组合出行模式下交通流分配模型及其求解研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:panda_chris
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城市化进程的迅猛发展,对城市交通提出了新的要求,各种环保、节能、高效的交通方式被应用,我们的生活已经离不开BRT、地铁等交通方式。在城市规模越来越大的同时,出行者的出行模式将从单一的交通方式转变为多种交通方式联运,这种单一方式和换乘方式并用的出行方式成为组合出行。参阅大量相关文献可知,组合出行下的交通流分配将成为交通运输规划与管理的核心。静态交通流分配和动态交通流分配是两个主要研究方向,二者最根本区别是路段的阻抗是否为一个时间函数。前者的路阻不变,在实际情况中不可能实现,因此动态交通流分配是研究的重点。但对静态交通流分配的研究也不容忽视,静态研究重点是宏观的交通现象,对分析未来交通的发展趋势有重要作用。本文从以下方面对组合出行模式下的交通流分配展开研究:首先,对超级网络进行简要介绍,建立以兰州市安宁区兰州交通大学附近实际路网为例的超级网络,以此作为本文研究的基础。对超级网络的定义、构成和拓扑结构分析,使用图的遍历法找出所有路径,然后根据有效超路径的定义,在所有路径中选择换乘次数最多两次的路径,并对这个过程进行算法研究。其次,分别从静态和动态的角度对交通流分配进行研究。假设出行者的出行模式和路径都是随机的,提出模型约束条件,使用logit模型表达均衡条件,建立基于弹性需求满足随机用户均衡条件的logit模型,因为对logit模型直接求解较为复杂,所以本文构造了与logit模型等价的变分不等式模型,证明其等价性和最优解的存在性;采用基于权重平均法设计的连续权重平均法,对等价变分不等式模型进行求解,从而获得基于弹性需求满足随机均衡条件的logit模型的解。根据对组合出行模式下静态交通流分配模型的研究,分析约束条件,构建动态交通流分配模型。此模型也需满足随机用户均衡,同时考虑出行路径和出行时间的选择。用logit模型对出行行为进行描述,并用等价的变分不等式模型求解,求解的算法使用启发式迭代算法。然后,列举出一个小型路网,用静态交通流分配模型和动态交通流分配模型对该路网分别进行分析,研究模型和算法的可靠性和高效性,并对动态交通流分配模型的一些参数进行分析并进行说明,阐述交通流的OD量和费用等发生的变化。以兰州市安宁区兰州交通大学附近实际路网为例,作为中型路网案例,构建较为复杂的超级网络,对网络的路径、节点等组成部分进行赋值,使用动态交通流分配模型对该中型路网进行计算。最后,采用静态交通流分配模型对小型路网分析,得出结论,出行者对路网信息了解的越多,路网的不确定性减小,出行者更容易做出更加明确和明智的选择。采用动态交通流分配模型应用于两个算例分析得出,动态交通流分配模型能够较为真实的反映出行者的偏好对出行行为的影响,分析了参数之间变化情况对交通需求和费用的影响,能够同时满足对选择出行路径和出行时间的要求,求解算法可靠且高效,可以应用于中小型路网的研究,具有一定的实用性。
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