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原文传递山地城市CBD区域路网容量影响因素分析与建模

论文题名：	山地城市CBD区域路网容量影响因素分析与建模
关键词：	山地城市;路网容量;BPR函数;割集法;交通分配;平原城市
摘要：	近年来，随着我国城市机动车保有量不断上升，交通拥堵问题在大中型城市中已成常态。山地城市路网结构复杂，用地通常被山脉、河流分隔成多个具有一定规模的组团，城市通常在大型山区之间随地势起伏而建，道路条件较为薄弱。其中，组团内部分布的CBD商圈形成人流和车流聚集的核心区域，核心区域交通管控难度大，交通拥堵问题频发。交通拥堵问题的本质是交通供给与交通需求之间的不平衡，如何量化交通供给与交通需求、改善不平衡的现状，是目前解决交通拥堵问题的主流思路。本文从量化山地城市道路网络供给能力入手，围绕路网容量展开相关研究，为解决山地城市交通拥堵问题提供理论支撑。　　本文选取山地城市CBD区域路网作为研究对象，对区域路网特征进行分析，提出山地城市CBD区域路网容量定义；确定山地城市CBD区域路网容量的主要影响因素；基于割集法的思想，将求解路网容量的问题转化为求解路网中最小割集的问题，分别提出基于辅助图法和改进交通分配模拟法的山地城市CBD区域路网容量估量模型的构建方法；选取重庆市观音桥CBD商圈及周边路网进行实例验证。具体研究内容如下：　　（1）山地城市CBD区域路网容量影响因素研究。从道路条件、交通方式、交通管控三个方面选取特征指标，分析了山地城市与平原城市CBD道路交通的不同，发现山地城市CBD区域路网在这三个方面具有显著的特征差异，从狭义路网容量的角度，提出山地城市CBD区域路网容量的定义；基于德尔菲法，统计专家对特征指标的打分数据，引入重要程度系数和离散程度系数对指标的合理性进行判断；利用层次分析法确定有效指标的权重，最终选定交叉口控制方式、道路沿线开口、车道数、交叉口间距、车道宽度5个指标作为山地城市CBD区域路网容量的主要影响因素。　　（2）基于割集法的山地城市CBD区域路网容量估计模型研究。针对割集法的局限性，本文提出基于辅助图法的路网容量估计模型和基于改进交通分配模拟法的路网容量估计模型，通过对比获取路网容量。在构建基于辅助图法的山地城市CBD区域路网容量估计模型时，为了更准确地反映山地城市道路实际通行能力，结合山地城市CBD区域路网容量的主要影响因素，对通行能力模型进行修正；为改进辅助图法无法在多组OD对下求解最小割集问题，提出将路网中多组OD对抽象为一组OD对的方法，进一步借助辅助图法求解路网容量。　　（3）基于改进交通分配模拟法的山地城市CBD区域路网容量估计模型研究。为实现更加贴合实际出行者路径选择的交通量分配情况，本文从标定山地城市CBD区域路阻函数和提出最小割集判断标准这两个方面入手，对交通分配模拟法进行改进。为了准确模拟路网交通量分配，需要精准掌握各路段路阻函数，通过研究路阻与交通负荷之间的关系，对每次分配后的路阻函数进行修正，使路网流量的分配更趋于合理化；基于交通模拟法的原理，构建了区域路网最小割集的判断标准，进一步得到基于改进交通分配模拟法的山地城市CBD区域路网容量估计模型。　　（4）实例验证。选取重庆市观音桥CBD商圈及周边路网作为研究对象。利用辅助图法，基于路段通行能力数据对路网容量进行求解，得到的结果为30137pcu/h。利用改进的交通分配模拟法，基于交通小区之间的OD交通量数据，求出路网容量为38776pcu/h。对两种方法求得的路网容量结果进行分析，将辅助图法得到的结果定为路网容量的下限，改进的交通分配模拟法得到的结果定为路网容量的上限。两种方法的原理和目的均不相同，在实际运用的过程中可结合所研究问题的具体情况对这两种方法进行选择。
作者：	陈宁
专业：	交通运输工程
导师：	蔡晓禹
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022