城市道路交通网络关键节点和路段辨识方法研究

发布时间：2019-07-20 10:17

【摘要】：城市道路交通网络是一个由很多节点和路段纵横交错而成的复杂网络。其中某些节点和路段极易受到自然灾害、恶劣天气、交通事故等事件的破坏，破坏后会造成道路网内大面积的交通拥堵甚至全面瘫痪，从而丧失了道路网的交通功能，造成了巨大的经济损失。辨识出城市道路交通网络中的关键节点和路段，以其为核心进行区域交通控制和管理，以及拥堵预警，对于预防、控制交通拥挤的扩散起着至关重要的作用；在路网应急管理中，以其为核心进行预防、准备、响应和救援，将对应急管理工作起到事半功倍的效果。因此，辨识城市道路交通网络中的关键节点和路段是当前城市交通控制和应急管理的重要技术问题之一。目前国内外研究者对城市道路交通网络关键节点和路段的辨识方法研究已取得了很多成果，但仍存在很多不足。其中最主要的问题就是研究者多数仅考虑道路交通网络拓扑结构特征，而未考虑交通流运行状态对辨识关键节点和路段的影响。基于以上分析，本文重点研究城市道路交通网络中的关键节点和路段的辨识方法。主要研究内容包括以下几部分：首先，提出了关键节点的定义及分类，综合考虑城市道路网络的拓扑结构特征和交通流特性，以复杂网络相关理论为基础，，定义了基于行程时间的介数和平均路径长度变化率两个参数，与节点度、排队长度、饱和度和延误共同构成了城市道路交通网络评价指标体系；设计了基于灰色加权关联分析的城市道路交通网络关键节点辨识方法。其次，提出了关键路段的定义及分类，根据关键路段的内涵，从路段失效概率和路段失效后的影响程度两个方面，分别建立了路段失效概率计算模型和路段失效影响辨识方法，将路段失效概率与失效后果的乘积作为辨别关键路段的计算模型。最后，以由长春市亚泰大街、解放大路、民康路和三道街包围的道路交通网络进行了实例分析，结果表明本文提出的方法可行、有效。
【图文】：
图2.1层次分析模型

表 2.1 1~9 标度法标度含义1 两个指标相比同样重要3 两个指标相比时，一个指标比另一个指标稍微重要5 两个指标相比时，一个指标比另一个指标明显重要7 两个指标相比时，一个指标比另一个指标强烈重要9 两个指标相比时，一个指标比另一个指标极端重要2，4,6,8 两相邻判断的中值倒数另一个指标比一个指标的重要程度3）利用比较判断矩阵计算出指标层的不同指标相对目标层的权重致性；此步骤计算得出各指标的权值见表 2.2。
关键路段概念示意图

图 3.1 关键路段与脆弱性的关系图道路交通网络中关键路段，目前还没有一个统一规范的概对关键路段以及脆弱性内涵的分析，从脆弱性的角度定义路段。关键路段是指在城市道路交通网络中，受随机事件影响失范围大，使路网失去部分或全部连通能力从而导致道路网的路段。关键路段被破坏后，可能会使路网的局部连通性服务水平的下降，在非常严重的情况下，路段的破坏会导变化，进而导致路网结构与功能整体失效。概念的示意图如图 3.2 所示。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491

【参考文献】