隨著我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展,機動化水平日益提高,隨之而來的城市交通擁堵問題也日益嚴重。交通擁堵產(chǎn)生的本源可以歸結(jié)于城市交通供給與需求的不平衡。緩解交通擁堵的最有效方法之一是通過交通供給的優(yōu)化來縮小交通供需間的不平衡。交通供給優(yōu)化的核心,又在于實現(xiàn)城市多方式交通需求與多方式交通供給之間的平衡匹配。多方式交通供給,是指包括私人小汽車、公共交通、步行、自行車等一系列交通方式在內(nèi)的綜合交通系統(tǒng)供給。城市多方式交通供給的目標是形成一個分工明確的級配良好的網(wǎng)絡,以期引導多方式交通需求也向該級配方向去發(fā)展,最終實現(xiàn)城市多方式交通供給與需求的平衡。然而,我國大部分城市的多方式交通網(wǎng)絡級配并不理想。一方面,已有政策過度關注私人小汽車與公共交通之間的博弈,而忽略了其他交通方式的重要作用。已有的公交優(yōu)先、小汽車擁堵收費等一系列舉措,都只著眼于一、兩種交通方式,以期實現(xiàn)整個城市交通系統(tǒng)的優(yōu)化,這必然難以實現(xiàn)。共享單車的突然崛起與迅速發(fā)展恰好印證了這一問題。另一方面,當前交通領域正值智能化、網(wǎng)聯(lián)化迅猛發(fā)展階段,自動駕駛汽車(Automated vehicle,AV)、智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車(Connected and automated vehicle,CAV)等新型車輛技術正得到社會各界的廣泛關注。這些新型車輛由于獨特的性能,由其帶來的路段通行能力的變化、交通出行方式的轉(zhuǎn)變將會對已有城市多方式交通出行產(chǎn)生顛覆性影響。因此,考慮智能化、網(wǎng)聯(lián)化交通方式的新型城市多方式交通網(wǎng)絡系統(tǒng)在未來解決交通供需平衡、緩解交通擁堵方面將發(fā)揮重要作用。為此,本文依托國家自然科學基金重點項目《現(xiàn)代城市多模式公共交通系統(tǒng)基礎理論與效能提升關鍵技術》(51338003)和《基于廣義交通樞紐的城市多模式交通網(wǎng)絡協(xié)同規(guī)劃理論與方法》(51638004),開展“城市多方式交通網(wǎng)絡客流分配問題”的相關研究,在分析城市多方式交通網(wǎng)絡客流分配基本方法的基礎上,分別從融合共享單車、自動駕駛汽車、智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境、以及智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車專用車道四個方面對新型多方式交通網(wǎng)絡分配問題進行深入研究。首先,梳理了城市多方式交通網(wǎng)絡客流分配的理論基礎,為后續(xù)章節(jié)的研究提供依據(jù)。主要考慮了小汽車和公共交通在內(nèi)的多種交通方式,闡述了基于用戶均衡(UE)的小汽車客流分配模型與基于最優(yōu)策略的公交客流分配模型,同時,提出了Logit-based的多方式交通網(wǎng)絡客流分配模型,最后,基于Nine-Node網(wǎng)絡和Sioux-Falls網(wǎng)絡分配進行了算例分析,驗證了所提基礎模型的可行性。第二,考慮了包含機動化和非機動化在內(nèi)的多種出行方式的交通網(wǎng)絡,首先研究了組合出行下的多方式交通網(wǎng)絡分配模型,分析了非機動化交通方式對多方式交通網(wǎng)絡客流分配的影響,其次考慮了不同用戶類型擁有不同交通方式選擇的影響,建立了多用戶類型下的包含組合出行的多方式交通網(wǎng)絡分配模型,再次基于多用戶類型和組合出行模型,研究了考慮共享單車的多方式交通網(wǎng)絡分配問題,最后基于Nine-Node網(wǎng)絡和SiouxFalls網(wǎng)絡分配進行了算例分析,并分析了共享單車的票價等相關因素的影響。第三,分析了自動駕駛汽車對多方式交通網(wǎng)絡的影響。自動駕駛汽車通過自動化檢測與控制手段,將減輕人工駕駛負擔,提高了駕駛安全性,并進一步提升交通流整體的運行效率,對傳統(tǒng)的交通出行具有重要影響。首先研究了考慮自動駕駛汽車在內(nèi)的混合交通流下道路通行能力的改變,其次基于該道路通行能力建立了多方式交通網(wǎng)絡分配模型,并提出了針對該混合交通流下網(wǎng)絡分配模型的求解算法,再次提出了考慮自動駕駛汽車的網(wǎng)絡收費模型及求解算法,最后基于Nine-Node網(wǎng)絡和Sioux-Falls網(wǎng)絡分配進行了算例分析,驗證了模型和算法的可行性。第四,分析了考慮智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下的多方式交通網(wǎng)絡,包括人工駕駛汽車與智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車,其中智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車分為車車網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車和車路網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車。首先分析了智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下的路段通行能力的改變,基于此提出了采用布設路側(cè)單元改善通行能力的策略,其次,研究了智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下的最優(yōu)路側(cè)單元布設模型,用于改善智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下的混合交通流運行,再次,提出了智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下最優(yōu)路側(cè)單元布設問題的求解算法,最后,基于Toy網(wǎng)絡、Nine-Node網(wǎng)絡和South-Florida網(wǎng)絡分配進行了算例分析,驗證了模型和算法的可行性。最后,分析了考慮CAV專用車道的多方式交通網(wǎng)絡問題,該交通網(wǎng)絡由CAV和人工駕駛汽車兩種車輛組成。首先分析了CAV專用車道帶來的路段通行能力的改變,基于此建立了考慮CAV專用車道的多方式交通網(wǎng)絡布設模型,并提出了相應的求解算法;其次,提出了考慮CAV專用車道與路側(cè)單元混合布設的問題,該模型融合了兩種改善混行交通流的方法,并提出了相應的求解算法,最后,基于Nine-Node網(wǎng)絡分配進行了算例分析,驗證了考慮CAV車道布設及混合布設的有效性。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U12
【部分圖文】：

圖 3-2 共享單車圖 3-3 共享單車對出行的改變[131]同時兼有共享經(jīng)濟和自行車兩種屬性。共享性保障了單車使擁有自行車的條件下可以隨時隨地地使用共享單車進行出行

48圖 3-3 共享單車對出行的改變[131]單車同時兼有共享經(jīng)濟和自行車兩種屬性。共享性保障了單車使用的在不擁有自行車的條件下可以隨時隨地地使用共享單車進行出行。同有自行車的屬性，主要表現(xiàn)在承擔短距離出行和長距離換乘的功能武漢市和長沙市為例，共享單車的平均單次騎行距離分別為 1.69 公 公里以內(nèi)的騎行比例占到了 86%左右，平均單次的騎行時間也僅為鐘，20 分鐘以內(nèi)完成騎行的比例分別達到 83%和 89%。因此，共享享便捷屬性的承擔短距離出行功能的出行方式。

第三章 考慮共享單車的多方式交通網(wǎng)絡研究常有限的短距離出行者會轉(zhuǎn)用共享單車或共享單車+公交的方式，絕大部分小汽車用戶還是選擇小汽車完成長距離出行。值得一提的是，由于共享單車帶來的便捷性，許多原本采用步行的出行者轉(zhuǎn)用共享單車，但這一轉(zhuǎn)換受共享單車使用費用的影響。此外，對比有無共享單車的情況下，整個多方式網(wǎng)絡總出行時間由 5139.07 下降到 4195.49，總出行時耗下降了 18.36%，效果非常顯著。（3）共享單車票價敏感性分析本文對共享單車票價進行了敏感性分析，其費用分別設置為從占出行時間的 1%、5%、10%、15%以及 20%。基于 MMUE-NLP 和 MMBUE-NLP 進行對比分析，結(jié)果如圖3-7 所示。

本文編號：2879611