【摘要】：交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是為解決城市交通擁堵問題,通過新建或者擴(kuò)建道路的方式增加路網(wǎng)通行能力的交通規(guī)劃方案。傳統(tǒng)的交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型多以交通系統(tǒng)阻抗、投資費(fèi)用之和為優(yōu)化目標(biāo),而忽視了尾氣排放悖論以及OD需求的不確定性,這給未來的交通網(wǎng)絡(luò)帶來了嚴(yán)重的隱患。本文在傳統(tǒng)交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,將環(huán)境保護(hù)、OD需求的不確定性考慮進(jìn)來,以提高交通規(guī)劃方案的綜合效益。本文首先量化分析了機(jī)動(dòng)車尾氣污染,根據(jù)本文研究內(nèi)容確定了機(jī)動(dòng)車尾氣排放預(yù)測模型。然后分析了OD需求的不確定性,通過對比不確定問題的優(yōu)化方法,決定以隨機(jī)規(guī)劃理論中的均值模型為本文的模型框架。在以上分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了環(huán)境友好條件下的隨機(jī)OD離散交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)雙層規(guī)劃模型,上層模型目標(biāo)是交通系統(tǒng)總阻抗、投資費(fèi)用、系統(tǒng)CO排放量加權(quán)之和的期望,約束條件是土地資源利用以及聲環(huán)境;下層模型是UE均衡分配模型。針對本文構(gòu)建雙層規(guī)劃模型的特點(diǎn),采用以蒙特卡洛模擬和遺傳算法相結(jié)合算法,實(shí)現(xiàn)了對模型的有效求解。求解算法中有多重循環(huán),為提高計(jì)算效率,通過均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn),選出一種能加快遺傳算法有效收斂的參數(shù)組合方案。最后,通過經(jīng)典算例檢驗(yàn)了本文提出的模型及算法。借鑒線性方程中求解斜率的思想,計(jì)算出了三個(gè)目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。在此基礎(chǔ)上,將本文構(gòu)建的模型與傳統(tǒng)的交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行對比分析。數(shù)據(jù)顯示,本文構(gòu)建的模型不但能大幅度的降低系統(tǒng)阻抗,而且能有效的改善交通環(huán)境。
【圖文】：

圖 3.2 CO 排放率、行駛時(shí)間與速度的關(guān)系從總體趨勢上分析，CO 排放因子與行駛時(shí)間呈正相關(guān)，行駛時(shí)間少表明道路暢通，車輛自由行駛，燃料燃燒充分，CO 排放少；行駛時(shí)間長表明道路堵塞，車輛低速行駛，燃料燃燒不充分，CO 排放多。當(dāng)速度介于 40km/h 至 50km/h 時(shí)，CO 排放率與行駛時(shí)間呈反相關(guān)，隨著行駛時(shí)間的減少，CO 排放率不但沒有減少，反而增加。當(dāng)速度大于70km/h 時(shí)，隨著速度的變化，CO 排放因子與、行駛時(shí)間均趨于穩(wěn)定。從以上分析可以看出，在進(jìn)行城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量避免規(guī)劃后路段速度為 40km/h 至 50km/h 的情況，因?yàn)樵谶@個(gè)速度區(qū)間，路段內(nèi)的污染物反而增加；當(dāng)資金有限時(shí)，不提倡規(guī)劃后的路段速度能達(dá)到 70km/h 以上，，因?yàn)樵谶@個(gè)速度區(qū)間，資金投入產(chǎn)出比較低。2.3 OD 需求不確定的分析

圖 5.1 Nguyue-Dupuis 網(wǎng)絡(luò)采用 Nguyue-Dupuis 網(wǎng)絡(luò)測試本文提出的環(huán)境友好條件下的隨機(jī) OD 離散型交通設(shè)計(jì)模型。如圖所示，該網(wǎng)絡(luò)有 13 個(gè)節(jié)點(diǎn)，路段 1—19（實(shí)線）為擬擴(kuò)建路段，路-25（虛線）為擬新建路段（具體路段是屬性如表所示）[58][59]。假定本網(wǎng)絡(luò)四組 OD服從均勻分布，具體如下表：表 5.1 OD 需求表OD 對 起點(diǎn) 終點(diǎn) 均勻分布（車/小時(shí)）1 1 2 [300,400]2 1 3 [350,450]3 4 2 [320,380]4 4 3 [450,550]
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U491.13

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本文編號：2587413