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城市宏观交通仿真系统架构与关键技术研究

邓兴栋  
【摘要】: 交通规划关系到城市的未来发展,而宏观交通仿真是设计和评价交通规划方案的基本技术手段。本文围绕城市宏观交通仿真这一主题,以符合国情并具备实际可操作性为研究的出发点,基于四阶段模型对宏观交通仿真系统的体系架构及关键技术展开深入的研究。针对现有方法的不足,提出了若干富有创新性和实用性的方法与模型,并以广州市为背景,通过长期的城市交通规划实践对所提出的方法与模型进行充分的验证,主要工作和研究成果如下: 1.建立了符合我国国情的宏观交通仿真体系架构。本文从需求分析出发,对仿真系统进行了结构设计,并以四阶段模型为理论基础,对仿真系统进行功能细化,建立了由12个子模块组成的城市交通仿真架构。该架构具有良好的开放性和通用性,能够较好地适应我国当前国情的需要。 2.提出优化的OD矩阵校准模型——3D平衡梯度搜索法,以及符合国内城市实际情况的OD矩阵校准方法与检验标准。本文分析了现有平衡梯度搜索法的特点及不足,提出以出行距离分布为约束条件的3D平衡梯度搜索法模型。实践表明,该方法能够有效地提高OD矩阵校准的精度。此外,通过对收敛标准进行分析,提出了可操作性强的OD矩阵校准流程,并结合广州市的实践情况及相关数据,提出了GEH检验建议标准。 3.从交通需求分析的角度,提出了居民出行调查扩样方法,以及基于SP调查的时间价值分析模型。本文提出了“户-车-户”的居民出行调查扩样方法,该方法能够有效减少直接扩样的误差,较好地揭示沉默交通需求,使得扩样结果更为可靠、合理。此外,文中分析了SP调查原理并进行试验和调查设计,分析了出行时间影响因素,建立了时间价值Logit模型,有效地提高了交通出行分布、方式产生的预测准确性。 4.提出考虑对路网熟悉程度的平衡分配模型及其求解方法。本文分析UE模型和SUE模型在实际应用中的偏差,提出了考虑对路网熟悉程度的平衡分配模型及其求解算法。算例结果表明该模型在非拥挤状态下较经典的UE模型和SUE模型更具有弹性,为进行更符合实际的交通分配提供了一种新的方法,经进一步验证可以纳入交通仿真系统中以提高模型的可操作性与预测结果的精度。 5.介绍了广州市宏观交通仿真系统及其在实际交通规划工作中的应用情况。本文在宏观交通仿真系统体系架构及关键技术研究的基础上,以广州宏观交通仿真系统为例,介绍了广州交通仿真系统在“禁摩”政策、自行车发展政策、停车供应政策等交通政策发展研究及轨道网络规划中的应用,充分展示了宏观交通仿真系统在定量分析中的强大作用。


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