基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的城市交通流仿真.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，機(jī)動(dòng)車保有量日益增加，交通擁堵已成為我國(guó)各大城市必須面臨的一大難題。城市道路交通網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)作為研究復(fù)雜系統(tǒng)的重要工具之一，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交通系統(tǒng)的復(fù)雜性做了大量的研究，但這些研究大多建立在靜態(tài)平衡配流理論的基礎(chǔ)上，很少考慮交通流在交通網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，幾乎沒(méi)有考慮出行者在出行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)路徑選擇行為，這與現(xiàn)實(shí)不符。因此，本論文基于動(dòng)態(tài)用戶平衡

2、理論，建立了GS-CTM動(dòng)態(tài)交通分配仿真模型，該模型能夠較好地仿真交通流的動(dòng)態(tài)特性，用戶的動(dòng)態(tài)路徑選擇行為，同時(shí)也能仿真網(wǎng)絡(luò)上交通擁堵的產(chǎn)生、傳播及消散等交通流特性，以此分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)交通流運(yùn)行產(chǎn)生的影響。
　　本論文結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和GS-CTM動(dòng)態(tài)交通分配仿真模型，對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的交通流進(jìn)行了仿真研究，主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)將Green shields模型里的速密關(guān)系引入到CTM模型中，建立了GS-

3、CTM動(dòng)態(tài)交通分配仿真模型，同時(shí)對(duì)路段阻抗和路徑選擇等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，并給出了GS-CTM模型的求解算法。
　　(2)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的城市交通流運(yùn)行特性進(jìn)行了仿真研究。運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論編寫MATLAB程序，隨機(jī)生成了三種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):規(guī)則網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以GS-CTM動(dòng)態(tài)交通分配仿真模型為基礎(chǔ)，開發(fā)了GS-CTM動(dòng)態(tài)交通分配仿真平臺(tái)，比較了網(wǎng)絡(luò)平均行程速度、網(wǎng)絡(luò)平均車流密度、網(wǎng)絡(luò)總阻抗、網(wǎng)絡(luò)總延誤等各項(xiàng)交通流指

4、標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)交通流運(yùn)行效率最高，是一種較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其次是小世界網(wǎng)絡(luò)，最差的是規(guī)則網(wǎng)絡(luò)。
　　(3)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的城市交通擁堵演化進(jìn)行了仿真研究。分別從全局和局部角度分析了不同網(wǎng)絡(luò)下的交通擁堵演化特性，全局角度主要分析了不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交通擁堵瓶頸的產(chǎn)生、規(guī)模、消散等特征，局部角度主要分析了網(wǎng)絡(luò)中部分路段對(duì)周邊交通及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響。通過(guò)仿真分析發(fā)現(xiàn):隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)能承受較大的交通需求，抵抗擁堵能力較強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)性能較