城市交通是城市经济社会发展的重要支撑，而交通能源的有效供应是城市交通重要保障；位于交通能源供应终端的加油、加气和充电设施(以下简称“供应站”)广泛分布于城市道路交通网络中，与城市道路一起构成城市交通能源供应终端系统。由于能源补给需求车辆(以下简称“需求车辆”)时空上的随机性，供应站与需求车辆处于分隔状态，缺少信息沟通，致使需求车辆的时空分布与供应站服务能力错位配置，在特定条件下需求车辆的行为和聚集影响道路交通并形成负效应，甚至引发供应站超长排队及延至交通干道，造成车辆超长等待、诱发干道交通拥堵、增加能耗与碳排放等问题的出现。为提升城市道路交通和交通能源的服务效率，需要对负效应进行针对性分析，并确定负效应与交通流量、需求车辆密度之间的关系，寻求相应的解决措施。
　　针对这一问题，本文从交通管理者的视角出发，聚焦于城市交通能源供应终端系统，结合交通流、交通选择行为等领域现有的研究成果和方法，分析不同环境和条件下需求车辆在道路交通、供应站中的行为特征，构建与研究对象相匹配的分析模型，论证和明确负效应的产生机理，分析负效应的影响因素；以减少负效应、优化需求车辆空间分布为目标，设计优化方法和求解算法，构建相配套的诱导方法，为城市交通管理和交通能源管理提供支持。本文主要的研究内容和结论如下：
　　①基于元胞自动机技术的单供应站模型实验，量化分析了系统负效应及影响。以城市单个供应站的系统为研究对象，在供应站服务规则、周边交通流和需求车辆行为特征的分析基础上，本文构建了开放条件下、双车道的供应站元胞自动机模型，设计单个供应站的负效应评价模型，对不同交通流条件下需求车辆的行进规律、入站特征和供应站的排队现象进行了研究。通过模型实验发现：需求车辆的变道、进出站等行为会干扰正常交通流，进而产生负效应；需求车辆的不断聚集将恶化负效应，降低系统效率，并在负效应边界条件下诱发交通拥堵；负效应评价指标能够刻画不同交通条件下系统负效应的变化和差异，为对比分析和减少负效应提供了基础研究工具。
　　②通过需求车辆目标供应站选择行为建模及实验，量化分析了不同信息对需求聚集及整体负效应的影响。在单供应站系统研究的基础上，将研究范围扩展到多个供应站和城市干线所组成的系统，以多供应站环境下的需求车辆行为特征分析为切入点，实证分析并梳理需求车辆目标供应站选择行为的决策因素，引入犹豫模糊多属性决策理论量化分析需求车辆的选择行为，进而构建干线多供应站系统负效应分析模型，对不同交通条件下的需求车辆选择行为进行实验分析，进一步确定干线多供应站系统负效应诱发交通拥堵的边界条件；基于犹豫模糊多属性决策理论的目标选择模型实现了选择过程的动态分析，以此为基础的仿真实验分析表明：不借助外部信息或协助，需求车辆会在特定供应站形成聚集，从而使需求时空分布与供应服务能力产生错位配置；交通信息对选择行为的影响作用明显，相应信息的介入能够诱导需求车辆实现更合理的供应站选择。
　　③通过路网条件下需求车辆选择行为建模及实验，量化分析了不同信息对需求聚集及全局负效应的影响。进一步细化城市道路交通网络中需求车辆的行为特征分析，改进基于犹豫模糊多属性决策理论的目标选择模型，完善以系统全局负效应为目标的评价指标，设计和构建城市路网离散仿真系统模型，结合相应实验参数开展城市路网环境下的系统仿真实验。通过实验分析发现：不同交通流条件下，需求车辆的选择行为会在特定供应站形成聚集，并会引发不同程度的全局负效应；相应信息的介入会改善供应站排队溢出、需求车辆等待时间，初步确定相应信息的发布和共享，能够诱导需求车辆更加均衡地分布到各个供应站点，从而降低全局负效应及影响。
　　④通过双层诱导模型的构建和全局负效应的对比分析，验证了减负优化方法及效果。将需求车辆行驶过程转化为一个包含行驶时间成本和停顿时间成本的最优路径问题，并设计减少全局负效应、优化需求空间分布目标下的需求车辆双层诱导模型。在该模型中，上层为是基于两阶段整数规划的整体决策模型，下层是需求车辆个体基于犹豫模糊决策理论可变权重的目标选择模型，利用所设计的两阶段遗传算法，上层整体决策模型将所得最优供应站传递推荐给下层需求车辆，下层的需求车辆则根据推荐值改变决策权重更新目标供应站，从而通过整体和个体的互动来实现需求车辆的诱导和均衡。城市路网环境下的系统模型实验表明：双层诱导模型能够实现需求车辆的诱导，优化需求车辆在站点空间上的分布，并降低系统全局负效应，提升系统整体的服务效率。
　　⑤通过需求车辆双层诱导系统构架的设计，分析了减负优化可行性。以需求车辆双层诱导模型为基础，设计以减负优化为目标的需求诱导平台，分析和规划了该平台的管理角色、功能构成，并对可能的实施方案和措施进行了分析，为城市交通和交通能源的集成式管理提供了依据和支持。