道路網行程時間可靠性基礎理論與方法研究.pdf

1、國家中長期科學與技術發展規劃綱要(2006-2020)，將“發展一個體系，解決三大熱點問題”作為交通科技發展戰略任務，即發展現代綜合交通體系，解決交通能耗與污染、交通安全和大城市交通擁堵三大熱點問題。在道路交通數據采集成為現實和人們追求高出行質量的今天，提高交通參與者的出行效率和可靠性、最大限度地利用道路資源，以解決城市交通擁堵問題至關重要。本論文從可靠性角度考察城市道路網的運行質量，利用可靠性理論深入研究道路網的可靠性，建立道路網可靠

2、性模型，以理論和實證分析相結合的方法，定性和定量分析道路網的可靠性問題，為道路交通網絡的運營與服務提供理論基礎。 首先，總結了目前包括道路網在內的一般系統可靠性指標及評價方法，給出基于海量交通數據分析研究行程時間可靠性的可行性。第二，在總結行程時間可靠性分析的理論框架和實現的技術手段的基礎上，按照目標層、準則層和指標層的層次關系，建立了行程時間可靠性指標體系，該指標體系適用于滿足不同服務對象以及不同路網層次和時間變化的要求，并量

3、化指標。應用該指標體系評價北京市二環東直門橋至朝陽門橋區間的行程時間可靠性，提出了相應的出行策略。第三，綜合現有各種隨機網絡理論方法和實證研究的結果，建立了道路網隨機波動服從Beta分布的一般隨機道路網可靠性模型。從實用性的角度出發，改進了隨機路網可靠性模型參數，并提出了Frank-Wolfe算法和連續平均算法(MSA-Method of Successive Average)結合求解算法。第四，通過各種可靠性試驗，研究行程時間可靠性隨

4、路段行程時間的波動、用戶感知誤差、交通需求和路段通行能力隨機性等的變化規律，提出了提高可靠性的措施。第五，根據實際交通場景，按有無交通流檢測設備將路段分成兩類，改進了隨機路網的可靠性評價模型，并參考隨機路網模型算法進行求解。第六，從路徑、OD對、道路網等不同層次，研究了行程時間可靠性與通行能力可靠性之間的關系，建立了交通需求、服務水平和可靠性之間的關聯模型。最后，建立了基于Wardrop平衡的混合隨機路網模型，結合隨機路網模型進行求解，

5、并進行了算例分析。 本論文的主要創新性成果如下： 1、建立了行程時間可靠性的評價指標體系，并進行了指標度量。本指標體系分為目標層、準則層和指標層三個層次，立足于滿足出行者和管理者決策需求，從時空變化角度分析行程時間變化規律和取值范圍。 2、建立了從海量數據進行行程時間可靠性評價的技術指導。與以往的研究相比，能夠充分利用現有資源，并作為路網可靠性評價的校驗標準。 3、重構了隨機路網模型，用于評價行程時間可靠

6、性。根據實證性研究結果，提出了路段行程時間波動服從Beta分布的隨機路網理論描述模型。比較模型參數的實用性，改進參數并在此基礎上，設計了Frank-Wolfe算法和連續平均算法(MSA-Method ofSuccessive Average)結合的求解算法；通過減少內循環次數，改進了算法，并基于模型進行了參數影響和指標關聯分析。 4、建立了考慮行程時間可靠性的混合交通流分配模型。將可靠性引入混合交通模型，其中有信息出行者的路徑選