高峰期动态均衡条件下的匝道分布与控制研究

admin · 发表于 2022-7-19 16:25:37

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本文主要研究在一个走廊式的城市道路网络中，当道路流量在高峰期达到动态均衡时，匝道的分布及通行能力控制策略对出行者行为、社会福利以及城市居民居住地点分布的影响。本文首先建立了基本的走廊式交通网络数学模型。其中最重要的一个设定就是主干路一直处于自由流，即匝道通行能力之和等于主干路的通行能力。针对现实中可能的匝道流量分配策略，模型分别讨论了不同匝道通行能力分配策略对出行者成本的影响，比较了不同分配策略下的优劣性，并找出了优化的匝道通行能力分配策略的条件。针对短期和长期规划的区别，分别作了模型优化讨论。其次，本文对主干路出于高峰期拥堵状态下的均衡做了分析，对不同匝道策略下的社会总出行成本、总出行需求等优化目标作了研究。本章详细介绍了CTM(Cell Transmission Model)数值模拟模型的基本原理和计算方法。其中车辆路径行驶时间的计算是本文的难点之一，也是创新点之一。三个均衡收敛条件则是本文后续研究工作的基本准则。本文比较分析了在短期固定需求和长期弹性需求条件下，不同匝道策略的优劣性，得到了与实际现象相符的一些基本结论，并总结了两个基本性质，揭示了两种匝道策略在不同情况下的最优选择条件。再次，本文对第三章中的系统均衡做了参数敏感度分析。因为本文的研究将瓶颈模型引入了匝道控制模型中，所以对瓶颈模型中对系统均衡影响较大的参数做敏感度分析是十分必要的。第四章分别对行驶成本、早到成本以及迟到成本三个参数做了敏感度分析，发现早到成本和迟到成本两个参数对系统的均衡影响很大，而且是影响整个系统所有出行者对出发时间选择的最重要因素。第五章则是对多种匝道策略做了比较分析，通过对系统总出行成本、人均出行成本、居民分布等目标的优化，找出了相对应的最优匝道策略。从不同匝道策略下到达CBD的比例图可以看出不同策略下居民分布选择以及人们对早到或者迟到的偏好程度。此外，还比较分析了无匝道控制与有匝道控制的系统均衡状态优劣性。对各自的适用范围提供了参考依据。并采用基尼系数对不同匝道策略的公平性做了研究。对系统的效率和公平作比较分析，给出了二者之间选择的权衡依据。最后，在对已有研究工作总结基础上，讨论了本文研究的不足以及对未来工作的展望。比如将空间经济引入匝道控制策略，讨论租金与居住面积对人们居住地点选择的影响。通过改变租金的方式来改变人们对出行时间的选择，甚至调节整个城市的居民分布状况。

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