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拥堵交通流分配和道路网络容量计算理论与方法研究

刘晓玲  
【摘要】:交通拥堵是大城市交通运行的必然产物。在拥堵状态下,路段的行驶时间随着路段流量的减少而增加,与传统的阻抗模型认为行驶时间与流量是正相关关系的结论相反。因此,有必要建立拥堵条件下的阻抗函数,研究拥堵道路网用户平衡交通流分配问题,以完善交通流分配理论,为相关交通仿真软件开发、研究交通拥堵的传播机制和交通规划等工作提供理论参考。城市路网容量描述道路网对交通需求的处理能力,是度量道路交通网络运行能力的一个关键指标。双层规划模型是求解城市路网容量问题的经典模型,模型以最大承载交通量为规划目标并综合考虑了各路段物理通行能力限制和用户平衡交通分配问题。本文将拥堵道路网用户平衡交通流分配方法引入城市路网容量双层模型,丰富了城市道路网容量研究理论体系,为城市道路交通规划管理与控制工作提供了一个新的思路。本文总结和综述了国内外研究现状,研究思路为:首先,分析拥堵状态下的交通流运行特征,提出描述拥堵状态下的路段的行驶时间和路段流量的拥堵路抗函数,并基于此研究完全拥堵道路网络的用户均衡交通流分配问题。其次,将路段畅通和路段拥堵的阻抗函数合并起来构建拓展的路阻函数,提出路段需求交通量和路段通过交通量概念并用这两者之间的关系来描述路段畅通或者拥堵的状态,并基于此研究畅通和拥堵并存的道路网络用户均衡交通分配问题。然后,构建求解道路网络容量的双层规划模型,上层是一个极大的通过交通量的模型,下层是一个畅通和拥堵并存的道路网络用户均衡交通流分配模型。最后,将论文提出的模型在一个小型道路网上进行算例分析,得到了小型道路网的容量计算值,算例分析的主要结论有:①解释了经典模型存在的对道路网容量估计偏小的问题。②得出的道路网需求交通量和通过交通量的变化趋势与实际交通现象相符。


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