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原文传递城市交通网络主动式优化研究

论文题名：	城市交通网络主动式优化研究
关键词：	城市交通网络;主动式优化;交通分配;动态配流模型;演变模型;社会效用
摘要：	随着经济发展与城市规模的扩大，国内不少城市都遇到了交通拥堵的问题。本文在出行总量增长、个体机动化趋势加快的情形下，结合“十一五”国家自然科学基金重点项目“基于系统耦合的道路交通网络规划理论研究”（项目号:50738001），对交通网络的主动式优化进行了研究。主动式优化的基本思路，是在制定优化措施时，预先考虑其对交通需求分布、交通方式结构的动态影响，以主动调控需求分布、引导交通方式结构的合理发展。论文首先阐述了该项研究的背景与意义，通过对相关研究成果的介绍，指出了研究的必要性与可行性，并简要解释了论文研究的基本思路与方法。　　本文第二章研究了交通网络动态优化问题，以考虑优化措施对于方式结构的影响，为主动式优化提供基本模型。在给定交通网络供给、需求两方面基本条件的基础上，论文考虑了三种交通方式:自行车、公交车、私人小汽车，分析了出行者方式转移的机理。为描述方式转移的动态过程，定义了“方式转移的即时动态最优”状态，并给出了其等价的变分不等式条件。随后，论文建立了交通网络的动态优化模型，目标函数为交通系统内总出行费用最小。在模型中，出行者需要根据当前和将来的路径通行费用，对预期出行效用做出判断，以决定是否需要更换交通方式，这些信息可通过历年的流量分配反馈得到;论文提供了相应的求解算法与评价指标。　　为分析交通成本对于交通需求分布的影响，本文在第三章研究了城市土地利用形态的演变问题，以便为主动式优化调控交通需求分布提供思路。着眼于土地利用与交通系统的密切关系，本文建立了土地利用形态的演变模型。模型在分析现代经济生产“规模效应”（Scaleeffects）的基础上，首次在网络模型中纳入了经济活动的集中与分散特征，并利用土地利用形态变化予以直观表现。模型包含了居住、就业选址与交通线路选择;其中交通需求分布是内生的，会随着系统状况动态的改变。模型可用来分析经济活动与交通需求的动态集聚与分散。第三章提供了相应的评价指标，用来衡量土地开发强度以及交通可达性的变化。本文还提供了一个算例，直观阐述了交通成本与土地利用形态动态变化的关系。　　第四章在前两章研究的基础上，建立了基于变分不等式的交通网络主动式优化模型。主动式优化体现在建模时，预先考虑优化措施对经济活动布局、需求分布与方式转移的动态影响，从而达到主动调节需求分布与方式结构的目的。模型中，个体需要同时考虑择业、居住选址、日常通勤费用与便利性问题。为使问题贴近实际，模型假设居住效用与就业收入均受到拥挤效应的影响。模型可以反映优化措施对需求分布的集散、方式结构改变的影响。论文通过算例，详细分析了模型的优化措施，对于土地利用形态与交通系统状况的影响。结果表明模型所输出的优化措施，可以起到主动引导需求分布与方式结构良性发展、提高交通系统效能的作用。　　为促进交通资源的合理利用，保障优化措施的有效开展，本文在第四章通过实验研究了在优化方案形成的不同阶段，决策主体的对方案平等性的判断特征。其中，通过实验检验了“帕累托准则”是否符合交通规划者和出行者平等性要求，得出了新颖的结论。并在交通网络优化的算例中，初步尝试将平等性原则带入网络优化措施的比选中。　　最后，第五章总结了本文对主动式优化的研究步骤、内容、难点和主要结论，并对进一步的研究进行了展望。
作者：	万千
专业：	交通运输规划与管理
导师：	王炜;陆建
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文