公交服务和私家车限行对交通网络稳态和动态特性的影响

发布时间：2017-05-19 21:19

  本文关键词：公交服务和私家车限行对交通网络稳态和动态特性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的快速发展,我国人口和汽车保有量逐年增加,导致我国大部分城市出现交通需求大于系统能力现象。为了解决这一问题,大量学者提出拥挤收费、停车收费、交通配给系统、私家车限行等政策。其中,私家车限行政策能够通过一定的强制手段较为迅速地降低交通需求,达到缓解城市交通拥堵的目的。短期实行私家车限行政策,能够迅速降低交通需求,给交通网络带来益处；然而长期实行私家车限行政策,虽然使车辆的增长速度延缓,但是并没有从根本上解决交通和环境问题,甚至导致交通更加拥挤、污染问题更突出。与私家车相比,公交车具有运量大、安全性高、出行费用较低、能耗低、污染小、更节能环保等优点。因此,本文主要研究在实行短期私家车限行政策期间,如何改善公交服务水平,进而消除长期实施私家车限行政策带来的负面影响,即：考虑改善公交和私家车限行的动态配流模型及系统特性分析、考虑公交信号优先和私家车限行政策的动态配流模型及系统特性分析。主要内容如下：首先考虑公交服务改善和私家车限行政策对交通网络状态的影响,建立了period-to-period动态配流模型。交通网络动态演化分为方式选择和路径选择两个过程。根据实际中出行者的出行行为可能存在的几种情况,将交通网络动态演化过程分成了三种情形,即情形Ⅰ：无公交情形；情形Ⅱ：存在公交车,出行者每天实时更新方式选择和路径选择；情形Ⅲ：存在公交车,当路径选择更新m个周期后,方式选择才更新。根据非线性理论的相关知识,分析了在三种情形下,公交车平均发车频率、限行比例对系统平衡态的稳定性和网络动态特性的影响。通过分析发现：开通公交车有利于增加系统平衡态的稳定域。增加限行比例,能够使系统平衡态的稳定域变大,且减少系统费用,具有正面影响；然而随着限行比例的增加,被强迫选择公交出行方式的出行者增多,导致公交车拥挤性、出行费用增加,降低了公交车的服务水平,使非限行日私家车出行者不会主动选择公交方式出行,具有一定的负面影响。此时,加大公交车发车频率,能够在一定程度上减小公交车的出行费用,提高公交车的服务水平,进而吸引更多的出行者在非限行日主动选择公交方式出行,在一定程度上消除限行带来的负面影响；因此,可以通过在限行日提高发车频率来协调城市交通管理。其次,考虑了公交信号优先和私家车限行政策对网络状态的影响。我们分析了在红灯截断和绿灯延时策略下,公交车和私家车在信号优先路口的延误差异,并构建了在绿灯延时和红灯截断策略下,公交车和私家车在含信号优先路口的路阻函数模型。在该模型的基础上,我们建立了考虑公交信号优先和限行政策的动态配流模型；分析了当系统达到平衡态时,不同的公交信号优先策略、红灯截断和绿灯延时最大扩展时长、公交车平均发车频率以及限行比例对网络特性的影响。与不采用公交信号优先的网络进行对比分析,分析结果表明：信号优先策略下绿灯最大扩展时长和公交车平均发车频率的增加,都能促使系统逐渐从不平衡状态过渡到平衡状态。当系统达到平衡状态后,可以通过提高公交车发车频率吸引更多出行者主动选择公交方式出行,且绿灯延时策略下收到的效益优于红灯截断策略下的效益,更优于不采用公交信号优先策略下的效益。在红灯截断和绿灯延时策略下,增加最大扩展时长,使优先方向的车流量增加,非优先方向的车流量减少,但是非优先方向流量减小幅度大于优先方向增加幅度,所以路网总流量降低；随着最大扩展时长的增加,公交车和私家车的出行费用增加,但是因为路网总流量降低,所以系统费用减少；同时私家车出行费用增加幅度比公交车出行费用增加幅度大,进而突出公交车的优势,吸引出行者主动选择公交方式出行,对整个路网具有一定的正面影响。
【关键词】：私家车限行政策 公交信号优先 红灯截断 绿灯延时 公交服务水平 动态配流模型
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 1 绪论12-20
• 1.1 论文研究背景及意义12-13
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 研究现状13-17
• 1.2.1 私家车限行政策研究现状13-15
• 1.2.2 公交优先政策研究现状15-17
• 1.3 论文的主要内容及技术方法17-19
• 1.4 本章小结19-20
• 2 改善公交和私家车限行对交通网络稳态和动态特性的影响20-48
• 2.1 引言20-21
• 2.2 考虑改善公交和私家车限行的交通网络动态演化框架及模型21-32
• 2.2.1 符号定义22-24
• 2.2.2 交通网络动态演化过程24-27
• 2.2.3 period-to-period动态交通配流模型27-32
• 2.3 动态网络的平衡状态及其稳定性分析32-36
• 2.3.1 不动点和系统平衡态的关系32-33
• 2.3.2 线性稳定性分析33-36
• 2.4 实例分析36-46
• 2.4.1 网络基本情况36-37
• 2.4.2 基本参数37-38
• 2.4.3 系统的稳态及动态特性分析38-46
• 2.5 本章小结46-48
• 3 公交信号优先和私家车限行对交通网络动态特性的影响48-84
• 3.1 引言48-49
• 3.2 无公交优先条件下私家车在路口均匀延误49-51
• 3.3 红灯截断和绿灯延时情形下私家车在路口延误变化情况51-56
• 3.3.1 红灯截断情形下优先相位私家车的路口延误变化情况51-52
• 3.3.2 红灯截断情形下非优先相位私家车的路口延误变化52-53
• 3.3.3 绿灯延时情形下优先相位私家车的路口延误变化53-55
• 3.3.4 绿灯延时情形下非优先相位私家车的路口延误变化55-56
• 3.4 公交优先条件下私家车和公交车的路口平均延误变化56-63
• 3.4.1 私家车路口平均延误变化57-62
• 3.4.2 公交车路口平均延误变化62-63
• 3.5 含路口优先的路阻函数63-66
• 3.5.1 无优先路口的路阻函数64
• 3.5.2 红灯截断情形下,优先路口的路阻函数64-65
• 3.5.3 绿灯延时情形下,优先路口的路阻函数65-66
• 3.6 考虑公交信号优先及私家车限行的交通网络动态演化框架及模型66-70
• 3.6.1 符号说明66-67
• 3.6.2 交通网络动态演化过程流程图67-69
• 3.6.3 考虑公交信号优先及私家车限行影响的period-to-period动态交通配流模型69-70
• 3.7 实例及仿真分析70-82
• 3.7.1 网络基本情况70-71
• 3.7.2 基本参数71-73
• 3.7.3 系统动态特性分析73-82
• 3.8 本章小结82-84
• 4 结论与展望84-86
• 4.1 结论84-85
• 4.2 不足和展望85-86
• 参考文献86-90
• 附录A90-92
• 附录B92-94
• 附录C94-96
• 附录D96-98
• 附录E98-100
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果100-104
• 学位论文数据集104

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  本文关键词：公交服务和私家车限行对交通网络稳态和动态特性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

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