面向突發(fā)事件下動態(tài)路徑誘導的擁堵傳播與消散預測模型.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴大，機動車保有量迅猛增長，城市交通擁堵問題也隨之急速惡化。當前，緩解和預防交通擁堵已經成為我國城市發(fā)展的當務之急，影響到城市可持續(xù)發(fā)展進程。動態(tài)路徑誘導是緩解交通擁堵的重要手段之一，其目標是通過引導車輛在路網(wǎng)上更均衡的分布，達到為出行者提供信息并同時實現(xiàn)緩解交通擁堵的目的。動態(tài)路徑誘導關鍵技術包括道路權重預測和最優(yōu)路徑識別，而已有研究在道路權重預測方面對交通狀態(tài)演變規(guī)律尤其是突發(fā)事件下的擁堵網(wǎng)絡化傳播和消散規(guī)律考慮不

2、足，導致最優(yōu)路徑失效;而已有擁堵傳播和消散規(guī)律模型由于其對輸入數(shù)據(jù)的高要求和對路網(wǎng)的過度細化導致其在實際應用時面臨著當前數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無法支撐的局面，從而難以與基于實際路網(wǎng)的動態(tài)路徑誘導進行有效融合。
　　因此，本文立足于為交通管理和交通信息化服務，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，通過在動態(tài)路徑誘導中結合突發(fā)事件下?lián)矶碌木W(wǎng)絡化傳播算法，提出了擁堵傳播消散規(guī)律預測下的動態(tài)路徑誘導方法，以實現(xiàn)居民出行服務水

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)條件下分等級道路的路網(wǎng)全樣流量測算方法。由于流量是分析擁堵傳播的基礎，而通過RTMS檢測器、核查線調查等得到的流量數(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)條件下分等級道路的路網(wǎng)全樣流量測算方法。本文考慮了道路等級、限速、車道數(shù)等的差異，以北京市為例，采用浮動車速度數(shù)據(jù)、RTMS流量數(shù)據(jù)和核查線流量數(shù)據(jù)構建了六種交通流基本圖模型。

4、路網(wǎng)全樣流量測算中，考慮了速度接近自由流速度時，流量與速度相關關系不明顯的情況，以對應等級道路的歷史流量數(shù)據(jù)對流量計算值進行了修正。
　　(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方面出發(fā)，通過量化突發(fā)事件下公交

5、車比例、誘導信息、擁堵長度、匝道間距、主輔路速度和輔路流量對匝道分流的影響，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)絡化傳播算法。針對已有擁堵網(wǎng)絡化傳播和消散規(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下的交通流特征和路段屬性差異，構建了面向實際應用的突發(fā)事件下的擁堵網(wǎng)絡化傳播算法。本文結合了沖擊波模型和路段傳輸模型，分析了異質網(wǎng)絡下?lián)矶略诜至鼽c、合流點和交叉口的

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時的傳播特征?？紤]實際路網(wǎng)的物理屬性和拓撲結構，提出了實際路網(wǎng)下節(jié)點連接類型識別算法，設計了突發(fā)事件下考慮道路等級（快速路、主干路、次干路、支路）的擁堵網(wǎng)絡化傳播算法。
　　(4)實現(xiàn)了突發(fā)事件下?lián)矶聜鞑ハ⒁?guī)律預測的動態(tài)路徑誘導。針對突發(fā)事件下?lián)矶戮W(wǎng)絡化傳播和消散模型難以與動態(tài)路徑誘導有效結合的問題，提出了以GIS平臺為媒介的融合方法。基于突發(fā)事件下?lián)矶戮W(wǎng)絡化傳播和消散預測