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原文传递恶劣环境下区域公路网运行可靠性评价方法研究

论文题名：	恶劣环境下区域公路网运行可靠性评价方法研究
关键词：	区域公路网;恶劣环境;运行可靠性;评价方法
摘要：	随着社会经济水平的飞速发展和交通系统的日益发达，出行者所关注的焦点已经不再是能否完成出行，而是能否安全、顺利、便捷、舒适地到达目的地。作为承担区域客货运输的重要载体之一，公路网络系统的运作状况直接影响到区域运输系统的良性循环和进一步发展。但由于公路网本身存在许多不确定因素，同时又极易受到外部恶劣环境的影响，运行状态可能发生频繁波动，恶劣环境下公路网的运行可靠性已成为路网供需双方重点考虑的问题之一。目前，有关公路网可靠性的研究大多集中在对震后路网连通性的评价上，对恶劣环境下路网运行可靠性的研究不够充分，尤其缺乏对恶劣环境下路网可靠性的预先评估。因此，研究恶劣环境影响下区域公路网的运行可靠性具有深远的理论意义和广泛的应用价值。本文从公路网络供需双方的角度，通过分析各种恶劣环境因素的特征，深入揭示其影响路网运行可靠性的相关机理，并据此对恶劣环境下区域公路网运行可靠性的评价方法进行了探索性研究。　　论文首先阐释了区域公路网络系统的含义，分析了其结构类型、系统功能特征以及供需水平等基本情况，并简单介绍和评析了目前有关公路网系统的评价指标。然后，对网络系统可靠性的内涵进行了界定，提出了路网系统的功能函数，并结合系统工程中串并联系统的特征，建立了网络系统可靠性的一般计算方法。在剖析各类路网可靠性评价指标的基础上，指出了各种路网可靠性指标之间的关联性，建立了指标间两两相互转换的映射函数关系。　　其次，根据对公路网络影响形式的差异，对恶劣环境因素进行分类，筛选出具有代表性的恶劣环境因素作为研究对象。设定路网能见度（V）、降水强度（PI）和摩擦系数（f）三个参数作为恶劣环境因素对公路网络的影响因子集，并基于对恶劣环境因素空间分布特征的分析，建立了不同环境因素影响下公路网供需水平以及路段自由流车速的动态修正模型。　　接着，对公路交通的运行状态进行了划分，制定了恶劣环境下公路网可靠性的评价标准，搭建了路网可靠性评价的基本框架。考虑到恶劣环境因素对公路网络特征参数的影响，提出了恶劣环境影响下公路路段的广义行程时间函数（GBPR）。在此基础上，通过分析公路网络供需水平的随机波动性，给出了恶劣环境下路网供需水平的概率分布。继而基于系统用户平衡模型（SUE）和串并联原理（SPT）建立恶劣环境下公路路段单元的可靠性评价模型，并利用Matlab工具箱将不同的恶劣环境因素随机加载到区域公路网络上，结合MC方法对路网可靠性模型进行求解，以评价不同环境影响下区域公路网的运行可靠性。　　再次，基于消费者行为理论，研究了恶劣环境下出行者的决策行为，提出恶劣环境下基于出行可靠性的路径选择的多项Logit模型，并对模型参数的标定技术进行了论述。引入网络最小路集的不交型DeMorgan定理，给出了针对路网系统运行可靠性的评价方法。同时，针对公路网络的特点，对网络系统可靠性的求解算法进行了改进，大大降低了算法的时间复杂度和空间复杂度，使得该方法应用于大规模实际网络的可靠性评价成为可能。　　最后，对公路网络中路段单元的运行可靠性进行了敏感性分析，并以此为依据寻找网络中敏感性较大的路段单元。引入公路网络可靠性瓶颈的概念，提出了公路网络可靠性瓶颈的识别方法。以路网时间可靠性和容量可靠性的最大化作为目标函数，以总投资成本作为约束条件，建立了公路网络优化的多目标双层规划模型，同时给出了模型求解的改进Pareto遗传算法（PGA）。
作者：	吴炼
专业：	交通运输规划与管理
导师：	李旭宏
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文