干线公路等级配置优化研究

论文摘要

随着我国经济的迅猛发展和公路网的日趋完善,对公路网规划的要求也越来越高,传统上以公路网布局为重点的公路网规划方法,侧重路网交通需求分析及预测,路网等级配置布局优化理论薄弱并存在很多问题,虽然仍在应用,但应用较多的是路网布局规划而不是等级配置优化,使得路网规划不能全面、客观的反映公路建设者和使用者的要求。此外,盲目的新建、改扩建工程,造成了道路资源、道路设施的严重浪费。因此,本文提出多目标公路等级配置优化方法,旨在帮助交通决策者在公路网改建规划做好决策,全面考虑建设者和使用者的需求,制定科学的、系统的公路网规划方法,以指导公路网改建项目建设,从而使新时期我国干线公路网的更好、更快的发展。本文在国际上已有成功经验的可达性最大、公平性最好、网络最可靠稳定和能源消耗最少为目标公路网等级优化配置模型基础上,结合我国实际,添加路网平均技术等级水平最大目标,构造了干线公路网等级配置优化非线性规划模型,模型定义路网可达性为所有区域节点加权可达性(路网某节点的可达性为其它各节点与该节点交通出行量与广义出行成本的函数的比值),公平性为20%可达性低的区域节点的人口加权可达性,路网稳定性为路段对路网系统失效后广义交通成本增加的函数,能源消耗为路网所提供车速使车辆产生平均燃油消耗。论文通过Evolver遗传演绎方法对上述模型进行求解,并以关中—天水经济区干线公路等级配置为例,讨论了在150亿资金约束下,得到规划区域内干线公路优化结果,认为该经济区需新建彬县～凤翔高速公路85公里,柞水～商洛等3个一级公路项目415公里,铜川～彬县、天水～陇州2个二级公路项目341公里,实施彬县～长武等3个二级公路改建高速公路项目214公里,西安～蔡家坡等8个扩建高速公路(增加两条车道)项目702公里,礼泉～彬县1个扩建一级公路(增加两条车道)项目83公里,杨凌～凤翔1个三级公路改建二级公路项目61公里,此优化结构既满足交通量约束,又满足新时期我国公路发展的阶段性目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外经验综述与启示
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 等级优化理论的发展趋势
• 1.3 研究的主要内容
• 第二章 适合新时期的干线公路等级配置优化方法研究
• 2.1 公路等级配置优化设计的实现
• 2.2 干线公路等级配置优化的目标
• 2.3 干线公路等级配置优化方案研究
• 2.3.1 等级配置优化的实现途径
• 2.3.1.1 新建干线公路
• 2.3.1.2 干线公路通道改建
• 2.3.1.3 干线公路老路扩建
• 2.3.2 干线公路等级配置优化方案
• 2.4 干线公路等级配置优化方法
• 第三章 干线公路等级配置多目标优化模型
• 3.1 多目标优化模型的引入
• 3.1.1 决策变量的确定
• 3.1.2 约束条件的确定
• 3.1.3 目标函数的确定
• 3.2 干线公路等级配置多目标优化模型的建立
• 3.3 模型求解
• 3.3.1 求解思路
• 3.3.2 利用Excel公式求解交通分配问题
• 3.3.3 使用Evolver设计干线公路等级配置优化模型
• 第四章 关中—天水经济区干线公路等级配置优化分析
• 4.1 经济区干线公路现状及发展趋势
• 4.2 优化方式的选择
• 4.2.1 优化路网的确定
• 4.2.2 优化方式的选择
• 4.3 模型求解
• 4.3.1 基本数据及参数选择
• 4.3.2 模型设计及求解
• 第五章 总结与展望
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢