城市交通復雜網絡擁堵機理及消散控制策略研究.pdf

1、我國城市交通擁堵問題是影響人們出行順暢的主要因素，城市交通擁堵主要是因為現階段我國的經濟快速發(fā)展，全國各大城市以及地方城市逐漸擴大規(guī)模，與此同時汽車保有量逐年上升。道路出現堵塞帶來的一系列交通問題、出行者出行時間延誤問題、經濟損失問題、環(huán)境污染問題等給人們的日常生活造成很大影響。為此，只有對道路交通擁堵的產生機理、傳播特征進行詳細深入的研究，才能制定出科學的方案來滿足出行者的出行需求。由此可見研究城市交通擁堵問題對城市發(fā)展以及社會前進有

2、重要意義。
　　當前國內外諸多學者和學術界對城市交通擁堵這個熱點問題進行關注和研究，本文是在借鑒和吸收國內外學術研究成果的基礎上，以元胞自動機理論、復雜網絡理論以及交通流理論為指導，以Matlab計算機平臺為主要仿真方法，對經典NaSch模型和BML模型以及改進的NaSch和BML耦合模型進行了探討、通過分別模擬交通事故點的時空分布與路網相繼故障問題對城市交通網絡的影響，分析并得到了重要結論。論文的主要研究內容如下：
　　首

3、先介紹了元胞自動機理論在交通中的應用，在分析了城市交通系統(tǒng)復雜性與復雜網絡之間關系的基礎上，闡明了城市交通擁堵問題的實質就是復雜網絡中級聯失效問題，并在下文中從兩個不同的學術方面對交通擁堵問題進行詳細闡述；同時對交通流理論中的重要指標進行了介紹，為下文城市交通復雜網絡擁堵特性及控制方法的研究提供了新的思路和方向。
　　其次借用Nagatani的建模思想，建立NaSch和BML耦合模型的擴展模型(ChSch模型)，給出改進的NaSc

4、h和BML耦合模型建立的初始條件，交通事故的定義和事故點空間分布的定義，深入探討并研究了ChSch模型的全局集簇現象和路網中交通流發(fā)生相變的臨界密度，數值模擬了交通事故數量、交通事故時間分布、交通事故空間分布對于城市路網交通流的影響，最終得出了一些有意義的結論。
　　最后采用復雜網絡理論中的對偶法將傳統(tǒng)的城市道路交通網絡構造成為具有小世界特性的邏輯網絡圖，并構造出城市道路交通的復雜網絡。在分析該網絡模型并對比其它復雜網絡后，提出道

5、路交通復雜網絡具有時延性、恢復性等特性，運用復雜網絡相繼故障模型進行仿真模擬。模擬結果顯示，不同的時延、不同的事故消散因子以及不同的道路負荷能力可以合理的避免相繼故障的發(fā)生，并且能夠更好的解除相繼故障所產生的影響。對道路交通網絡的構建以及對道路網絡相繼故障的預防、解除具有一定的參考意義和理論指導價值。
　　針對第3章和第4章研究的結論，論文最后給出了一些治理擁堵的策略，分別從擁堵的預防和疏導兩個方面進行了詳細的探討，這為交通管理者