事故影響下隨機(jī)交通網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)可靠性.pdf

1、道路交通網(wǎng)絡(luò)在外部因素影響下，路網(wǎng)性能存在隨機(jī)性。這些外部因素包括可重復(fù)的隨機(jī)因素和不可重復(fù)的隨機(jī)因素兩類，可重復(fù)性因素如日常的道路擁堵帶來(lái)的路段通行能力的下降以及日變的交通需求等，此類因素的特征是長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有持續(xù)性；不可重復(fù)性因素如交通事故等突發(fā)事件對(duì)路段通行能力的影響，此類因素的特征是只在事件持續(xù)期內(nèi)影響路網(wǎng)。這些隨機(jī)因素影響路網(wǎng)通行能力及出行行為，改變路網(wǎng)性能。
　　交通事故等突發(fā)事件造成的非重復(fù)性擁擠是影響路網(wǎng)性能隨機(jī)變化

2、的一個(gè)重要原因。交通事故造成路網(wǎng)局部能力的隨機(jī)下降，打破路網(wǎng)原有的平衡狀態(tài)，可能導(dǎo)致路網(wǎng)性能的急劇波動(dòng)，進(jìn)而降低路網(wǎng)容納交通量的能力。而從用戶的角度，交通事故等突發(fā)事件所造成的非重復(fù)性擁擠具有弱預(yù)測(cè)性，難以在出行前作出相應(yīng)反應(yīng)，導(dǎo)致出行時(shí)間可能大幅增加。因此，分析交通事故影響下路網(wǎng)狀態(tài)的演變規(guī)律及事故對(duì)路網(wǎng)性能的影響，對(duì)于路網(wǎng)改建，交通管制及事故預(yù)防措施等均具有重要意義。
　　為分析事故影響下交通網(wǎng)絡(luò)可靠性，需先分析事故影響下的路

3、網(wǎng)狀態(tài)及路徑選擇行為。因此論文構(gòu)建了事故影響下的流量加載模型，分析了在途路徑選擇行為，在此基礎(chǔ)上提出了動(dòng)態(tài)行程時(shí)間可靠性和動(dòng)態(tài)容量可靠性定義，為事故影響下的網(wǎng)絡(luò)性能描述提供了理論支撐。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)部分：
　　(1)總結(jié)了三類動(dòng)態(tài)流量加載模型--速度-密度流量加載模型，元胞傳輸模型及路段傳輸模型。速度-密度模型以速度和密度之間的函數(shù)關(guān)系為基礎(chǔ)，后兩個(gè)模型以流量和密度之間的函數(shù)關(guān)系為基礎(chǔ)。三個(gè)模型均包括路段模型和節(jié)點(diǎn)

4、模型兩部分。比較了三類模型的優(yōu)缺點(diǎn)：速度一密度模型假設(shè)流量在路段上均勻分布操作簡(jiǎn)單但是誤差較大。元胞傳輸模型計(jì)算每個(gè)元胞的駛?cè)腭偝隽髁?，?jì)算量大，路段傳輸模型則需要更多的存儲(chǔ)空間。
　　(2)改進(jìn)了事故影響下的動(dòng)態(tài)流量加載模型，基于Logit選擇原則描述出發(fā)時(shí)刻的路徑選擇概率，建立了事故影響下的擬動(dòng)態(tài)模型。在速度-密度模型中，利用分流合流模型及速度-密度函數(shù)，分別建立路段容納車輛數(shù)和非事故路段走行時(shí)間模型，通過分析事故路段交通流的

5、演化過程，利用交通波理論估計(jì)排隊(duì)長(zhǎng)，建立事故路段走行時(shí)間模型。
　　給出了可變?cè)麄鬏斈Ｐ秃吐范蝹鬏斈Ｐ椭新范巫咝袝r(shí)間及路段流量密度的計(jì)算方法。分析了交通事故影響下路網(wǎng)中走行時(shí)間與用戶擇路概率的相互作用及其演變規(guī)律，結(jié)果表明：事故持續(xù)期到排隊(duì)完全消散期內(nèi)，路徑走行時(shí)間和路徑選擇概率呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)并持續(xù)震蕩的狀態(tài)；事故持續(xù)期和事故清除后，事故路段上的排隊(duì)位置發(fā)生轉(zhuǎn)移。
　　(3)為分析事故影響下出行者在途路徑選擇行為，引入混合L

6、ogit模型描述出行者在節(jié)點(diǎn)處的路徑轉(zhuǎn)變概率。采用Logit模型描述出發(fā)時(shí)刻的路徑選擇概率，結(jié)合路段傳輸模型加載流量，得到影響路徑轉(zhuǎn)變概率的影響因素值，改進(jìn)了路段傳輸模型節(jié)點(diǎn)模型中選擇概率的計(jì)算，分析了考慮在途路徑選擇情況下路徑選擇概率和路徑走行時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明：事故持續(xù)期間，路徑上的選擇概率及走行時(shí)間均呈現(xiàn)震蕩狀態(tài)，與只考慮出發(fā)時(shí)刻路徑選擇的區(qū)別在于，路徑選擇概率及路徑走行時(shí)間的震幅相對(duì)較小，表明了出行者對(duì)出發(fā)前選擇路徑的依賴

7、性。
　　(4)為計(jì)算事故持續(xù)期內(nèi)路網(wǎng)可靠性，定義了動(dòng)態(tài)行程時(shí)間可靠性，將交通事故持續(xù)時(shí)間離散化，建立以路段傳輸模型和Logit路徑選擇模型為基礎(chǔ)的擬動(dòng)態(tài)模型，得到時(shí)段內(nèi)到達(dá)車輛數(shù)及其走行時(shí)間，計(jì)算車輛平均走行時(shí)間；將事故持續(xù)時(shí)間，事故嚴(yán)重程度及事故發(fā)生位置看作隨機(jī)變量，基于蒙特卡洛技術(shù)計(jì)算路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性。結(jié)果表明：出行需求越大，可靠度越低；時(shí)間閾值越大，可靠度越高；持續(xù)時(shí)間均值越大，可靠度越低；可靠度隨著持續(xù)時(shí)間方差的變化則

8、根據(jù)不同時(shí)間閾值的大小有遞減和遞增兩種趨勢(shì)。事故越嚴(yán)重，可靠性越低，可靠性值隨著事故發(fā)生位置的改變而改變。
　　(5)為計(jì)算事故影響期內(nèi)路網(wǎng)可靠性，定義了動(dòng)態(tài)容量可靠性，將交通事故影響時(shí)間離散化，建立了以路段傳輸模型和Logit路徑選擇模型為基礎(chǔ)的擬動(dòng)態(tài)模型，得到各時(shí)段內(nèi)允許駛?cè)肼肪W(wǎng)的總車輛數(shù)作為路網(wǎng)容量指標(biāo)；將事故持續(xù)時(shí)間，事故嚴(yán)重程度及事故發(fā)生位置看作隨機(jī)變量，基于概率解析法計(jì)算路網(wǎng)容量可靠性。結(jié)果表明：容量需求閾值越大，容量