城市道路交通擁堵傳播規(guī)律及消散控制策略研究.pdf

1、道路交通擁堵是城市交通問題的突出表現(xiàn),是影響人們?nèi)粘３鲂匈|(zhì)量和出行費(fèi)用的關(guān)鍵性因素。同時(shí)它還會(huì)誘發(fā)交通安全、交通環(huán)境污染以及交通能耗等諸多社會(huì)各界廣泛關(guān)注的問題。當(dāng)前,緩解和預(yù)防交通擁堵已經(jīng)成為我國(guó)城市發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急,關(guān)系到我國(guó)城市的可持續(xù)發(fā)展。然而人們對(duì)于城市道路交通擁堵傳播規(guī)律和消散機(jī)理缺乏足夠的、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),這使得在實(shí)際緩解交通擁堵過程中存在一定的盲目性,缺乏有效的緩解與控制手段。因而,深入研究交通擁堵的產(chǎn)生根源、傳播特性以及消散

2、規(guī)律是解決交通擁堵問題的基礎(chǔ)性工作。
　　 本論文從動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)交通流理論出發(fā),研究城市道路交通擁堵的傳播規(guī)律,探討一些典型的交通擁堵消散控制方法和策略。具體來講,本論文研究工作主要有如下幾個(gè)方面:
　　 (1)改進(jìn)了元胞傳輸模型,并以此構(gòu)建了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)交通流傳播模型。和已有模型不同的是,本文在元胞傳輸模型的路段模型中考慮道路交通流中的回滯現(xiàn)象,以及在節(jié)點(diǎn)模型中考慮了交叉口的信號(hào)控制以及道路出口的渠化。此外,還提出了計(jì)算路段走

3、行時(shí)間和路徑走行時(shí)間的新方法,分別從路段和路網(wǎng)兩個(gè)層面建立了交通擁堵的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
　　 (2)將元胞傳輸模型推廣應(yīng)用于模擬突發(fā)事件下交通擁堵的傳播規(guī)律。以擁堵規(guī)模和擁擠延遲為評(píng)價(jià)指標(biāo),研究了路段下游渠化區(qū)的長(zhǎng)度、停止線的寬度劃分、事故位置以及路段長(zhǎng)度等因素對(duì)交通擁堵傳播的影響。依據(jù)交通擁堵傳播的空間結(jié)構(gòu)特征,利用車輛禁行這一臨時(shí)性的交通管制措施,制定了線、面相結(jié)合的擁堵消散控制策略,應(yīng)對(duì)交通擁堵的傳播。仿真結(jié)果表明,合理地應(yīng)

4、用本文提出的擁堵消散控制策略可以有效地控制擁堵的消散。
　　 (3)構(gòu)建了基于Cross Nested Logit模型的動(dòng)態(tài)隨機(jī)路徑選擇模型,運(yùn)用元胞傳輸模型研究了動(dòng)態(tài)隨機(jī)用戶均衡環(huán)境下的擁堵瓶頸識(shí)別問題。采用平均行程速度對(duì)交通擁堵瓶頸進(jìn)行界定,探討了交通需求與網(wǎng)絡(luò)瓶頸形成之間的互動(dòng)關(guān)系,分析了擁堵瓶頸的增長(zhǎng)規(guī)律和擁堵瓶頸在網(wǎng)絡(luò)上的分布情況。
　　 (4)信號(hào)優(yōu)化控制與道路交叉口處的合理渠化是城市交通組織優(yōu)化的重要組成部

5、分,是緩解交通擁堵的有效方法之一。以均衡交叉口各車流方向的通行能力為目標(biāo),建立了固定信號(hào)配時(shí)和動(dòng)態(tài)信號(hào)配時(shí)的極大極小優(yōu)化模型。進(jìn)一步研究了信號(hào)控制與道路出口渠化的組合問題及其模型和求解算法。在動(dòng)態(tài)隨機(jī)用戶均衡環(huán)境下,研究了信號(hào)優(yōu)化控制和道路出口渠化方法的有效性。此外,還對(duì)優(yōu)化控制下的交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了擁堵分析和擁堵瓶頸識(shí)別。
　　 (5)轉(zhuǎn)彎禁限措施是城市交通網(wǎng)絡(luò)中常見而又低成本的交通管制措施,合理地運(yùn)用該措施可以起到緩解交通擁堵的