城市交通系统畅通可靠性分析与优化

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1、分类号：U491题单位代码：学号：密级：北京工业大学博士学位论文F7{ji85310005B20020400公开英文并列URBANTRANSPORTATIONSYSTEMUNBLOCKED题目虽哩坠!垒星些!型△丛△些曼!墨趔坠Q呈!!丛!至丛!!Q基研究生姓名：粱题专业：童垣重箍趣型星筐堡研究方向：变垣趣划理论生直蓬导师：廷主苗国职称：熬援匿艳艳职称：熬援论文报告提交日期2QQ5笙3目学位授予日期授予单位名称和地址

2、E夏工些友堂jE夏Ⅲ朝田匡王压园!QQ量摘要20世纪80年代以来，我国国民经济的高

3、速发展和城市化进程的推进带来了城市交通的迅速增长。但伴随机动车拥有量及道路交通量急剧增加带来的是，交通拥挤、堵塞以及由此导致的交通事故的增加、环境污染的加剧。城市交通问题现已成为影响城市功能正常发挥和城市可持续发展的一个全局性问题，也是需要亟待解决的城市问题之一。所以现在人们普遍关心的是如何解决交通拥挤及由此引发的交通问题，并希望从交通特性各个角度对交通问题进行分析，通过一定的可行方法对城市道路网络进行改善，来满足人们的交通需求。交通系统的运行状态取决于路网实际容量及交通需求。道路容量和交通需求由于

4、各种影响因素的存在是不断变化的，这使得交通系统的运行状态及阻塞发生也是在不断随机变化的。而目前国内外对交通系统运行状态的研究指标多限于常态，这些常态指标往往仅来自某一次或短期观测结果，以此作为一定时期的交通系统运行状态的评价依据，难免有较大的任意性，并将给交通系统的管理和布局、规划带来一定的困难。因此，有必要应用城市道路系统运行状态的概率型评价指标来分析和研究城市道路网络。论文首先在对国内外现有交通运行状态评价指标回顾的基础上，确定对于路段、交叉口分别采用时间平均车速和平均停车延误来评价其运行状态；

5、并根据车辆的不同运行状态，参考服务水平的分级，将道路交通运行状态划分为五级：非常畅通状态、标准畅通状态、基本畅通状态、不甚畅通状态、不畅通状态；同时，利用交通流参数之间的关系、特征车速分布及出行调查结果，确定特大城市不同等级道路运行状态的划分标准及相应的畅通标准。在此基础上，本文考虑路段及路口阻塞发生随机性，借鉴网络可靠性分析方法，提出了道路交通运行状态的概率型评价指标——畅通可靠度的定义，提供了两种不同的畅通可靠度的计算方法：基于供需随机性分析的计算方法和基于交通统计的计算方法；并利用差异性分析，

6、验证了两种单元可靠度的计算方法结果的一致性。同时，利用路网模拟的方法，在确定的路网供需条件下，通过建立北京市二环内路网畅通可靠度与饱和度之间的关系，简化畅通可靠度的计算，使该指标更方便的应用于交通管理和规划。为了从宏观把握整个路网的运行状态，本文基于路段及交叉口的单体畅通可靠性分析，并考虑道路单元堵塞相关性，建立了路径、OD对及整个路网的畅通可靠度计算方法，并对北京市内城路网畅通可靠性进行了相应的分析。在此基础上，考虑到交通供给和需求是影响路网堵塞程度的主要因素，本文通过组合交通供需不同分布类型，对

7、路网的畅通可靠性和车速变化规律进行了研究，以为交通管理和规划部门提供决策支持。在路网畅通可靠性分析的基础上，本文利用单元重要度分析的方法，提出路网单元改善重要度和单元修正改善重要度的计算方法，以确定对路网系统畅通可靠度影响较大的单元，并缩减路网投资的备选方案。在此基础上，以路网北京工业大学工学博士学位论文综合效益最大作为优化目标，并考虑道路建设的投资约束，建立路网优化模型；同时，将单元修正改善重要度作为比选项目优劣的指标，改进项目滚动排序法，最终得到规划路网的建设序列。利用该方法确定的路网规划方案和

8、道路建设序列，不仅实现了建设效益的最大功效，而且满足了规划路网交通需求，有效改善了整个路网的运营效率。最后，论文总结了主要研究成果，并提出本课题未来的研究方向。关键词畅通可靠度；交通运行状态；路网优化：单元重要度AbstractSince1980’S，thehi【gh·speeddevelopmentofournationaleconomyandpromotionoftheurbanizationprocesshavebroughttherapidgrowthoftheurbantransporta

9、tion．Butwiththequantityofmotorvehicleandtrafficvolumeincreasesharply,increaseoftrafficjamandtrafficaccident，aggravationoftheenvironmentalpollutionarecomeforth．Theurbantransportationproblemhasalreadybecomeanimportantproblemofinfluencingu