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)量和出行費用的關(guān)鍵性因素。同時它還會誘發(fā)交通安全、交通環(huán)境污染以及交通能耗等諸多社會各界廣泛關(guān)注的問題。當前,緩解和預(yù)防交通擁堵已經(jīng)成為我國城市發(fā)展的當務(wù)之急,關(guān)系到我國城市的可持續(xù)發(fā)展。然而人們對于城市道路交通擁堵傳播規(guī)律和消散機理缺乏足夠的、準確的認識,這使得在實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方面:
　　 (1)改進了元胞傳輸模型,并以此構(gòu)建了動態(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)點模型中考慮了交叉口的信號控制以及道路出口的渠化。此外,還提出了計算路段走

3、行時間和路徑走行時間的新方法,分別從路段和路網(wǎng)兩個層面建立了交通擁堵的評價指標體系。
　　 (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)模和擁擠延遲為評價指標,研究了路段下游渠化區(qū)的長度、停止線的寬度劃分、事故位置以及路段長度等因素對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模型的動態(tài)隨機路徑選擇模型,運用元胞傳輸模型研究了動態(tài)隨機用戶均衡環(huán)境下的擁堵瓶頸識別問題。采用平均行程速度對交通擁堵瓶頸進行界定,探討了交通需求與網(wǎng)絡(luò)瓶頸形成之間的互動關(guān)系,分析了擁堵瓶頸的增長規(guī)律和擁堵瓶頸在網(wǎng)絡(luò)上的分布情況。
　　 (4)信號優(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,建立了固定信號配時和動態(tài)信號配時的極大極小優(yōu)化模型。進一步研究了信號控制與道路出口渠化的組合問題及其模型和求解算法。在動態(tài)隨機用戶均衡環(huán)境下,研究了信號優(yōu)化控制和道路出口渠化方法的有效性。此外,還對優(yōu)化控制下的交通網(wǎng)絡(luò)進行了擁堵分析和擁堵瓶頸識別。
　　 (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,合理地運用該措施可以起到緩解交通擁堵的