面向公路网络规划及智能运输系统交通分配理论与方法研究

【摘要】：本文系统地论述了面向公路网络规划和智能运输系统的交通分配理论与方法，整体上分为三部分。第一部分概述了路网规划性能指标的综合评价体系；针对路段通行能力约束下路网最大交通量问题，提出了适合计算机编程的断路新算法；同时还制定了汇流交叉口处设置无控制、停车标志控制及交通信号控制的依据；此外，对普遍存在的车辆跟驶运动进行了初步研究，为车辆自动驾驶提供了理论支持。第二部分就公路网络规划的理论和方法进行了论述；在用户优化平衡交通分配问题中，定义了同一出行的不同路径和完全不同路径的概念，以路径交通量为变量，给出了满足Wardrop第一原理的配流模型解的有效算法；考虑到在现实生活中出行者大多是凭已往经验进行路径选择，建立了基于马尔可夫链的非平衡交通分配模型，在广义出行路径意义下，得到了给定O-D量下交通分配算法。第三部分对智能运输系统的基础理论问题进行了较为深入的研究；基于路阻函数的固有特性，建立了具有标准规范型的离散动态配流状态方程，给出了最优配流解的充要条件及其奇异性分析，定义了完全不同路段的概念，讨论了最优配流状态下的路网特性；从实用角度出发，研究了基于最短路径算法的动态配流模型，模型解的算法使路径引导的实现成为可能；最后研究了将实时交通控制等系统影响因素集成到已有的动态交通分配模型中去的可能性及相关问题，建立了交叉口有交通信号控制时用户最优动态配流模型，给出了对原动态配流模型解的Frank-Wolf算法结果进行修正的等价性原则。 文中的所有理论结果都给出了示范性的算例，这为理论成果转化为能在实际路网中得到应用并产生效益的技术提供了支持和依据。