城市交通復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)擁堵機(jī)理及消散控制策略研究.pdf

1、我國城市交通擁堵問題是影響人們出行順暢的主要因素，城市交通擁堵主要是因?yàn)楝F(xiàn)階段我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國各大城市以及地方城市逐漸擴(kuò)大規(guī)模，與此同時汽車保有量逐年上升。道路出現(xiàn)堵塞帶來的一系列交通問題、出行者出行時間延誤問題、經(jīng)濟(jì)損失問題、環(huán)境污染問題等給人們的日常生活造成很大影響。為此，只有對道路交通擁堵的產(chǎn)生機(jī)理、傳播特征進(jìn)行詳細(xì)深入的研究，才能制定出科學(xué)的方案來滿足出行者的出行需求。由此可見研究城市交通擁堵問題對城市發(fā)展以及社會前進(jìn)有

2、重要意義。
　　當(dāng)前國內(nèi)外諸多學(xué)者和學(xué)術(shù)界對城市交通擁堵這個熱點(diǎn)問題進(jìn)行關(guān)注和研究，本文是在借鑒和吸收國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，以元胞自動機(jī)理論、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論以及交通流理論為指導(dǎo)，以Matlab計(jì)算機(jī)平臺為主要仿真方法，對經(jīng)典NaSch模型和BML模型以及改進(jìn)的NaSch和BML耦合模型進(jìn)行了探討、通過分別模擬交通事故點(diǎn)的時空分布與路網(wǎng)相繼故障問題對城市交通網(wǎng)絡(luò)的影響，分析并得到了重要結(jié)論。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首

3、先介紹了元胞自動機(jī)理論在交通中的應(yīng)用，在分析了城市交通系統(tǒng)復(fù)雜性與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，闡明了城市交通擁堵問題的實(shí)質(zhì)就是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中級聯(lián)失效問題，并在下文中從兩個不同的學(xué)術(shù)方面對交通擁堵問題進(jìn)行詳細(xì)闡述；同時對交通流理論中的重要指標(biāo)進(jìn)行了介紹，為下文城市交通復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)擁堵特性及控制方法的研究提供了新的思路和方向。
　　其次借用Nagatani的建模思想，建立NaSch和BML耦合模型的擴(kuò)展模型(ChSch模型)，給出改進(jìn)的NaSc

4、h和BML耦合模型建立的初始條件，交通事故的定義和事故點(diǎn)空間分布的定義，深入探討并研究了ChSch模型的全局集簇現(xiàn)象和路網(wǎng)中交通流發(fā)生相變的臨界密度，數(shù)值模擬了交通事故數(shù)量、交通事故時間分布、交通事故空間分布對于城市路網(wǎng)交通流的影響，最終得出了一些有意義的結(jié)論。
　　最后采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的對偶法將傳統(tǒng)的城市道路交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造成為具有小世界特性的邏輯網(wǎng)絡(luò)圖，并構(gòu)造出城市道路交通的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。在分析該網(wǎng)絡(luò)模型并對比其它復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)后，提出道

5、路交通復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有時延性、恢復(fù)性等特性，運(yùn)用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相繼故障模型進(jìn)行仿真模擬。模擬結(jié)果顯示，不同的時延、不同的事故消散因子以及不同的道路負(fù)荷能力可以合理的避免相繼故障的發(fā)生，并且能夠更好的解除相繼故障所產(chǎn)生的影響。對道路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及對道路網(wǎng)絡(luò)相繼故障的預(yù)防、解除具有一定的參考意義和理論指導(dǎo)價值。
　　針對第3章和第4章研究的結(jié)論，論文最后給出了一些治理擁堵的策略，分別從擁堵的預(yù)防和疏導(dǎo)兩個方面進(jìn)行了詳細(xì)的探討，這為交通管理者