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原文传递高效能公交一体化走廊规划与设计理论研究

论文题名：	高效能公交一体化走廊规划与设计理论研究
关键词：	公共交通;交通走廊;规划设计;空间分配;线路优化;公交优先
摘要：	作为城市机动化发展的重要产物，交通走廊是城市道路交通系统中人流、车流的集中运输通道，近年来在城市基础设施的建设与管理中被逐步推广，并成为城市交通管理者集中建设来缓解路网交通拥堵状况的关键规划与设计对象。然而，交通走廊上由于交通模式较多，交通管理措施复杂，导致在走廊上仅就单一模式改造效果较差，严重制约着走廊大运量服务能力的发挥。因此，为了加强各设计要素之间的相互补充和衔接，一体化走廊建设与管理的概念被提出并应用到走廊规划与设计中。同时，公共交通优先发展策略的大力推广也适时改变了传统以小汽车为服务对象开展走廊建设的现状，为交通走廊的规划与设计理论提出了新的要求。　　为适应城市交通走廊一体化改造和公共交通优先发展的现实需求，论文研究了一种贴切于实施应用现实环境的高效能公交一体化走廊的规划与设计理论，以期在公交系统（本文特指公共汽、电车交通）和社会车辆系统之间建立有效的资源配置机制，提高一体化交通走廊的运输效率，继而改善城市路网交通环境。论文将在大量查阅国内外研究文献的基础上，利用系统工程学、交通工程学、网络优化理论等对城市公交一体化走廊的规划与设计理论展开系统研究。　　首先，论文以城市交通网络设计问题为理论研究背景，对高效能公交一体化走廊的关键理论研究内容及方法进行总结分析，并提出以道路空间分配、公交线路优化和交叉口公交优先三个层面为研究切入点，建立较为完善的高效能公交一体化走廊的规划与设计理论体系。　　其次，论文从解析公交专用道布局规划与设计实践入手，针对国内外多数研究成果中公交专用道离散布局方案的局限性，创新地构建了以“公交专用道离散度”和最小连续长度为约束，以路网用户（小汽车方式、公交方式出行者）出行时间最小化和公交专用道离散度最小化为上层目标，以及最小化用户广义出行成本为下层目标的双层道路空间分配模型，并设计了基于相继平均法的改进遗传算法进行求解。此外，文章利用算例验证了模型的有效性和实用性，以及连续型公交专用道布局方案相较于离散型的优越性。　　再次，对走廊影响范围内公交系统与道路系统之间资源配置优化问题进行研究。通过分析公交专用道的公交优先效益与公交线路的客流运载能力之间的相关性，提出了面向走廊的公交专用道布局和公交线路路径与发车频率的组合优化模型，并设计了适用于走廊的公交线路路径优化方法。最后利用算法证明了公交专用道和公交线路同步优化的合理性和实用性，以及相较于单一优化公交线路发车频率或单一优化公交专用道布局的优越性。　　最后，论文从网络优化层面，提出了面向公交一体化走廊的交叉口公交优先设计方法。在给定的走廊路段道路空间分配方案的前提下，探讨与路段相衔接的交叉口公交专用道布局方案设计，并以走廊网络用户时间成本最小化为目标，建立交叉口公交专用道布局、公交优先信号控制、车道功能分配等设计要素的组合优化模型。通过算例证明了模型可以用于指导信号控制网络下多交通模式的交叉口时空资源有效配置。　　论文的创新点包括:深入探讨和设计了高效能公交一体化走廊的规划与设计理论方法;从公交专用道选址与运营实践分析，引入公交专用道离散度最小化的决策目标以及连续公交专用道最短长度约束，并提出连续型公交专用道布局优化方法，有效缓解公交专用道离散状况所产生的潜在负面交通延误影响;引入走廊公交客流接驳区域，进而提出面向走廊的公交线路路径优化算法，构建公交专用道布局和公交线路路径与发车频率的组合优化模型，可有效指导道路系统和公交系统的同步设计，有利于多交通模式之间资源配置的合理性;改变传统非信号控制网络下公交专用道布局优化或者单点交叉口公交优先设计逻辑，提出多交叉口公交优先的网络优化方法，实现公交专用道、公交优先信号等公交优先措施的一体化规划与设计。本文构筑的网络优化模型仍待在后续的研究工作中拓展和完善，此外利用实际案例对模型和算法进一步优化也将作为后续重点的研究内容。
作者：	卢小林
专业：	系统工程
导师：	邹难
授予学位：	博士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文