非机动车和行人影响下的动态交通分配问题研究

智能交通系统（ITS）是目前世界各国正在大力发展和应用的现代化交通运输管理系统。城市动态交通流分配理论是ITS最重要的关键核心技术基础之一。现有的动态交通分配理论没有考虑我国城市机动车、非机动车和行人构成的混合交通流的基本特征，这严重制约了我国ITS的发展及应用。本项目采用道路交通流理论和网络交通流理论相结合的方法研究非机动车和行人影响下的动态交通分配问题。通过深入研究道路上及交叉口处非机动车和行人对机动车的影响机理，提出非机动车和行人干扰下交叉口处通行能力的计算方法。在此基础上，构建符合我国交通流特性的网络交通流传播模型和动态阻抗函数，分别建立非机动车及行人影响下基于单一用户和多用户的动态交通分配模型；依据模型的结构特征，提出有效的求解算法。本项目的研究有助于发展符合我国国情的ITS，为交通工程和交通管理部门提高交通管理与控制水平提供重要的理论依据。

随着城市化进程的加快, 我国城市人口和机动车保有量的激增引发了城市交通需求的快速增长, 城市交通拥堵问题日益严重，这已经成为制约城市可持续发展的主要因素之一。交通拥挤一方面是交通量饱和造成的, 另一方面是交通流的混合性所致。本项目围绕我国城市交通高度混合的交通流特性，综合运用系统科学、管理运筹学、交通工程学、非线性动力学等多学科的理论和方法，研究了非机动车和行人影响下的动态交通分配问题，构建了能够刻画我国交通流特性的网络交通流传播模型。.主要研究内容及重要结果（1）动态交通网络模型研究，给出了次邻车辆影响下的交通网络模型；分析动态交通网络的悖论现象。考虑路段阻抗与路段流量的关系，建立了动态交通分配模型。（2）基于事件/预测的交通拥堵模拟与消散策略研究，运用改进的中观交通仿真模型模拟城市交通流的运动规律,采用类似随机动态交通分配的方法对动态的OD 进行网络加载,得到了交通状态的预测,提前判断交通拥堵的发生。本研究是动态交通分配研究内容的一个重要步骤。（3）考虑流量差对交通流的影响研究，构建了双车道格子动力学模型。推导出了双车道密度差模型的KdV方程，得到方程孤子解。建立了城市快速路的速度模型，车辆移动模型。（4）基于双向格子网络的交通状态和拥挤传播动态分析研究，改进了中观交通流模型，利用自行研发的交通仿真软件，在双向格子网络上模拟了交通拥堵和传播的过程。研究结果表明模型和方法能够较为真实描述现实的交通状态，可为交通管理者提供决策支持。（5）基于累积流量的离散路径走行时间模型研究，得出基于解析方法的DTA模型既可以描述为基于路径的模型，也可以描述为基于路段的模型的重要结论。（6）城市公交网络抗毁性研究，提出基于介数重要度的网络结构熵，给出了统计特性与分析网络有效性的一致性，证明了其正确性。（7）基于流量分析的可变车道左转通行能力研究，研究得出增加可变车道长度与有效绿灯时间可有效提高左转通行能力，随着掉头车流量比例增大，左转通行能力逐渐减小。（8）基于POS算法的微观交通仿真模型参数标定研究。（9）交通仿真中车辆加载的分布式模式。（10）交通供需平衡与OD反推技术的容积率确定方法研究等。.上述研究为城市交通管理部门科学的规划与设计，保障城市交通的有序、畅通、安全提供了理论依据，同时也促进了多学科之间的交叉和发展。