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基于路网点段关键度与行程时间可靠性的路径诱导方法研究
| 论文题名： | 基于路网点段关键度与行程时间可靠性的路径诱导方法研究 |
| 关键词： | 城市交通;出租车GPS数据;关键节点;行程时间可靠性 |
| 摘要： | 随着我国城市化与现代化进程不断加快，机动车保有量持续增长，有限道路资源与无限交通需求之间的矛盾逐渐成为制约城市发展的关键。路网的复杂性与出行需求的随机性导致交通供需失衡，从而造成交通拥堵。用户均衡与系统最优难以达到动态平衡，出行者往往仅考虑自身边际成本，而忽略给其他用户带来的负外部效应，对路网资源合理配置造成破坏。因此在满足出行者个体出行需求的前提下，引导交通流合理利用整体路网资源，对缓解交通拥堵，提高路网抗毁性具有重大意义。 本文基于西安市2020年6月1日~7日出租车GPS数据与OpenStreetMap地图数据，利用数理统计方法挖掘西安市三环内出租车时空出行特征，并基于有向加权复杂网络原理，利用原始法与对偶方法分别构建城市原始路网模型及对偶路网模型。依托路网空间拓扑结构及交通特性，构建影响力矩阵并对其赋权求和，形成多重影响力矩阵，从而建立关键节点与关键路段判别参数体系。然后从出行者角度考虑，基于行程时间分布特征，对行程时间进行分布拟合并构建路段单位距离平均行程时间预测模型，使用Fenton-Wilkinson法计算其分布函数。为准确反映路网随机性与波动性，提高预测精度，对时间间隔进行合理划分，采用累积概率密度函数建立基于时变特性的可靠路径行程时间预测模型。利用改进的A*寻路启发式算法进行求解，在满足预先设定的行程时间可靠性量化指标——可靠度的前提下，求出最短路径及其行程时间。 基于关键点段判别与行程时间可靠性模型，为缓解关键点段压力的路径诱导策略设计思路。将出租车载客轨迹覆盖范围作为研究区域，构建该区域的路网模型，根据可靠性模型计算出不同可靠度下的最短路径，利用城市交通特征和路网拓扑关系，搭建关键点段判别参数体系计算点段综合关键度，按路径综合关键度升序顺序对可靠路径进行排序，形成诱导方案。并选取某OD对工作日高峰时段进行案例分析，验证策略有效性。 结果表明，诱导策略计算结果具有较高的预测精度，排名靠前的诱导路径能有效协调用户均衡与系统最优原理，在满足出行者出行预期的基础上进行交通流合理诱导，支撑个性化出行服务体系，缓解新平衡状态下的城市拥堵，促使路网资源均衡分配，保护重要节点与路段，提高整体路网抗毁性。 |
| 作者： | 程佳馨 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陈红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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