基于动态交通分配的城市中心区交通瓶颈识别与疏导策略研究

论文摘要

城市中心区是城市结构的核心区域和城市最重要的组成部分,融合了金融、贸易、服务、娱乐等多种城市功能,集中体现了一个城市的社会经济发展水平和动态。同时,高密集性的土地利用产生了大量交通需求,使城市中心区成为交通最为拥堵的区域。因此对中心区交通拥堵疏导策略进行研究具有重要意义。城市中心区内的交通瓶颈是区域内交通系统最薄弱的环节,整个交通系统的运行效率都会受到交通瓶颈的影响与制约。本文从交通瓶颈识别方法研究入手,以抑制整个路网的交通瓶颈产生为目标,探讨了城市中心区交通瓶颈识别与疏导策略的理论和方法。通过分析车流在信号交叉口前的排队与消散过程,运用交通波理论,在传统的路阻函数的基础上经过改进,推导出考虑交叉口前车辆排队长度的路阻函数。该路阻函数由车辆在非拥挤段道路上的运行时间和车辆在交叉口前排队段道路上的延误时间共同构成。并应用交通仿真软件VISSIM对建立的动态路阻函数进行了评价分析。该路阻函数为下一步实现基于动态交通流分配的交通瓶颈识别奠定了理论基础。以经典的用户最优动态交通分配模型为手段,结合本文提出的基于交通波理论的路阻函数,构建随机动态交通分配模型并对其算法进行设计,研究了动态随机用户均衡环境下的拥堵瓶颈识别问题。进而探讨了交通需求与交通拥堵瓶颈二者的互动关系,分析了交通瓶颈的演化过程和空间分布情况。此外,根据交通拥堵的空间扩散规律提出一种能够有效识别出交通瓶颈中的原发性交通瓶颈和继发性交通瓶颈的方法。从城市中心区交通特征入手,结合中心区交通瓶颈产生机理,根据交通拥堵疏导的主要原理,先从宏层面上分析了城市中心区交通拥堵疏导策略。而后,提出了一种基于交通瓶颈识别的交通拥堵疏导策略,该策略以交通瓶颈形成作为决策标准,以期提高交通管理资源的利用率,提高交通疏导效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 论文研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 国内外研究现状分析
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 技术路线
• 第2章 基于交通波理论的路阻函数研究
• 2.1 时间阻抗函数
• 2.2 交通波理论
• 2.2.1 基于greenshields方程下的交通波模型
• 2.2.2 停车波分析
• 2.3 路阻函数模型的建立
• 2.3.1 间断交通流路段行程时间构成研究
• 2.3.2 信号交叉口前排队与消散过程分析
• 2.3.3 阻抗模型的建立
• 2.3.4 路径出行时间的计算
• 2.4 基于VISSIM 的路段交通流仿真的模型评价
• 2.4.1 交通仿真路段的建立
• 2.4.2 数据分析与模型评价
• 2.5 本章小结
• 第3章 城市中心区交通瓶颈识别与分析
• 3.1 动态交通分配概念
• 3.2 随机动态交通分配模型符号与基本约束条件
• 3.2.1 随机动态交通分配模型符号
• 3.2.2 模型约束条件
• 3.3 随机动态交通分配模型构建
• 3.3.1 随机动态用户最优的路段特性函数与目标函数
• 3.3.2 基于Logit 的动态交通分配算法设计
• 3.4 城市中心区交通瓶颈评价方法
• 3.4.1 交通瓶颈产生原因分析
• 3.4.2 交通瓶颈评价指标体系
• 3.4.3 原发性交通瓶颈识别
• 3.5 实例分析
• 3.5.1 实例背景描述
• 3.5.2 交通阻抗函数参数的标定
• 3.5.3 模拟结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于交通瓶颈识别的城市中心区交通拥堵疏导策略研究
• 4.1 城市中心区交通特性与拥堵产生机理分析
• 4.1.1 城市中心区交通特性
• 4.1.2 城市中心区交通拥堵产生机理分析
• 4.2 交通拥堵疏导的基本原理
• 4.3 宏观交通疏导策略分析
• 4.4 基于交通瓶颈识别的交通拥堵疏导策略流程分析
• 4.4.1 基于交通瓶颈识别的交通疏导思路与流程
• 4.4.2 城市中心区交通拥堵动态疏导策略分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢