城市路网可靠性及其保障技术研究

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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10005B200604001公开英文并列题目ASTUDYONTHEURBANROADNETWORK墼坠型坚!坠兰!Y业兰!曼曼△墅垦g墅迦曼!垦g塾盟Q坠Q盟．专导业：交通运输规划与管理研究方向：路网可童丝师：陈艳艳职称：教壑论文报告提交日期：2010年3月学位授予日期：授予学位单位名称及地址：jE室王些盔堂jE壅直塑囤匡垩垂圄!鲤量一——ADissertationPresentedtoAcademicDegreecommitteeofBeijingUniversityo

2、fTechnologyST唧DYONTHEURBANRoADNETWoRKRELIABILITYANDITSSAFEGUARDSTECHNoLoGYInCandidacyofthePhilosophyDoctorinTransportationPlanningandManagementBYGaoAixiaUndertheSupervisionofProf．ChenYanyanTransportationResearchCenter,BeijingUniversityofTechnologyBeijing，P．RofChinaMarch，

3、2010独创性声明mIIIILlllIIIIIlUlllllllllllllllllltlllllll弧Y1789232本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：关于论文使用授权的说明日期：型!：兰本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保

4、留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：摘要自上个世纪90年代以来，路网可靠性评估技术作为世界交通领域的前沿技术，得到了世界范围内交通工作者和决策者的高度重视，并在日本、欧洲和美国等国家快速发展起来。目前，我国不少城市的道路因建设周期较长，路网还缺乏足够的冗余容量，城市路网依然脆弱，道路交通系统的运行状态不稳定。若不采取有效措施防止并及时弥补路网缺陷，一旦灾害或紧急事件发生，将造成路网的大面积拥堵，甚至瘫痪，引

5、发难以估量的政治和经济损失。。研究和应用城市路网可靠性评估技术，能够有效地挖掘路网潜力，增强交通系统运行的稳定性，提高路网应对大型活动和突发事件的免疫力。但是目前交通网络的可靠性研究仍然处于起步阶段，可靠性的评价指标体系及其评价方法还非常不成熟，尚需完善与健全。指标是路网可靠性评价的基础，不同的指标侧重点不同，指标的适用性、优缺点也各不相同。首先对路网可靠性评价指标体系进行了研究，建立了常态和异常事件下路网可靠性评价指标体系，在对异常事件分类的基础上，提出了恢复时间可靠度指标，并对该指标进行了定义。利用实测数据，对北京市二环路的单位距离

6、行程时间可靠度、畅通可靠度、服务水平可靠度利用统计法进行了计算，结果表明只要阈值设定一致，可靠度计算结果相同。路网交通流和可靠度的波动性分析表明，常态下路段流量参数决定着其可靠度的大小。根据实测数据对流量．速度的函数关系进行了拟合，确立了在流量波动范围一定的条件下，路段饱和度值与可靠度值的一一对应关系，从而建立了可靠度与饱和度的函数关系模型，得到了路段可靠度的计算方法；在对路段可靠性计算方法分析的基础上，提出了大型路网可靠性的近似算法，并与统计法的计算结果进行了比较。异常事件对路网的可靠性有非常大的影响，本文以交通事故为例来研究异常事件

7、下的路网可靠性。论文根据统计数据定量的分析了不同类型的交通事故对路网的影响时间以及空间。利用DYNASMART仿真技术分析了事故占用车道数、事故持续时间、饱和度、道路等级和路网密度对交通恢复时间的影响，利用蒙特卡罗模拟方法和全概率公式，构建了不同类型事故发生情况下的恢复时间可靠度计算模型，并对该模型进行了应用。为了使已有的交通网络保持较高的可靠性能，在对潮汐式交通流特点及出行者路径选择分析的基础上，设计了基于可靠性分析的双向道路交通网络设计双层规划模型，该模型的上层目标函数为在调整路段数最少的条件下，使路网的整体可靠度最大，下层为确定用

8、户均衡分配模型。运用遗传算法对双层规划模型进行求解，实例表明，该方法能较大程度的提高路网的可靠性。北京工业大学博士学位论文科学有效的城市交通预警管理体系，也是确保城市路网安全畅通的关键措施。常态下的交通预警