基于交通网络设计的拥堵道路合理交通容量研究

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1、分类号:U491.210710-2015121293硕士学位论文基于交通网络设计的拥堵道路合理交通容量研究高赛宇导师姓名职称戴学臻副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称交通运输规划与管理论文提交日期2018年4月11日论文答辩日期2018年5月09日学位授予单位长安大学StudyonReasonableTrafficCapacityofCongestedRoadBasedonNetworkDesignProblemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoSaiyuSupervi

2、sor：Prof.DaiXuezhenChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着我国城市化水平的不断加快，城镇居民机动车保有量急剧增加，导致部分城市道路的供给能力不能满足实际出行需求，容易形成易堵路段且难以通过有效的管理、控制手段加以缓解。因此，研究拥堵道路合理交通容量，使得该道路既能有效满足用户出行需求，又能充分避免因道路容量增加过大而使周边路网道路交通超负荷，对于确定改造道路的设计交通容量和改造城市拥堵道路具有重要意义。在现状路网和社会环境下的拥堵道路合理交通容量研究中，本文先对拥堵道路的交通容量增加值上限进行了研究

3、。提出使用拥堵道路最大可能车辆到达率来对这一上限域值进行定量分析。由于，车辆到达率无法通过直接观测得到，尤其是在交通拥堵时，车辆到达后无法及时疏散，此时车辆到达率大于实测交通流率。所以，对于拥堵道路的最大可能车辆到达率的研究需要通过对周边路网的交通流率变化趋势类比分析实现。为了对变化趋势进行分析，文章首先从时间、空间上横向分析拥堵路段交通参数的相关性，即从时间相关性上判定城市道路拥堵的是否具有常发性，从空间相关性上分析城市道路间交通的关联度，并对高关联度路段集合的获取方法进行阐述；然后引入大数据的应用，对拥堵路段和高关联路段集合这两者的交通参数进

4、行处理后，比较两者的参数的变化趋势，使用高关联路段集合变化趋势中有效段对拥堵路段的实测交通量进行修正，类比分析，获得拥堵道路可能车辆到达率的日变化趋势曲线；最后引入趋势导数对日变曲线进行聚类分段，用多项式分别对各段拟合，求解拥堵道路最大可能车辆到达率，并根据车辆到达率与道路交通容量增加值上限之间的定量关系，求解容量增加值上限。拥堵道路合理交通容量值的确定是一个交通网络最优化设计问题，引入双层规划模型进行求解：（1）使用拥堵道路容量增加值上限做为上层模型的道路交通容量增加值约束条件，在此基础上建立以系统总期望阻抗最小为目标函数的上层规划模型；（2）

5、使用经典的用户均衡分配（UE）模型作为下层模型；（3）通过遗传算法对模型进行求解。此模型能满足整个路网系统的某个指标的最优化设计，同时也能敏感的反映某一路段交通容量变化对整个系统的影响，可以对路网中的拥堵路段最优化交通容量增加值进行求解。论文以西安市南二环东段改造的具体实例对论文提出的方法进行了验证。关键词：城市道路改造，拥堵道路最大可能车辆到达率，交通网络设计问题，双层规划模型，拥堵道路合理交通容量iAbstractWiththecontinuousaccelerationofurbanizationlevelinChina,thenumber

6、ofmotorvehicleownershipofurbanresidentshasincreaseddramatically.Sothesupplycapacityofsomeurbanroadscannotmeettheactualtraveldemand.Itiseasytoformcongestedroads,anditisdifficulttodredgethecongestionthrougheffectivemanagementandcontrol.Therefore,theresearchofreasonabletrafficca

7、pacityofurbancongestionroadisofgreatsignificancetodeterminethetrafficcapacityofthereconstructedroadandtransformtheurbancongestionroad.ThereasonabletrafficcapacityofthecongestedroadcannotonlysatisfytheneedsoftheResident,butalsoavoidtheoverloadofthesurroundingroadintheroadnetwo

8、rk.Inthestudyofthereasonabletrafficcapacityofcongestedroadsunderthec