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本文以国家自然科学基金项目“城市道路交通网络空间的拥堵瓶颈识别”为依托,以拥堵的城市道路交通网络为研究对象,假设交通流状态满足用户均衡的条件,以传统模型和容量制约模型为主要研究工具,以交通分配的结果为依据,分别以饱和度和等待时间为评价指标识别路网瓶颈。
本文首先详细介绍起点算法的基本原理及其实现。起点算法收敛迅速而且精度高,在所有求解传统模型的算法中具有巨大的优势。起点算法针对强连通的双向路网提出来的,为了在并非强连通的单向路网也适用,本文设计了检验路网连通性的策略,并且改进了确定拓扑顺序和最后共同结点的策略,避免了算法在编写程序的出现的一些不必要错误。本文在单向路网中详细演示了算法的具体实现过程。
其次把起点算法镶嵌于增强拉格朗日乘子法,用于求解容量制约模型。通过研究发现,起点算法对路段的等待时间相当敏感。为了提高运算的效率和保证算法的收敛性,必须采用“少量多次”的流量转移策略,并且根据路网的拥堵程度非常谨慎地选择拉格朗日乘子的初值、惩罚参数的初值和扩张因子。
然后总结了在均衡路网中进行瓶颈识别的方法。有了前面两部分打下坚实的基础,可以运用交通分配模型分析路网的服务水平,进而分别以饱和度和等待时间为评价指标识别路网瓶颈。本文还借助深度优先搜索法提取了详细的路径信息,充分利用路径信息可以提供基于交通瓶颈的路径诱导信息、分析交通瓶颈对OD区间道路容量的制约作用和讨论容量制约模型的适用范围等。
最后简单介绍辅助论文研究的C++程序的功能模块、数据的存储结构以及程序的使用方法。