城市交通网络级联失效产生机制及调控策略

The cascading failures of urban traffic network not only have a serious impact on residents travel, but also cause huge losses on the social economic system and the safety of the people. It is so important to study the urban traffic network cascading failure generation mechanism and control strategy from the view of dynamic traffic supply and demand contradiction, where we can know the primary cause of urban traffic network cascading generation and degeneration. In this project the multimodal urban traffic network are seemd as a whole, a super traffic network is constructed based on transfer relationship amone these single traffic mode networks; Based on it, we study the cascading mechanism of transport policy→traffic supply- demand contradiction→traffic network cascading failure, and construct the dynamic traffic network cascading failure evolution model; take the traffic supply- demand as decision variable, abstract of the causal relationship amone the elements by the dynamics evolution model, expolre urban traffic network cascading failure generation and degeneration mechanism, get the corresponding optimized traffic policy. The achievement of this project can provide support for urban traffic construction and management.

城市交通网络的级联失效不仅给居民出行造成了严重影响，还对社会经济及人民的生命安全造成了巨大的损失。对城市交通网络级联失效的产生机制及调控策略进行研究，从动态交通供需矛盾角度剖析其产生退变的根本原因，对于有效预防城市较大规模交通网络的瘫痪具有重要的意义。本项目将城市多方式交通网络作为一个整体，构建基于换乘关系的超级交通网络模型；以此为基础研究交通政策措施→交通供需变化→交通网络级联失效的层级作用机理，并建立考虑供需作用的城市交通网络级联失效系统动力学模型；以优化交通供需作为模型的决策变量，抽象各要素在级联失效演变过程中的因果关系，揭示城市交通网络级联失效的生成退变机制，给出抑制城市交通网络级联失效产生退变的交通政策形成方法，为城市交通管理和相关政策制定提供技术支持。

城市交通网络的级联失效不仅给居民出行造成了严重影响，还对社会经济及人民的生命安全造成了巨大的损失。对城市交通网络级联失效现象进行科学描述，评价并提出抑制其退化的调控策略，对于有效预防城市较大规模交通网络的瘫痪具有一定现实意义。本项目从交通网络的失效变化规律出发，研究了交通网络失效态的演变规律，提出了城市交通网络的动态失效的评价方法，分析了道路交通网络级联失效态—非级联失效态持续时间随机变化的概率分布规律，构建了交通网络级联失效评价模型，用历史数据对模型有效性进行了验证；对道路交通流参数变化规律进行了分析，在充分考虑数据平稳性及最小信息损失的基础上，进一步提出了交通网络失效态的预测方法；以公交的串行失效作为级联失效的一个特例，探讨了通过控制关键时间节点的速度和车头时距的方法来抑制公交串行失效的控制策略；最后还从行为学角度对交通网络的失效因素进行了初步探索，从动态博弈视角出发构建了一种优化的动态收费策略来优化出行者时空分布，研究结果表明该策略可以有效降低交通网络的敏感性，提高抗干扰和抗突发事件的能力。本项目研究可以从理论层面为交通管理者提供一定的决策依据，对突发或紧急情况下的交通管理也具有一定的指导价值。截至目前，依托本项目，共发表学术论文7篇，其中4篇论文被SCI检索，2篇论文被CSSCI期刊收录，1篇论文被中文核心期刊收录，还有多篇论文处于审稿或返修状态。