路网容量研究

本论文研究了城市路网的机动车容量。 路网是由路段与交叉口组成的一个集合体，其容量的确定可以为城市的交通运输规划与管理工作提供基础数据及量化的理论依据；其容量的研究对于完善交通工程理论是不可缺少的部分；而且截止本人研究之前，还没有任何方法可以准确地计算出城市路网的机动车容量，因此选择路网容量作为研究对象是具有很重要的意义。 笔者在阅读有关路网容量研究文献的基础上，对各国有关路网容量研究的方法及进展进行了分析。目前研究路网容量的方法有时空消耗法，线性规划法，割集法，交通分配模拟法，狭义路网容量模型及供应分析法。笔者根据各位学者对路网容量的理解，将路网容量的概念分为两类：一类是计算路网的最大通过能力，即路网的某几个关键断面1小时内所能通过的最大交通个体数量；另一类是计算1小时内路网最大服务的交通个体数量。本论文以前人的研究为基础，对路网的交通流特性进行分析，确定路网容量的最短度量周期及影响路网容量的关键因素；重新定义路网容量为： 理想路网容量：是指在理想的道路和交通条件下，交通个体遵循出行费用最小的原则，路网按照与土地使用、客货交通源集散点的分布相匹配的布局模式，在合情合理的条件下，在单位时间内所能服务的最大标准车辆数。 实际路网容量：以理想路网容量为基础，对与上述不符的道路、交通、交通个体选择原则、路网布局匹配程度、路网拓扑结构等条件进行修正，所得结果为符合实际路网各种条件的容量值。 基于上述定义，在分析所有研究方法的指导思想、理论依据、算法及研究程度的基础上，确定本论文遵循“时空消耗”的思路进行研究。根据这种概念，建立理想状态下广义路网模型，确定需要研究的未知参数为：单位时间内路网的总时空资源，理想条件下交通个体的平均车头间距及单位时间内在道路的有效空间上一次出行的平均行驶时间。此前这几个参数只能通过大规模的调查获得，而调查结果又未能如人所愿，因此从理论上确定这几个参数是本论文的关键所在。 鉴于此，本论文首先通过对交通个体在各种交叉口运行轨迹的分析，确定出各等级道路的有效运营空间；同时在研究一天内交叉口的有效运行时间的基础上，建立了理想条件下路网总时空资源模型。 然后，本论文运用最优化和跟驰理论确定了车辆稳定跟驰行驶速度与车辆在该状态下的车头间距和行驶时间之间的关系，并通过该关系建立了路网临界速度 中文摘要 一 模型；按该模型，利用先进的车载GPS系统在北京市路网上采集的基础数据， 计算出北京市路网达到理想容量状态时的临界行驶速度。 同时以随机效用理论为基础，建立了整个路网中交通个体在路网容量极限状 态下的平均行驶时间模型。为了便于应用，结合模糊数学的相关知识给出了平均 行驶时间的计算步骤和计算流程图。 最后，根据广义模型及上述研究成果，建立了理想条件下，路网容量模型。 通过理想条件与实际道路条件的对比，确定在实际条件下需要修正的因素，修正 方法，建立了实际路网容量模型。 由于路网是一个复杂的、随机开放的网络，因此目前的条件无法从现场数据 上实现路网容量模型的验证，故在本论文中只从理论上证明了本论文建立模型的 正确性，而且论文在最后还讨论了该模型的应用领域及应用方法。