城市“交通微循环”系统设计理论与方法研究

"交通微循环"系统利用干道与干道之间未被充分利用的较低等级道路资源来分流城市干道网络上的交通压力从而缓解拥堵。本着"趋利避害、有利交通、节约资源、公平和谐"的思想，在广泛的调研与实地调查基础上，综合运用系统工程、运筹学、模糊数学、统计学、计算机编程仿真等方法与手段，建立城市交通微循环系统设计的理论与方法体系。包括分析交通微循环道路的选择条件与要求，调查微循环路网下驾驶员路径选择行为规律并构建相应交通分配模型，建立交通微循环道路网络的优化设计模型、交通组织优化模型与方法等，项目研究成果将能为交通微循环系统的科学合理设计提供理论与方法指导并可促进对相关交通理论科学问题研究的深化与拓展。.项目研究将为城市交通拥堵的缓解提供一种可行、有效的解决新办法。项目研究结合我国城市的实际交通特点，因此对解决我国城市交通拥堵问题具有普遍意义，项目研究将具有较好的应用需求与前景。

对微循环道路上行人过街进行了模拟仿真，分两种情况(行人到达位置随机、行人到达位置固定)对系统安全与效率进行分析，从而研究得到微循环道路上车流量、车速度与行人过街流量的匹配关系，使得在满足行人基本安全的条件下也能提高车流运行效率及交通分担水平，为研究微循环道路上限流、限速提供理论依据。并构建了以通行条件、安全条件、交通公平性、生态环境要求、改造难易程度等指标为基础的交通微循环道路评价与选择模糊综合评判模型。.交通微循环网络设计与组织优化的基础是能预测交通需求在交通微循环网络上的分配，项目重点对概率型随机用户均衡配流问题进行了扩展研究. 根据随机用户均衡条件，提出了一种更为直观的SUE问题表示和计算方法。该方法通过简单的变换，将理解阻抗的正态分布形式变换成仅需处理一个与流量无关的随机变量正态分布形式，然后通过Monte-Carlo仿真对这个随机变量按其分布多次取值，每次求解一个确定性用户均衡问题，多次求解得到的路段流量均值即为服从预定概率分布的随机用户均衡配流结果。该方法可以很容易的拓展到求解随机误差项与测定阻抗相关的SUE问题。.建立了交通微循环网络设计双层优化模型，上层问题为在满足路段饱和度约束及最大改造能力约束的条件下使得交通微循环对环境影响最小、交通效率最高及投资最省，下层问题采用用户均衡交通分配来描述驾驶员的路径选择行为。运用功效系数法构造了多目标规划的评价函数，并通过遗传算法建立了模型的求解算法。城市交通微循环系统设计的核心部分是交通微循环网络设计理论，里面包含了混合网络设计问题、多值离散网络设计问题等理论问题的探讨。本项目研究了一种求解混合网络设计问题的迭代降维算法；在已有的变量值为0-1的离散网络设计模型基础上提出了一种新的离散网络设计模型，其变量值可取多个水平，设计了一种Branch-and-Bound和hooke-jeeves相结合的算法。.从支路网“交通微循环”功能目标出发，着眼于缓解城市干道交通拥挤、改造成本最小化为目标，结合微循环系统的单行交通组织，建立了支路微循环网络规划的双层优化模型。利用该模型可同时优化各微循环支路路段的交通组织形式（单行还是双行）及改造后需达到的通行能力。利用单行交通组织与改造能力的组合决策编码，设计了求解模型的遗传算法。