拼车出行作为交通需求管理的一项重要措施,能够有效提高私家车单车乘坐人数、降低车辆出行率,从而起到减少交通拥堵和空气污染的目的。随着车联网技术的快速发展,系统研究私家车拼车行为以及拼车系统的关键技术,进而构建车联网环境下拼车优先导向的路网时空资源动态优化理论及方法,是一项非常具有理论和实际价值的研究工作。拼车出行受到政策、技术和系统运行效率等多方面因素的影响,只有多种因素协调运行才能充分发挥其功效,真正起到缓解交通拥堵的目的。因此,本文针对现有研究的不足,并基于日益完善的车联网信息技术,在拼车行为博弈、拼车系统实现技术、拼车优先导向的路网协同管控等方面进行了深入研究与探讨,形成了一套较为完整的拼车系统实现及协同管控技术体系,完成的工作与研究成果主要包括:(1)研究了私家车拼车出行的行为决策模型。对私家车拼车行为的影响因素做了深入分析和总结,并通过调查获取了各种因素对拼车行为的影响规律,从而构建了基于博弈论的私家车拼车行为模型,模型中充分考虑了由路网交通状态决定的私家车出行效用、由拼车引起的私家车出行效益增加和损失以及政府因为拼车产生的成本和收益等;使用该模型对私家车拼车出行决策与政府的拼车鼓励政策在各种客观条件下的动态博弈过程进行了深入分析,并针对政府部门在不同发展阶段的拼车政策和优先管理举措提供了可行性建议,为拼车系统关键技术和拼车优先路网协同管控方法研究奠定了基础。(2)提出了车联网环境下私家车拼车系统实现的关键技术。本章首先基于图论构建了城市交通多模式网络模型,并对静态定时定线路和动态协同拼车方案分别进行了总体设计,进而基于交通运输学的出行路径规划理论建立拼车出行匹配模型,并改进计算机科学中的基因遗传算法,提出一种车联网环境下考虑换乘的拼车信息智能匹配技术,实现路网多模式均衡条件下拼车供需在时空维度的快速有效匹配,从而为实时动态协同拼车系统的实现提供技术保障。(3)研究了车联网环境下拼车优先的路网智能管控策略及实现方法。基于车联网环境下道路运行状态及实时拼车信息,分别从空间和时间资源优先角度提出了路网智能管控策略和实现方法:首先,从空间资源优先角度研究了HOV车道动态智能管控算法及流程,确保拼车出行在路段上的通行效率最优;其次,从时间资源优先角度构建了交叉口拼车优先信号配时模型及拼车路径协调控制模型,确保拼车出行在交叉口的通行效率最优;然后提出了车联网环境下拼车优先的路网智能管控协同策略,并考虑多模式均衡设计了基于出行方式转移的路网运行效益及能耗评价方法,用于评价拼车优先路网管控效益的实施效果。(4)实例验证及效益分析。以我国无锡市和美国西雅图城市核心区道路交通网为例,构建其多方式路网模型,设计了路网HOV车道动态管控方案和拼车优先信号与路径协调控制方案,并对每种方案产生的管控效益及能耗进行综合评价和对比,结果显示人均出行效率得到了明显提升,路网出行总能耗得到了显著下降,尤其是两种管控方案的协同作用能够使路网车辆行驶总里程节省率分别为23.58%和27.95%,人均出行时耗减少率分别为22.31%和30.85%,路网出行总能耗节约率分别为61.98%和65.07%,达到了出行提效降耗效果;并对未来交通需求增加10%后的路网状态进行了评估,结果显示拼车优先出行能够保证运行效率在正常范围之内。最后,对无锡和西雅图两城市实施拼车优先管控的效益和能耗进行对比和分析,证明了本文提出模型和方法的有效性和适用性。最后,梳理了研究过程,总结了主要研究成果,提出了论文存在的一些不足之处,以及下一步继续研究和探索的方向。