城市道路網(wǎng)絡生長模型研究.pdf

1、隨著城市化進程加快，城市人口增長和邊界擴張現(xiàn)象顯著，市內機動車數(shù)量迅猛增長，致使城市?。ń煌〒矶?、環(huán)境惡化等）現(xiàn)象日益嚴重，抑制了城市的健康發(fā)展和高效運作。城市道路網(wǎng)絡由城市內所有道路構成，它構成了城市的基本骨架，是城市中社會經(jīng)濟活動、人員流動、貨物運輸?shù)妮d體。城市道路網(wǎng)絡的空間布局與各種城市病現(xiàn)象息息相關，其合理性有利于促進社會的高效發(fā)展，提高人們的生活質量。因此，如何規(guī)劃設計科學、合理的城市道路網(wǎng)絡，優(yōu)化路網(wǎng)空間布局，緩解交通壓力和

2、環(huán)境壓力，是交通科學領域研究學者面對的具有挑戰(zhàn)性的問題。
　　城市道路網(wǎng)絡復雜多樣，道路網(wǎng)絡的時空演化規(guī)律和機制難以發(fā)現(xiàn)。鑒于此，本文以復雜網(wǎng)絡理論為基本知識儲備，借助計算機仿真技術，對城市道路網(wǎng)絡生長模型進行了系統(tǒng)研究，主要包括以下幾方面:
　　(1)借助已有的城市道路網(wǎng)絡生長模型構建機制，提出了兩個道路網(wǎng)絡生長模型，模型A中隨機生成新增節(jié)點，結合長度限制、角度偏好、度限制和相對近鄰原則進行路段連接。模型B基于模型A進行改

3、進。模型B借助節(jié)點的競爭機制選擇出新增節(jié)點，結合廣義長度限制、角度偏好、度限制和相對近鄰原則進行路段連接，路段連接過程中考慮路段連接夾角限制。
　　(2)在研究區(qū)域內分別使用模型A和模型B模擬道路網(wǎng)絡生長，模擬過程中記錄不同網(wǎng)絡規(guī)模下的道路網(wǎng)絡拓撲結構信息，使用度、單元格面積和形狀因數(shù)等指標分析比較模型模擬結果與實際路網(wǎng)的以往實證研究數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)模型B在節(jié)點度分布、單元格形狀因數(shù)分布特征都優(yōu)于模型A，表明模型B的模擬結果更貼近實際路

4、網(wǎng)結構，表明模型B的路網(wǎng)生長機制更接近實際道路網(wǎng)絡生長過程。
　　(3)以北京市道路網(wǎng)絡為研究對象，首先對道路網(wǎng)絡進行實證研究，標定道路網(wǎng)絡生長模型（模型B）的參數(shù)，模擬北京市道路網(wǎng)絡在1969-1978、1978-1990、1990-2000與2000-2008四個階段的演化過程，將模擬結果和實際道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)道路網(wǎng)絡宏觀指標的相對誤差均在10％以下，道路網(wǎng)絡微觀特征分析中度分布、路段方向角分布、單元格形狀因數(shù)分布較接近