山区小城市路网容量计算模型研究

发布时间：2020-04-22 14:24

【摘要】：近年来,机动车保有量逐年增加,交通拥堵现象逐渐从平原或沿海大中城市蔓延至山区小城市,其内在矛盾主要是交通供需的不平衡。在这样的背景下,探究山区小城市路网特性及其供给能力,可为解决该类城市交通问题提供依据。但目前,对于表征山区小城市路网交通需求处理能力的路网容量指标,尚待根据其道路交通特性,完善相应的计算方法。本文首先分析了路网的拓扑结构,探讨了路网容量的影响因素,阐述了路网自身属性、城市交通特性和交通管控对路网容量的影响机理;并从上述三方面着手,分析了山区小城市路网特征、交通出行特征和交通管理设施设置等道路交通特性,总结了山区小城市道路横断面组成相对不完善、非机动车出行比重大、交通需求分布相对固定以及居民平均出行时耗在30分钟以下等特性。其次,路网容量的取值受交通需求分布和交通分配的影响,路阻函数决定了城市交通分配进而影响路网容量。对此,根据道路横断面组成不完善和非机动车比重大等特性,对路阻函数传统BPR模型进行修正,构造了基于路段累计流量的机非混行道路行程时间修正模型。通过同类道路实测数据进行误差分析,结果表明:山区小城市干路行程时间估计中,修正BPR模型的误差均值为4.597%,传统BPR模型的误差均值为35.021%;支路行程时间估计中,修正BPR模型的误差均值为3.120%,传统BPR模型的误差均值为46.737%。修正BPR模型的估计效果明显优于传统BPR模型。最后,根据山区小城市道路交通特性,提出山区小城市的路网容量定义;在山区小城市路阻函数修正的基础上,以路段累计流量表达路段交通流在不同时间段内驶入和驶出的过程,构建了山区小城市的路网容量计算模型,其上层为路段通行能力约束下路网容量最大化模型,下层为考虑交通流流入流出过程的用户均衡分配模型,以增量分配法二次加载OD矩阵为基础,设计求解该模型的算法;通过福建省松溪县建成区路网现状需求分配,验证模型分配过程的准确性,得到大部分分配交通量误差在15%以下的较为满意的结果,并计算出建成区路网容量为4012pcu/30min,根据计算中识别的路网瓶颈路段,提出松溪县建成区路网改善建议。本文提出的路阻函数修正模型相较于传统模型,更贴合山区小城市的道路交通实际,在此基础上所构建的山区小城市路网容量计算模型和求解算法,充分考虑了山区小城市的道路交通特性及其对路网容量的影响,在该类城市的路网容量计算中更为实用。
【图文】：

路网,拓扑结构,线性网络,栅格

通常可将实际的路网实体表达为抽象的节点－弧的有向网络。用表示节点／到／逡逑的交通量，用Ｇ（Ｗ，￡）表征路网实体，其中Ｗ为节点集，Ｓ为弧集，将路网结构、逡逑交通量和交叉口间距等信息记录在路网的拓扑结构中，见图２－１。逡逑图２－１路网拓扑结构示例逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋Ｅｘａｍｐｌｅｓ邋ｏｆ邋ｒｏａｄ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｔｏｐｏｌｏｇｙ逡逑路网的拓扑结构大致可分为线性网络和栅格网络两类。线性网络起终点不唯逡逑一，但每一起终点间只有一条可选路径，每条路径的运行状态由调度控制，如快逡逑速路或铁路线等；栅格网络也不是单起终点的网络，，同时其每对起终点间可供选逡逑择的路径不唯一，交通出行者可以根据自身的实际需求选择行驶路径｜５４１。本文所逡逑９逡逑

小城市,交通量分布

会资源都集中在城市中心区，导致交通流分布较为集中且向周边扩散；在时间分逡逑布上，早、晚高峰期间，由城市中心区向外围扩散的交通流呈现短时的潮汐性，逡逑且存在比较明显的午高峰。部分山区小城市高峰期间交通量分布情况，见图２－３。逡逑ａ）政和县逦ｂ）松溪县逡逑图２－３部分山区小城市高峰期间交通量分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－３邋Ｔｒａｆｆｉｃ邋ｖｏｌｕｍｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｍａｌｌ邋ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ邋ｃｉｔｉｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｅａｋ逡逑由于山区小城市的机动车保有量水平相对较低且机、非出行高峰不重叠，其逡逑高峰期间路段饱和度多在０．６４以下，现状车流普遍处于畅通或拥挤状态，不易逡逑出现拥堵状态。部分山区小城市高峰期间路网饱和度情况，见图２－４。逡逑＾逦＾７＾邋ｌ■一／逡逑ａ）政和县逦ｂ）松溪县逡逑图２－４部分山区小城市高峰期间路网饱和度情况逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－４邋Ｒｏａｄ邋ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｓｍａｌｌ邋ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ邋ｃｉｔｉｅｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｐｅａｋ逡逑２．５交通管理设施逡逑山区小城市在交通管理设施建设方面普遍滞后，部分山区小城市的主要交通逡逑管理设施设置情况，见表２－６。逡逑１６逡逑
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491

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