發(fā)布時間：2020-06-08 05:07

【摘要】：隨著我國城市化進程的快速推進和機動車保有量的迅速增加,現(xiàn)如今我國絕大多數(shù)城市都面臨著交通擁堵、環(huán)境污染、噪聲污染等問題。面對這些問題,一方面,一個結(jié)構(gòu)合理、布局恰當(dāng)、容量足夠的道路網(wǎng)絡(luò)已成為城市交通系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)條件;另一方面,發(fā)展基于道路網(wǎng)絡(luò)的公共交通是解決城市交通問題的最有效方法,而發(fā)展公共交通事業(yè)最基礎(chǔ)的步驟就是對于公交網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。本文的研究對象就是基于上述兩個出發(fā)點,即城市路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的演化特性、建模以及公交線網(wǎng)的設(shè)計。第一部分,本文基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以及圖論理論,對城市路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演化特性及模型構(gòu)建的相關(guān)問題進行了具體研究。首先以原始法將城市路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象為網(wǎng)絡(luò),運用城市路網(wǎng)幾何特性和復(fù)雜特性的方法對城市路網(wǎng)進行量化;其次對城市路網(wǎng)演化系統(tǒng)的要素成分進行分析。結(jié)合城市路網(wǎng)的演化要素和演化過程提出了城市路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演化的兩種重要效益:自組織效益和規(guī)劃效益;最后,基于現(xiàn)有的模型研究成果及RNG鄰近圖生成方法的啟發(fā),本文定量地證明了城市路網(wǎng)的生長受兩個基本連續(xù)過程的控制:擴張和加密。為了再現(xiàn)這兩個過程,我們提出了一個模型,通過考慮相對鄰居偏好和角度約束,生成節(jié)點和道路路段。并且對該模型的節(jié)點度分布、介數(shù)、網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)效率、形狀因子等參數(shù)進行仿真與驗證。該模型的宏觀和微觀指標(biāo)的統(tǒng)計特性與觀察到的經(jīng)驗?zāi)Ｊ骄哂泻芎玫囊恢滦�。此�?該模型成功地再現(xiàn)了道路網(wǎng)模式的巨大多樣性,模型的性質(zhì)與實證結(jié)果的相似性表明,城市路網(wǎng)空間增長中確實存在著自組織行為和規(guī)劃行為的混合機制�；谀Ｐ图捌鋽U展,可用于評估道路網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性和行駛效率,預(yù)測道路網(wǎng)絡(luò)擴展并指導(dǎo)城市道路規(guī)劃和修改。第二部分,基于蜂群算法的公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。提出基于蜂群算法的公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計模型,模型以乘客出行總時間與線網(wǎng)流量的方差為總費用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù),以公交線路的最小最大站點數(shù)為約束條件。為了使整個公交網(wǎng)絡(luò)流量趨于均衡,對傳統(tǒng)的貪婪算法生成初始解的算法進行了改進,通過循環(huán)迭代對初始解集進行改進,直至生成符合要求的公交網(wǎng)絡(luò)。最后利用的瑞士的Mandl標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)和第一部分模型生成的道路網(wǎng)進行驗證設(shè)計,證明了模型的有效性。
【圖文】：

（e）GG （f）DT圖 2.2 相同隨機點生成的 6 種鄰近圖Fig 2.2 Six proximity graphs generated on same random points可以看出，RNG 是介于 MST 和 DT 之間的一種鄰近圖，MST 是 RNG 的子圖 RNG 是 DT 的子圖，這表明根據(jù) RNG 構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)具有比 MST 更高的可達(dá)性是與 DT 相比可達(dá)性要低。.2 城市路網(wǎng)統(tǒng)計指標(biāo).2.1 基于路網(wǎng)幾何性的統(tǒng)計指標(biāo)本節(jié)將從路網(wǎng)幾何結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)去討論城市路網(wǎng)的統(tǒng)計指標(biāo)，旨在網(wǎng)絡(luò)上對城市路網(wǎng)提出一些評判標(biāo)準(zhǔn)，分析城市路網(wǎng)的幾何優(yōu)劣。城市路網(wǎng)的幾統(tǒng)計指標(biāo)主要如下：（1） 路網(wǎng)路段總長度路網(wǎng)路段總長度即網(wǎng)絡(luò)中所有路段的長度之和，用公式表示如下：nL l (2.3)

（a）最近鄰耦合網(wǎng)絡(luò) （b）全局耦合網(wǎng)絡(luò) （c）星型網(wǎng)絡(luò)圖 2.3 三種典型的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)Fig 2.3 Three kind of regular networkER 隨機網(wǎng)絡(luò)于現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜的生成機制和結(jié)構(gòu)特性，，實際上許多現(xiàn)實的網(wǎng)的，而表現(xiàn)出隨機性，隨機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。其中最典型的模型是 Er 在 1959 年建立的 ER 隨機網(wǎng)絡(luò)模型[54]。它的生成機制為：設(shè)定網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U491.17

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本文編號：2702586