城市道路改造时期车辆分流模型建立及应用研究

论文摘要

随着汽车保有量的增加，交通需求也不断加大，这不可避免的导致道路改造。道路改造造成的交通拥堵成为了一个地区发展的顽疾和瓶颈。道路改造期间，道路交通管理部门往往采用无规则强制分流，或者让驾驶人自主选择其他路段，这不利于保持交通路网的畅行，也未充分利用整个道路网。因此，研究城市改造期车流量的合理分配，调整车流量的时空分布，对改善道路网的通行效率具有重要意义，也成为了道路交通管理部门关注的焦点和研究的热点。本文基于上述背景，依托湖南省公安厅“道路交通应急管理研究”重点项目展开研究。首先利用一元线性回归的方法，结合具体的交通调研数据，对美国联邦路阻函数（BPR函数）进行了优化，优化结果表明：优化后的BPR函数对数据具有很好的拟合度，为车辆分流模型的建立打下基础；然后分析了道路改造时期交通运行特点，利用优化后的BPR函数，结合Wardrop用户均衡原理，建立了道路改造期车辆分流总数目计算模型，并给出了具体的迭代算法；接着建立了最短时间为目标函数的车辆分流模型，并利用Matlab对模型的算法进行仿真研究，编写了整套分流模型的仿真程序，包括可行路径的算法仿真、初始分流车辆的算法仿真、解的改进算法仿真，同时推导了分流效益的理论评价方法。最后用2010年长沙市地铁修建期导致的道路改造为实例，对所建立的车辆分流模型进行应用，应用表明：分流后的车辆能到达运行时间上的最优化，并且分流后的路段未超过其道路的通行能力，车辆分流模型在实践中具有一定的有效性。

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
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 交通流理论及道路通行能力分析
• 2.1 交通流理论简介
• 2.2 道路路阻函数分析
• 2.3 道路通行能力分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 车辆分流模型建立
• 3.1 交通网络描述与 Wardrop 均衡原理
• 3.2 分流车辆总数计算模型的建立
• 3.2.1 BPR 函数的优缺点
• 3.2.2 BPR 函数参数估计与优化
• 3.2.3 基于 Wardrop 均衡原理分流车辆总数计算模型
• 3.3 交通路网可行路径分析
• 3.3.1 可行路径的影响因素分析
• 3.3.2 交通路网的矩阵表示方法介绍
• 3.3.3 可行路径递归算法简介
• 3.4 基于时间最优的车辆分流模型
• 3.4.1 最优时间程序设计
• 3.4.2 车辆初始分配算法和分配车辆改进算法
• 3.5 车辆分流模型效益评价
• 3.6 本章小结
• 第四章 车辆分流模型应用
• 4.1 2010 年长沙市地铁修建期路网基本情况
• 4.1.1 五一路地铁修建概况
• 4.1.2 区域路网布局
• 4.2 车辆分流模型实际运算
• 4.2.1 车辆分流总数目计算
• 4.2.2 所有可行路径的计算
• 4.2.3 车辆分流模型总程序仿真分析
• 4.2.4 分流效益的分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 本文展望
• 5.3 创新及特色
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间所发表论文、参与课题情况