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原文传递基于混合动态交通分配的间歇式公交专用道设置与优化

论文题名：	基于混合动态交通分配的间歇式公交专用道设置与优化
关键词：	公交专用车道;网络设计;混合动态交通分配;协同设置
摘要：	当今，交通拥堵浪费了出行者大量的时间和金钱，消耗了大量的燃料资源并造成环境污染，同时也影响了紧急事务的救援。而鼓励使用公共交通是一种有效的交通拥堵治理方法。因此，公交优先措施之一的公交专用车道相关研究成为当前的研究热点与难点。本文基于建立的小汽车与公交车混合动态交通分配方法，重点研究间歇式公交专用道网络设计问题。　　本文进行了公交专用道网络设计基础理论研究。构建了基于静态交通分配的完全式公交专用道网络设计双层模型。在双层规划模型中，上层模型协同优化公交线路设计与公交专用道设置，下层模型确定不同用户均衡准则下的网络流量分配。设计了一种启发式算法求解该模型，该算法遵循公交线路设计、公交分配、公交专用道设置和交通分配的求解流程。模型通过Sioux Falls网络进行了数值分析，结果表明启发式算法能够有效的求解该网络设计问题，并且优化结果表明公交专用道的设置能够显著提高系统表现。　　本文分别构建了共享式公交车元胞传输模型和独立式公交车元胞传输模型，二者都属于小汽车与公交车混合动态交通分配方法。共享式公交车元胞传输模型能够再现小汽车和公交车混合交通系统中由公交车造成的移动瓶颈现象。该模型以小汽车乘客和公交车乘客的全部乘客出行时间最小作为最优化目标进行系统最优建模，使用滞后方法区分出小汽车和公交车的速度差异，应用移动瓶颈理论修改路段的通行能力。独立式公交车元胞传输模型确保小汽车与公交车具有各自的通行能力，通过速度比例减少单位时间间隔传播流量模拟公交车的缓慢移动。数值分析结果表明构建的模型能够更真实的描述公交车存在情况下路网流量衍化情况，同时公交乘客需求、公交车乘客占有率和公交车自由流速度等都能显著影响系统表现。　　基于独立式公交车元胞传输模型这一混合动态交通分配方法，整合专用道设置总预算约束和描述专用道间歇式开放的变量，构建了间歇式公交专用道动态布设模型。为比较完全式设置和间歇式设置方式的不同，构建了完全式公交专用道静态布设模型。算例分析显示，公交专用道间歇式设置优于完全式设置，并能够结合高需求或低需求的不同加载方式实现公交专用道与需求变化的协同设置。　　以哈南工业新城启动区骨干路网为基础，应用论文中提出的所有动态交通分配模型和网络设计模型，开展了数值实验与案例分析。结果表明，共享式公交车元胞传输模型和独立式公交车元胞传输模型能够有效的预测小汽车与公交车混合交通流的传播过程及元胞中的车辆数变化，公交专用道布设模型能够针对测试路网分别给出完全式公交专用道优化设置方案和间歇式公交专用道优化设置方案，以及在需求变化情况下的公交专用道设置方案。　　本文与以往的公交专用道网络设计问题相比，首次尝试性地构建了合适的混合动态交通分配模型，并基于该模型进行了间歇式公交专用道的布设研究，并与完全式公交专用道的布设进行比较分析。研究结果能够指导城市公交系统中公交专用道的间歇式设置，有利于鼓励私人交通向公共交通的转移，减少交通拥堵，降低系统出行时间，提升系统出行效率。
作者：	刘海洋
专业：	交通运输规划与管理
导师：	王健
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文