基于动态交通分配的城市道路网络失效相关性研究

论文摘要

随着城市化进程的不断加快,国内大中城市的交通量日益增加,供需矛盾更加突出,加之交通事故频繁发生,导致交通拥堵成为常态,如何解决常态和非常态下的交通拥堵成为国内外研究的重点和热点问题。解决交通拥堵问题,首先要深入认识交通拥堵,分析拥堵产生和扩散的机理与规律,本文正是基于上述认识,从失效相关性的角度研究交通拥堵,得出缓解交通问题的有效方法与途径。本论文的研究立足于我国城市路网高峰期交通复杂多变的特点,首先,借鉴一般工程系统中失效相关性分析的基本理论,结合道路网络自有特点,提出了道路网络失效相关性分析模型；第二,对失效相关性分析的模型与实现方法进行深入探讨,利用动态交通分配得到路网流量数据,接着对基于路段行程时间的失效准则进行研究,在获得路段状态布尔矩阵的基础上,创造性的提出互相关系数和自相关系数以刻画路段失效相关性的大小,并利用概率网络估算技术判断路段失效的相关性；第三,研究不同条件下事故路段周边路网失效相关的变化,详细分析路段失效程度大小、失效时间长短、局部路网功能等级高低和有无信息诱导情况下路网状态变化规律和失效相关造成的拥堵扩散情况,发现路段失效的时间越长、程度越大周边路网失效相关的情况越严重,出现级联失效和拥堵闭环的可能性增大。本文的主要创新性研究有：1.研究了不同功能等级下的路网失效相关性,结果发现局部路网功能等级越低,失效相关的程度越小,进而探讨了失效相关性和道路网络功能级配之间的关系；2.探究了交通诱导条件下的失效相关性,结果表明提高出行者接受信息诱导的比例可降低路段之间失效的相关性,可利用此手段缓解拥堵；3.根据失效相关性分析方法,对交通诱导中典型的“K路”计算方法进行了优化,结果表明加入路段失效相关性因素后,较好地规避掉了路网中的高风险失效单元,给出的结果更加可靠,可信度更高。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出与研究背景
• 1.2 论文研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状综述
• 1.3.1 失效相关性研究现状
• 1.3.2 动态交通分配研究现状
• 1.3.3 研究中存在的主要问题
• 1.4 论文主要内容与方法
• 1.5 开展研究的技术路线
• 2 失效相关性分析基础理论
• 2.1 系统及单元效能
• 2.2 串联与并联系统失效概率
• 2.2.1 串联系统
• 2.2.2 并联系统
• 2.3 系统单元间失效相关性
• 2.4 失效概率网络估算技术
• 3 基于动态交通分配的道路网络失效相关性模型研究
• 3.1 失效相关性分析基本思路与方法
• 3.1.1 失效相关性分析步骤
• 3.1.2 失效相关性分析方法
• 3.1.3 动态交通分配法探讨
• 3.2 基于行程时间可靠度的失效准则研究
• 3.2.1 道路单元失效准则
• 3.2.2 行程时间可靠度
• 3.2.3 行程时间失效准则
• 3.3 路网失效相关性及路径优化研究
• 3.3.1 失效功能函数和布尔矩阵
• 3.3.2 失效相关性计算模型
• 3.3.3 路网失效相关性的判定
• 3.4 应用失效相关性的路径优化方法
• 4 动态分配条件下失效相关性模型实现
• 4.1 动态交通分配实现途径分析
• 4.2 VISSIM动态交通分配应用研究
• 4.2.1 VISSIM仿真软件简介
• 4.2.2 VISSIM动态交通分配原理
• 4.2.3 动态交通分配实现流程
• 4.3 路网构建与数据标定
• 4.3.1 建立抽象路网
• 4.3.2 路网参数标定
• 4.3.3 交通需求加载
• 4.3.4 行程时间数据采集
• 4.4 路段行程时间失效准则确定
• 4.4.1 路段行程时间分布拟合
• 4.4.2 路段失效准则阈值计算
• 5 城市道路网络失效相关性分析与实际应用
• 5.1 数据准备
• 5.2 突发事件下路段失效的自相关分析
• 5.3 突发事件下路段失效的互相关分析
• 5.3.1 事故路段失效程度大小的影响分析
• 5.3.2 事故路段失效时间长短的影响分析
• 5.3.3 局部路网功能等级高低的影响分析
• 5.3.4 诱导信息条件下相关路段失效分析
• 5.4 失效相关性路径优化方法案例分析
• 6 结论与展望
• 6.1 论文的主要工作及创新点
• 6.2 进一步研究内容
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 作者简历
• 学位论文数据集