面向突發(fā)事件下動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)的擁堵傳播與消散預(yù)測(cè)模型.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車保有量迅猛增長，城市交通擁堵問題也隨之急速惡化。當(dāng)前，緩解和預(yù)防交通擁堵已經(jīng)成為我國城市發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，影響到城市可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)是緩解交通擁堵的重要手段之一，其目標(biāo)是通過引導(dǎo)車輛在路網(wǎng)上更均衡的分布，達(dá)到為出行者提供信息并同時(shí)實(shí)現(xiàn)緩解交通擁堵的目的。動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)包括道路權(quán)重預(yù)測(cè)和最優(yōu)路徑識(shí)別，而已有研究在道路權(quán)重預(yù)測(cè)方面對(duì)交通狀態(tài)演變規(guī)律尤其是突發(fā)事件下的擁堵網(wǎng)絡(luò)化傳播和消散規(guī)律考慮不

2、足，導(dǎo)致最優(yōu)路徑失效;而已有擁堵傳播和消散規(guī)律模型由于其對(duì)輸入數(shù)據(jù)的高要求和對(duì)路網(wǎng)的過度細(xì)化導(dǎo)致其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)面臨著當(dāng)前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無法支撐的局面，從而難以與基于實(shí)際路網(wǎng)的動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)進(jìn)行有效融合。
　　因此，本文立足于為交通管理和交通信息化服務(wù)，開展了突發(fā)事件下?lián)矶略诳焖俾芬约皡^(qū)域路網(wǎng)傳播和消散規(guī)律的研究，通過在動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)中結(jié)合突發(fā)事件下?lián)矶碌木W(wǎng)絡(luò)化傳播算法，提出了擁堵傳播消散規(guī)律預(yù)測(cè)下的動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)方法，以實(shí)現(xiàn)居民出行服務(wù)水

3、平的提高和擁堵的緩解。本文研究工作如下:
　　(1)提出了多源數(shù)據(jù)條件下分等級(jí)道路的路網(wǎng)全樣流量測(cè)算方法。由于流量是分析擁堵傳播的基礎(chǔ)，而通過RTMS檢測(cè)器、核查線調(diào)查等得到的流量數(shù)據(jù)覆蓋度有限，難以滿足擁堵網(wǎng)絡(luò)化傳播和消散模型的需求，因此本文提出了多源數(shù)據(jù)條件下分等級(jí)道路的路網(wǎng)全樣流量測(cè)算方法。本文考慮了道路等級(jí)、限速、車道數(shù)等的差異，以北京市為例，采用浮動(dòng)車速度數(shù)據(jù)、RTMS流量數(shù)據(jù)和核查線流量數(shù)據(jù)構(gòu)建了六種交通流基本圖模型。

4、路網(wǎng)全樣流量測(cè)算中，考慮了速度接近自由流速度時(shí)，流量與速度相關(guān)關(guān)系不明顯的情況，以對(duì)應(yīng)等級(jí)道路的歷史流量數(shù)據(jù)對(duì)流量計(jì)算值進(jìn)行了修正。
　　(2)建立了在匝道分流下的快速路突發(fā)事件影響范圍模型。城市快速路由于高密度的出入口匝道和可用繞行道路的存在，其擁堵傳播特征不同于高速公路。本文基于沖擊波模型，分析了波陣面上游流量和下游流量隨擁堵傳播的變化規(guī)律以及影響因素，從瓶頸通行能力、背景交通流量和匝道分流三個(gè)方面出發(fā)，通過量化突發(fā)事件下公交

5、車比例、誘導(dǎo)信息、擁堵長度、匝道間距、主輔路速度和輔路流量對(duì)匝道分流的影響，建立了在匝道分流下的快速路突發(fā)事件影響范圍模型。
　　(3)提出了突發(fā)事件下?lián)矶碌木W(wǎng)絡(luò)化傳播算法。針對(duì)已有擁堵網(wǎng)絡(luò)化傳播和消散規(guī)律模型難以得到已有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支撐的問題，本文通過刻畫不同道路等級(jí)下的交通流特征和路段屬性差異，構(gòu)建了面向?qū)嶋H應(yīng)用的突發(fā)事件下的擁堵網(wǎng)絡(luò)化傳播算法。本文結(jié)合了沖擊波模型和路段傳輸模型，分析了異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)下?lián)矶略诜至鼽c(diǎn)、合流點(diǎn)和交叉口的

6、傳播特性，在交叉口的擁堵傳播中考慮了存在共享車道和沖突點(diǎn)時(shí)的傳播特征?？紤]實(shí)際路網(wǎng)的物理屬性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了實(shí)際路網(wǎng)下節(jié)點(diǎn)連接類型識(shí)別算法，設(shè)計(jì)了突發(fā)事件下考慮道路等級(jí)（快速路、主干路、次干路、支路）的擁堵網(wǎng)絡(luò)化傳播算法。
　　(4)實(shí)現(xiàn)了突發(fā)事件下?lián)矶聜鞑ハ⒁?guī)律預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)。針對(duì)突發(fā)事件下?lián)矶戮W(wǎng)絡(luò)化傳播和消散模型難以與動(dòng)態(tài)路徑誘導(dǎo)有效結(jié)合的問題，提出了以GIS平臺(tái)為媒介的融合方法?；谕话l(fā)事件下?lián)矶戮W(wǎng)絡(luò)化傳播和消散預(yù)測(cè)