，以為交通管理和規(guī)劃部門提供決策支持。 在路網(wǎng)暢通可靠性分

6、析的基礎(chǔ)上，本文利用單元重要度分析的方法，提出路網(wǎng)單元改善重要度和單元修正改善重要度的計算方法，以確定對路網(wǎng)系統(tǒng)暢通可靠度影響較大的單元，并縮減路網(wǎng)投資的備選方案。在此基礎(chǔ)上，以路網(wǎng)綜合效益最大作為優(yōu)化目標(biāo)，并考慮道路建設(shè)的投資約束，建立路網(wǎng)優(yōu)化模型；同時，將單元修正改善重要度作為比選項目優(yōu)劣的指標(biāo)，改進(jìn)項目滾動排序法，最終得到規(guī)劃路網(wǎng)的建設(shè)序列。利用該方法確定的路網(wǎng)規(guī)劃方案和道路建設(shè)序列，不僅實現(xiàn)了建設(shè)效益的最大功效，而且滿足了規(guī)劃路