城市群混合公路网络设计研究

论文摘要

城市群一体化是区域一体化的重要内容,如何构筑城市群一体化交通网络是当前城市群培育与发展过程中的重要任务,然而目前还没有一套实用的定量化城市群混合交通网络设计理论与方法。论文立足于城市群交通一体化大背景,针对城市群公路网络的特征要求,运用定量手段,就城市群公路网络分析、基于路径的交通分配算法及MATLAB实现技术、一体化混合公路网络设计模型及算法与软件实现技术等方面进行深入研究,取得了一定成果。首先,根据城市群经济一体化发展要求以及交通需求特征,探讨了城市群一体化公路网络的特性要求,并对其布局影响因素与层次结构划分进行了分析。运用空间自相关分析法对城市群的公路运输联系以及网络一体化的必要性进行了论证,以浙中城市群为例,对当前城市群公路网络发展的不平衡性进行了分析。其次,针对基于路段的交通分配在交通网络设计中存在的主要缺陷,论证了基于路径分配的交通网络设计对于城市群更具合理性。运用当前基于路径的交通分配的最新理论成果,采用GP算法,实现了基于路径的确定性用户平衡分配和随机用户平衡分配的MATLAB计算可视化。最后,考虑现有连续交通网络设计在实际中往往没有相应的扩容手段,而离散型交通网络设计无法反应等级与车道信息这两个问题,提出将连续变量离散化的方法,即构造一个可反映等级和车道信息的决策变量,将连续交通网络设计转化为离散型问题,在此基础上提出混合交通网络设计建模方法。根据城市群公路网络的特性要求,建立了基于可达性、基于优先与公平两个城市群混合公路网络设计模型,给出了基于遗传算法的求解方法,并对两个模型分别进行了仿真试验。结果表明,本论文提出的方法具有很好的适用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究范围
• 1.4 研究思路与方法
• 1.5 研究主要内容及技术路线
• 第二章 城市群公路网络分析
• 2.1 城市群基本概念
• 2.2 城市群公路网络特征分析
• 2.3 城市群公路网络空间分析
• 2.4 城市群公路网络设计思路
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于路径的用户平衡交通分配
• 3.1 基于路段的用户平衡分配及其不足
• 3.2 基于路径的交通分配模型与算法
• 3.3 算例
• 3.4 本章小结
• 第四章 城市群混合公路网络设计双层模型
• 4.1 定量交通网络设计一般双层模型
• 4.2 交通网络设计不公平现象分析
• 4.3 混合公路交通网络模型构造方法
• 4.4 城市群混合公路网络设计模型构造
• 4.5 城市群混合公路网络设计模型
• 4.6 本章小结
• 第五章 城市群混合公路网络设计算法
• 5.1 定量网络设计问题求解算法
• 5.2 城市群混合公路网络设计的遗传算法
• 5.3 算例
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A（攻读硕士学位期间取得的研究成果）
• 附录 B