基于出行者择路策略的城市路网结构优化策略研究

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1、万方数据国内图书分类号：N94，U121西南交通大学研究生学位论文年级：2Q!Q级姓名：胡注申请学位级别L．篮理堂擅±专业：篮堡抖堂皇工程指导老师：呈袒至教援二零一四年十一月万方数据MMH

2、MIHHⅦ815186SomSwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationQ里!IMIZATIONSTRATEGⅢSOFURBANRQADNETWORKSTRUCTUREBASED(!N!至珥ROUTECHOICESTRArEGⅢSOFGrade：2010Candidate：HuPin

3、gAcademicDegreeAppliedfor：Ph．D．ofManagementSpecialty：ManagementScienceandEngineeringSupervisor：Prof'．MaZujun万方数据西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。

4、本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保苍√适用本授权书。(请在以上方框内打“妒’⋯一躲吲晋日期：少，银It．13⋯一：纠包辛日期：加卿．⋯哆万方数据西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：(1)提出了符合城市路网结构特性

5、的路径选择策略，并在此基础上研究了出行者的平均出行效率。目前应用复杂网络理论对城市路网中路径选择策略的研究还相对较少，本章在分析城市路网动态特性的基础上，通过综合考虑路网最短路信息和临近节点动态交通信息，提出了符合城市路网特征的路径选择策略。在该路径选择策略中，不仅考虑了邻接节点到目的节点间的最短距离这一全局因素，同时还考虑了邻接节点的剩余负载处理能力这一局部动态交通因素。以采用对偶法建模的德阳市路网为例，基于此策略进行了模拟仿真，通过对择路行为权重参数与流量波动范围参数以及出行者的平均出行效率间关系的研究，验证了该策

6、略的正确性和有效性。(第3章)(2)针对采用对偶法建模的城市路网，提出了基于节点重要度的节点容量改善策略。目前基于复杂网络理论建立的节点容量改善策略，多数都是基于网络结构信息来构建的，并未考虑到网络上发生的动态过程。为了能更加全面的选择被改善节点，本文在分析出行者择路行为的基础上，提出了有效频次这一动态指标，并采用基于信息熵的多属性节点重要度评估方法对节点重要度进行评估，不仅考虑了网络的结构特性指标，同时还考虑了网络上的动态指标。随后，提出了基于节点重要度的扩容策略，该策略将路网节点分为重要节点和非重要节点，在扩容时保

7、持非重要节点的容量不变，仅将重要节点按照一定的规则扩容。在以对偶法建模的德阳市路网上的仿真结果表明，基于节点重要度的扩容策略不仅能够大幅提高出行者的平均出行效率，同时还具有较好的收益比，另外，该扩容策略还能够在一定程度上降低路网发生级联失效的风险。(第4章)(3)针对采用主方法建模的城市路网，提出了基于节点重要度的节点加边策略。目前基于复杂网络理论提出的加边策略多数也都是基于网络结构信息建立的，同样未考虑网络中的动态过程，因此本章同样在考虑有效频次这一动态指标的基础上采用基于信息熵的多属性节点重要度评估方法判断节点重要

8、度，并基于此提出了路网中节点的加边策略。该策略将重要节点周围的节点按重要度排序，将最不重要和次最不重要的两个节点用边相连，用以分担重要节点上的交通压力。以采用对偶法建模的德阳市路网为例进行的模拟仿真结果表明，在采用主方法建模的城市路网中，基于节点重要度的加边策略可以有效提高路网中出行者的平均出行效率，并从网络结构的变化情况对这一现象进行了解释。(第5章)⋯⋯繇诩哥日期：必I(fct／．／弓万方数据西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要近年来，随着我国经济的飞速发展和城市化建设速度的加快，交通需求量和强度的增长促使城市

9、路网的规模不断扩大，交通拥堵程度也逐渐加剧，这种情况下，如何保证车辆的正常和高效运输就成为了越来越紧迫的问题。我们知道，城市交通系统是个典型的复杂系统，因此，要解决城市交通拥堵问题，就要采用系统科学理论的方法对整个路网中出行者的择路行为和网络结构的优化策略进行研究。鉴于此，本文首先对城市路网的结构特性及可靠性进行了分析，随后基于路