基于交通信息时空分析的城市地面公交专用道路资源动态配置方法

At present, urban bus lane provides low transportation resource utilization in China cities, what would be prone to cause the partial disorder of the regional traffic, aggravate or even induce new local traffic congestion. Therefore, the dynamic configuration method for transportation resources of urban floor bus lane based on traffic spatial and temporal analysis is proposed in this project. Firstly, traffic spatial analysis would be made to investigate the typical soliton phenomenon existing on bus lane. Through the establishment and solution of a dynamic solitary wave model, dynamic laws on time and space dimension of traffic flow would be acquired. In accordance with the right value conferred by the different types of traffic load , the dynamic configuration method for transportation resources of urban floor bus lane would be drawn up, by using orthogonal phase modulation policy, combining with the applicant's achievement named Urban Area Traffic Flow Dynamic Law Model. Experiments would be made to validate and refine the method obtained above. Based on it, optimization technology of dynamic scheduling scheme for special bus lines running on the bus lane would be studied. The dynamic scheduling scheme would be generated after the optimization model's solution. Ultimately, ensure the corresponding bus line vehicles have the absolute right of bus lane, under the premise of some specified vehicles, such as school buses, other ordinary buses and taxies, could pass through the bus lane temporarily at a specific space and specific time, in order to achieve the bus lane to maximize the transportation resource utilization. Research results can also provide theoretical guidance for the development of the planning of the new bus lanes.

城市现有公交专用道路资源利用率低下，易造成区域交通动态负载局部紊乱，加重甚至诱发新的局部交通拥堵。本项目研究基于交通信息时空分析的城市地面公交专用道路资源动态配置方法：对城市区域交通网络中公交专用道交通信息进行时空分析，研究其客观存在的典型孤立子现象，建立孤立波动态模型并求解，获得公交专用道交通流时间/空间维动态运行规律；结合课题组已有研究成果"城市区域交通流的动态规律模型"，采用正交相位调制方法，按照不同类型交通负载所赋予的路权权值，对地面公交专用道路资源进行动态配置，实验验证并进行完善；进而对公交专用道上运营的公交线路动态调度方案进行智能优化，求解优化模型，动态生成优化调度计划。最终实现在保证相应公交线路车辆拥有绝对路权的前提下，允许指定类型车辆如校车、部分普通公交等在特定时间/空间有序地临时借用专用道，从而实现专用道资源利用率最大化。研究成果还可为公交专用道新建规划的制定提供理论指导

公交优先是解决大中城市交通拥堵的根本途径，大力发展快速公交(BRT)系统乃大势所趋。然而，目前BRT 技术仍不完善，其专用道路资源利用率低下，易造成区域交通网络动态负载局部紊乱，进而诱发各类交通违法甚至导致社会矛盾。本项目提出“城市快速公交(BRT)专用道交通流时空运行规律及道路资源动态配置方法”的研究，通过研究——①城市区域交通网络中BRT 专用道交通流的典型孤立子现象，建立其孤立波动态模型，利用色散管理理论求解，找到BRT 专用道交通流在时间维与空间维上动态运行规律；②基于正交相位调制理论，应用申请人研究成果“城市区域交通流的动态规律模型”，结合实验研究，对城市区域交通网络负载进行道路资源的动态配置——从而在理论上找到能够实现“在保证BRT 车辆对专用道拥有绝对路权的前提下，允许普通社会车辆在特定时间特定空间临时借用专用道路权，以实现BRT 专用道路资源利用率最大化”的原理和方法；③将上述理论研究成果应用于杭州市公交集团有限公司BRT1号线，建立其智能调度模型，求解并得到智能调度方案，实验研究结果证明：在时间维度，本研究成果可使杭州市BRT1号线专用道（试验路段）平峰时段资源利用率提高40.1%，高峰时段资源利用率提高17.3%，平均可提高资源利用率30.9%；空间维度上本研究成果可使杭州市BRT1号线专用道（试验路段）平均提高资源利用率23~26%。本项目研究成果能够在各大中城市进行BRT 系统建设或系统革新时，为科学实施与之相关的城市交通规划论证、交通管理方案预设、交通组织策略制定、公交调度计划优化等系统任务，提供理论指导和决策依据