城市交通结构演变机理及干预策略研究

Urban traffic structure essentially reflects the complex contradiction between traffic travel demand and traffic infrastructure supply. Numerous urban traffic problems including traffic jam can be attributed to aggravation of the contradiction mentioned above. Only if this contradiction is handled properly shall the traffic problems be relieved. However, there is still a lack of basic theoretical studies on the law of traffic structure evolution and the method of providing certain city with reasonable traffic structure at present. To solve aforementioned problem，we uncover the cause of the evolution by establishing dynamic game model between structure of traffic travel demand and structure of infrastructure supply, combining with certain influence factors such as social economy and characteristics of the city. Evolution speed and evolution amplitude are introduced as measuring indexes to establish the dynamic relation model between matching index of traffic structure and measuring indexes, for studying the law of evolution. The best opportunity and approach of intervention and its effect evaluation method are studied, to achieve the goal of optimizing reasonable traffic structure by choosing the best intervention strategies. What we present in this research can be significant meaningful for making scientific decision in construction schemes of urban traffic infrastructure, formulating reasonable strategies of traffic development, and guiding the sustainable development of urban transport. Our research group which has reserved abundant data of traffic infrastructure from different cities, such as Dalian, Dongguan, and so on, and possesses solid theory and practical foundation on urban integrated transportation planning mode, optimization of traffic structure, planning schemes implementation and tracing assessment, has the qualification of finishing this project successfully.

城市交通结构是交通出行需求与设施供给这一复杂矛盾体的本质反映。频繁出现的拥堵等城市交通问题，多可归因于该矛盾的激化。只有正确处理该矛盾，才能有效缓解交通问题。至今在交通结构演变规律及如何使城市具有合理交通结构方面还缺少基础理论研究。本项目拟通过建立交通出行需求结构与设施供给结构间动态博弈模型，结合城市特征及经济社会等影响因素，剖析交通结构演变成因；引入演变速度、演变幅度等度量指标，构建其与交通结构匹配指数间动态关系模型，揭示交通结构演变规律；研究交通结构演变干预时机和方法及干预效果评价方法，通过择取最佳干预策略以实现优化交通结构的目标。这对科学决策城市交通基础设施建设方案及制定交通发展战略，引导城市交通可持续发展具有重要意义。项目组以大连、东莞等城市交通基础资料为储备，在城市综合交通规划模式与交通结构优化、规划方案实施及其跟踪评价等方面具有较坚实的理论和实践基础，具备完成项目研究的条件。

随着城市规模的不断扩大与人口的迅速聚集，交通出行需求与设施供给均呈现出明显的动态演变特征，日趋严重的交通拥堵等问题，多可归因于供需矛盾的激化。城市交通结构是交通系统供需关系的重要表征指标，合理把握其演变规律并适时提出干预策略，对引导城市交通系统良性发展具有重要意义。本项目从基础数据采集与分析入手，整理了国内外数十座城市的相关数据；重点调查和收集了20余座城市和珠江三角洲密集城镇群地区连续多年的城市基本情况、交通设施供给、居民出行特征等数据，对各城市交通结构表征指标与演变特征等进行了对比分析。明确了城市交通结构的内涵，提出了其计算公式与估算方法；剖析了城市交通供需结构间的匹配关系，分析并确定了其影响因素，给出了城市交通供需结构因果关系图，构建了城市交通供需比估算模型，并根据模型计算与分析结果，将城市交通状态划分为四个等级，确定了各等级的划分阈值。利用灰色关联法确定了中小城市交通出行结构的关键影响因素，并利用偏最小二乘回归分析法，分别构建了公共交通出行比例、小型机动车出行比例以及慢行交通出行比例与各影响因素间的关系模型。采用因子分析方法，确定了大城市交通结构演变的8个关键影响因素，应用时间序列和相关性分析等方法剖析了各因素的作用机理。面向城市个体，应用模糊数学理论从影响因素、方式比选及选择结果三个方面对出行选择现象进行了描述，建立了出行方式选择模糊推理模型并采用遗传算子的方法对模型参数进行了标定，模拟了城市交通结构与出行者之间的互动关系。引入进化博弈论，建立了居民出行方式选择的两阶段演化博弈模型并给出了其纳什均衡解，揭示了城市交通出行结构的演变规律；面向密集城镇群，以轨道交通为研究重点，构建了区域层级、市域及市区层级的交通方式划分预测方法，刻画了密集城镇群交通出行结构的演变过程。提出交通系统效应的概念，用以评价城市交通出行结构的合理性，应用层次分析法构建了其计算模型；以交通系统总效应最优为目标，以交通需求、土地资源、能耗、污染物排放以及居民出行偏好为约束，建立了城市交通出行结构优化模型。结合对关键影响因素的辨识与作用机理的分析，针对国内不同类型城市提出了相应的交通结构干预对策建议。项目研究成果已被应用于国内多个城市的交通系统问题剖析与运行质量改善之中，并形成了综合交通体系规划、交通拥堵疏解方案等，取得了一定的经济效益和良好的社会反响。