基于交通行为的区域路网动态协调控制研究

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1、基于交通行为的区域路网动态协调控制研究第一章绪论1.1概述城市交通是城市发展的重要支柱，城市交通的运行状况能客观衡量一个城市的发达与文明程度。随着社会经济发展与城市化进程的加剧，城市规模迅速扩大，路网结构急剧调整，居民出行日益频繁，交通需求快速增长，全国各大城市路网的交通拥堵越发严重，严重的交通拥堵会造成安全事故增多、行车速度降低、出行时间变长、车辆能耗增加、环境问题恶化等诸多社会问题，大大地阻碍城市化进程，影响城市在国际上的竞争力和知名度，交通拥堵已成为各大城市面临的最严重的问题之一。2010年，中国科学研究院可持续发展战略研究组提供的统计数据显示，交通拥堵造成交通安全事故急

2、剧增加，因交通安全事故造成我国死亡人数超过10万/年，相当于每小时死亡12人，按照万车死亡人数来比较，我国是美国的20倍；交通拥堵导致行车速度降低、出行时间变长，以北京和上海为例，高峰期间拥堵情况如图1.1所示，经常发生交通拥堵的主要道路行车速度降到10km/h以下，相当于步行速度，极大弱化了道路的集散和服务功能；交通拥堵给我国造成了巨大的经济损失，每天有15座城市因交通拥堵损失近10亿元；交通拥堵加剧了环境污染，我国北方城市如北京、天津等常出现大范围雾霾天气，其与汽车尾气排放的碳氢化合物有直接关系。1.2国内外研究现状1.2.1路网运行状态评价研究对城市路网交通运行状态精确的

3、评价，是实现交通控制和交通诱导效益最大化的重要基础。目前，关于路网交通运行状态评价的研究有很多，主要有以下四种方法：（1）基于交通流数据的统计分析，量化交通状态指标，直接给出运行状态。于春全（2007）[3]建立了城市道路交通运行状况（服务水平）宏观评价体系，根据道路上实测的数据，直接评价城市道路在确定的时间、空间内的服务水平。然而，依据简单统计分析，虽然直观、便捷，却不能反应区域路网中的隐含信息，且不适用于实时路网交通评价。（2）运用模式识别理论，基于检测数据提取表征交通状态的向量，得到不同的交通运行模式。任江涛（2003）[4]应用模式识别方法，基于路段的车流量、平均车速和

4、车辆密度将区域交通状态划分为不同类型的交通模式。郭伟（2005）[5]采用K均值聚类和EM算法相结合的方法，提取路口特征向量以表征交通流运行状况。路网交通状态评价是多维、多因素耦合及实时的复杂问题，模式识别避开了建立路网的复杂性，仅仅从检测数据中提取部分指标很难得出交通状态的时空变化规律，因此还需要建立合理的路网模型，对路网交通状态及其演变规律进行分析。（3）基于路网拓扑结构，构建区域路网交通状态时空分层模型。张和生（2007）[6]和於毅（2007）[7]定义了一种交通状态指标，通过分析交叉口可达性和路段连通性，得出交通状态指标的不同阈值下交通状态分层模型，但对区域路网各交叉

5、口和路段采用了统一的评价标准，可能会存在偏差。第二章天津市区域路网交通调查方案设计2.1定义本文对区域路网的定义为：区域路网为教育、医疗、娱乐、大型商业设施等公共资源过于集中的核心区道路及周边相邻道路，其土地开发强度高、土地利用性质相似、交通特性较为一致，区域路网以其独特的物理属性而具有高的吸引率常发生严重的交通拥堵问题。区域路网因土地开发强度大且特殊的用地性质导致早晚高峰交通吸引过大，道路通行能力不匹配而造成拥堵，且点状交通拥堵不能及时疏散而造成包括周边相邻道路在内的大面积路网交通瘫痪。路网由交叉口和基本路段两单元组成，曾有相关研究定义基本路段为断面流量保持不变的一段单向道路

6、[38]，有调查表明交叉口对车流速度的影响区域可取为80米[39]。通行能力手册HCM（2000版）中建议，基于服务水平的车速标准，城市道路路段长度应大于1.5km，否则就视为交叉口来研究。这与我国城市道路实际情况不符，天津市因历史和地理种种因素影响，互不联通的原各国租界路网和沿河的道路布局是天津市旧路网一大特点，造成在此基础上改造的现有路网格局中畸型交叉口多、断头路多、瓶颈路段多的特点，道路路段的长度远远小于1.5km，且以综合商业区为中心的区域路网具有特定的土地利用性质和交通流特性，因此，有必要对天津市区域路网道路的基本路段和交叉口影响区域做出相应的规定。表2.1、表2.2

7、分别为天津市海光寺、小白楼、大胡同区域路网主干道、次干道道路长度统计情况，表2.3为综合统计情况。..2.2区域路网交通调查方案设计海光寺商业区地处天津市东西方向主干道南京路和南北方向主干路卫津路的交通要冲，东北方向300米有二七二医院，西方向650米有滨江道购物中心，南方向500米有天津师范大学高职学院，西北方向500米有天津市妇产科医院和华英学校，且200米范围内遍布银行、写字楼、酒店等，常年发生交通拥堵。大胡同商业区是天津较早的商业街市，是天津最重要的商品集散地之一，集购物、旅游、休闲