详情

原文传递城市路网可靠性及其保障技术研究

论文题名：	城市路网可靠性及其保障技术研究
关键词：	城市;路网可靠性;可靠度计算;交通网络;评价指标体系;异常事件;事故发生;恢复时间;道路;可靠性评价;预警等级;双层规划模型;可靠性评估技术;交通事故;路段;饱和度;实测数据;蒙特卡罗模拟方法;交通系统;计算方法
摘要：	自上个世纪90年代以来，路网可靠性评估技术作为世界交通领域的前沿技术，得到了世界范围内交通工作者和决策者的高度重视，并在日本、欧洲和美国等国家快速发展起来。目前，我国不少城市的道路因建设周期较长，路网还缺乏足够的冗余容量，城市路网依然脆弱，道路交通系统的运行状态不稳定。若不采取有效措施防止并及时弥补路网缺陷，一旦灾害或紧急事件发生，将造成路网的大面积拥堵，甚至瘫痪，引发难以估量的政治和经济损失。　　研究和应用城市路网可靠性评估技术，能够有效地挖掘路网潜力，增强交通系统运行的稳定性，提高路网应对大型活动和突发事件的免疫力。但是目前交通网络的可靠性研究仍然处于起步阶段，可靠性的评价指标体系及其评价方法还非常不成熟，尚需完善与健全。　　指标是路网可靠性评价的基础，不同的指标侧重点不同，指标的适用性、优缺点也各不相同。首先对路网可靠性评价指标体系进行了研究，建立了常态和异常事件下路网可靠性评价指标体系，在对异常事件分类的基础上，提出了恢复时间可靠度指标，并对该指标进行了定义。　　利用实测数据，对北京市二环路的单位距离行程时间可靠度、畅通可靠度、服务水平可靠度利用统计法进行了计算，结果表明只要阈值设定一致，可靠度计算结果相同。路网交通流和可靠度的波动性分析表明，常态下路段流量参数决定着其可靠度的大小。根据实测数据对流量-速度的函数关系进行了拟合，确立了在流量波动范围一定的条件下，路段饱和度值与可靠度值的一一对应关系，从而建立了可靠度与饱和度的函数关系模型，得到了路段可靠度的计算方法；在对路段可靠性计算方法分析的基础上，提出了大型路网可靠性的近似算法，并与统计法的计算结果进行了比较。　　异常事件对路网的可靠性有非常大的影响，本文以交通事故为例来研究异常事件下的路网可靠性。论文根据统计数据定量的分析了不同类型的交通事故对路网的影响时间以及空间。利用DYNASMART仿真技术分析了事故占用车道数、事故持续时间、饱和度、道路等级和路网密度对交通恢复时间的影响，利用蒙特卡罗模拟方法和全概率公式，构建了不同类型事故发生情况下的恢复时间可靠度计算模型，并对该模型进行了应用。　　为了使已有的交通网络保持较高的可靠性能，在对潮汐式交通流特点及出行者路径选择分析的基础上，设计了基于可靠性分析的双向道路交通网络设计双层规划模型，该模型的上层目标函数为在调整路段数最少的条件下，使路网的整体可靠度最大，下层为确定用户均衡分配模型。运用遗传算法对双层规划模型进行求解，实例表明，该方法能较大程度的提高路网的可靠性。　　科学有效的城市交通预警管理体系，也是确保城市路网安全畅通的关键措施。常态下的交通预警首先要确定重要道路单元，根据重要道路单元的可靠度，确定预警等级，并建立相应的预警管理措施。不利天气下的可靠性预警依据不利天气对路网交通运行状况的影响程度，确定由大到小为重度、中度、轻度三级灾度，根据灾度等级建立预案时要结合道路单元的可靠度，确定具体的管控措施。交通事故下的预警是根据事故发生地的道路等级以及计算得到的恢复时间可靠度来确定事故发生后的预警等级及相应预案。
作者：	高爱霞
专业：	交通运输规划与管理
导师：	陈艳艳
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文