事故影響下隨機(jī)交通網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)可靠性.pdf

1、道路交通網(wǎng)絡(luò)在外部因素影響下，路網(wǎng)性能存在隨機(jī)性。這些外部因素包括可重復(fù)的隨機(jī)因素和不可重復(fù)的隨機(jī)因素兩類，可重復(fù)性因素如日常的道路擁堵帶來的路段通行能力的下降以及日變的交通需求等，此類因素的特征是長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有持續(xù)性；不可重復(fù)性因素如交通事故等突發(fā)事件對(duì)路段通行能力的影響，此類因素的特征是只在事件持續(xù)期內(nèi)影響路網(wǎng)。這些隨機(jī)因素影響路網(wǎng)通行能力及出行行為，改變路網(wǎng)性能。
　　交通事故等突發(fā)事件造成的非重復(fù)性擁擠是影響路網(wǎng)性能隨機(jī)變化

2、的一個(gè)重要原因。交通事故造成路網(wǎng)局部能力的隨機(jī)下降，打破路網(wǎng)原有的平衡狀態(tài)，可能導(dǎo)致路網(wǎng)性能的急劇波動(dòng)，進(jìn)而降低路網(wǎng)容納交通量的能力。而從用戶的角度，交通事故等突發(fā)事件所造成的非重復(fù)性擁擠具有弱預(yù)測(cè)性，難以在出行前作出相應(yīng)反應(yīng)，導(dǎo)致出行時(shí)間可能大幅增加。因此，分析交通事故影響下路網(wǎng)狀態(tài)的演變規(guī)律及事故對(duì)路網(wǎng)性能的影響，對(duì)于路網(wǎng)改建，交通管制及事故預(yù)防措施等均具有重要意義。
　　為分析事故影響下交通網(wǎng)絡(luò)可靠性，需先分析事故影響下的路

3、網(wǎng)狀態(tài)及路徑選擇行為。因此論文構(gòu)建了事故影響下的流量加載模型，分析了在途路徑選擇行為，在此基礎(chǔ)上提出了動(dòng)態(tài)行程時(shí)間可靠性和動(dòng)態(tài)容量可靠性定義，為事故影響下的網(wǎng)絡(luò)性能描述提供了理論支撐。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　　(1)總結(jié)了三類動(dòng)態(tài)流量加載模型--速度-密度流量加載模型，元胞傳輸模型及路段傳輸模型。速度-密度模型以速度和密度之間的函數(shù)關(guān)系為基礎(chǔ)，后兩個(gè)模型以流量和密度之間的函數(shù)關(guān)系為基礎(chǔ)。三個(gè)模型均包括路段模型和節(jié)點(diǎn)

4、模型兩部分。比較了三類模型的優(yōu)缺點(diǎn)：速度一密度模型假設(shè)流量在路段上均勻分布操作簡(jiǎn)單但是誤差較大。元胞傳輸模型計(jì)算每個(gè)元胞的駛?cè)腭偝隽髁?，?jì)算量大，路段傳輸模型則需要更多的存儲(chǔ)空間。
　　(2)改進(jìn)了事故影響下的動(dòng)態(tài)流量加載模型，基于Logit選擇原則描述出發(fā)時(shí)刻的路徑選擇概率，建立了事故影響下的擬動(dòng)態(tài)模型。在速度-密度模型中，利用分流合流模型及速度-密度函數(shù)，分別建立路段容納車輛數(shù)和非事故路段走行時(shí)間模型，通過分析事故路段交通流的

5、演化過程，利用交通波理論估計(jì)排隊(duì)長(zhǎng)，建立事故路段走行時(shí)間模型。
　　給出了可變?cè)麄鬏斈Ｐ秃吐范蝹鬏斈Ｐ椭新范巫咝袝r(shí)間及路段流量密度的計(jì)算方法。分析了交通事故影響下路網(wǎng)中走行時(shí)間與用戶擇路概率的相互作用及其演變規(guī)律，結(jié)果表明：事故持續(xù)期到排隊(duì)完全消散期內(nèi)，路徑走行時(shí)間和路徑選擇概率呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)并持續(xù)震蕩的狀態(tài)；事故持續(xù)期和事故清除后，事故路段上的排隊(duì)位置發(fā)生轉(zhuǎn)移。
　　(3)為分析事故影響下出行者在途路徑選擇行為，引入混合L

6、ogit模型描述出行者在節(jié)點(diǎn)處的路徑轉(zhuǎn)變概率。采用Logit模型描述出發(fā)時(shí)刻的路徑選擇概率，結(jié)合路段傳輸模型加載流量，得到影響路徑轉(zhuǎn)變概率的影響因素值，改進(jìn)了路段傳輸模型節(jié)點(diǎn)模型中選擇概率的計(jì)算，分析了考慮在途路徑選擇情況下路徑選擇概率和路徑走行時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明：事故持續(xù)期間，路徑上的選擇概率及走行時(shí)間均呈現(xiàn)震蕩狀態(tài)，與只考慮出發(fā)時(shí)刻路徑選擇的區(qū)別在于，路徑選擇概率及路徑走行時(shí)間的震幅相對(duì)較小，表明了出行者對(duì)出發(fā)前選擇路徑的依賴

7、性。
　　(4)為計(jì)算事故持續(xù)期內(nèi)路網(wǎng)可靠性，定義了動(dòng)態(tài)行程時(shí)間可靠性，將交通事故持續(xù)時(shí)間離散化，建立以路段傳輸模型和Logit路徑選擇模型為基礎(chǔ)的擬動(dòng)態(tài)模型，得到時(shí)段內(nèi)到達(dá)車輛數(shù)及其走行時(shí)間，計(jì)算車輛平均走行時(shí)間；將事故持續(xù)時(shí)間，事故嚴(yán)重程度及事故發(fā)生位置看作隨機(jī)變量，基于蒙特卡洛技術(shù)計(jì)算路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性。結(jié)果表明：出行需求越大，可靠度越低；時(shí)間閾值越大，可靠度越高；持續(xù)時(shí)間均值越大，可靠度越低；可靠度隨著持續(xù)時(shí)間方差的變化則

8、根據(jù)不同時(shí)間閾值的大小有遞減和遞增兩種趨勢(shì)。事故越嚴(yán)重，可靠性越低，可靠性值隨著事故發(fā)生位置的改變而改變。
　　(5)為計(jì)算事故影響期內(nèi)路網(wǎng)可靠性，定義了動(dòng)態(tài)容量可靠性，將交通事故影響時(shí)間離散化，建立了以路段傳輸模型和Logit路徑選擇模型為基礎(chǔ)的擬動(dòng)態(tài)模型，得到各時(shí)段內(nèi)允許駛?cè)肼肪W(wǎng)的總車輛數(shù)作為路網(wǎng)容量指標(biāo)；將事故持續(xù)時(shí)間，事故嚴(yán)重程度及事故發(fā)生位置看作隨機(jī)變量，基于概率解析法計(jì)算路網(wǎng)容量可靠性。結(jié)果表明：容量需求閾值越大，容量