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原文传递日变路网动态可靠性研究

论文题名：	日变路网动态可靠性研究
关键词：	动态可靠性;城市道路网络;路径选择;随机动态分配;行程时间
摘要：	随着经济飞速发展、居民生活水平显著提高，快节奏的城市生活对城市道路网络系统的稳定性提出了更高的要求。人们不仅希望路网系统能快速响应突发事件并迅速处理，更希望在反复的日常出行中路网系统能提供稳定的服务水平。因此，通过日变路网系统动态可靠性研究，可以同时发现路网系统供需矛盾的动态性和随机性规律，从而制定相应的规划方案和管理措施，提高日变路网系统的动态稳定性。　　传统的可靠性分析尽管能够揭示日变路网系统的随机变化的规律，但是并不能描述其动态变化的规律。由于有作为用户的出行者的参与及随机事件的发生，城市道路网络系统在需求与供给之间的相互作用下同时具有随机性和动态性。不完善的可靠性分析所得到的结果必然不能很好地为出行者和管理者服务，大城市的拥堵问题仍得不到有效的解决。　　为此，论文在传统的路网可靠性分析基础上，引入动态分析，对静态可靠性分析内容进行了扩展，并对日变路网的动态可靠性相关问题进行了深入研究，主要内容包括以下几个方面: 　　论述了在传统路网可靠性理论框架下引入动态分析的重要意义。从已有的路网系统可靠性研究和日变路网系统动态分配两个方面入手，对国内外研究现状进行了综述，并对目前研究中存在的问题进行了分析。对随机动态路网系统的时间维度、基本结构、随机性以及动态性等相关问题进行了阐述，讨论了时变概率分布描述路网系统需求和供给的随机动态变化的可行性。分析了随机动态路网系统下的出行者路径选择行为理论和模型。　　在概率论框架下分析了个体出行者路径选择的本质，建立了个体出行者路径选择决策向量的联合概率分布模型。在同用户类出行者同质性假设下，推导了路径流量向量的联合概率分布，证明了日变路网随机动态分配模型路径流量的平稳概率分布的存在性和唯一性。在信息环境下考虑了信息对出行者认知理解的影响，提出了基于认知更新的随机动态分配模型。在数值算例中，对比了有无信息环境下的随机动态路网状态的演化过程，从路网总行程时间来看，信息环境下路网总行程时间要比没有信息环境的路网总行程时间高。这表明信息环境有助于提高了人们出行的方便性和获取信息的公平性，但在一定程度上牺牲了交通系统的效率。　　根据交通事件的持续时间长短对交通事件进行了分类，对比分析了数小时交通事件和数天交通事件的事件特征异同。使用随机动态分配模型对数天交通事件影响下的路网行程时间的变化进行了数值模拟分析，并分别分析了事件的持续时间、发生地点以及严重程度发生改变时行程时间的变化情况。提出了行程时间动态可靠性指标定义，在随机供给环境下采用随机动态分配模型设计了可行的评价算法，并给出了数值算例。　　介绍了可靠性工程中的随机失效序列分析，并基于随机序列的首次失效时间提出了衡量路网系统持续性提供可靠服务能力的动态可靠性指标。建立了性能指标函数，使用二项马尔可夫链和随机动态分配模型设计了动态可靠性指标的评价方法，在数值算例中对提出的指标和评价方法进行了验证和分析。
作者：	张玺
专业：	交通运输规划与管理
导师：	蒲云
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文