论文部分内容阅读
现代交通经济发展迅速和汽车保有量与日俱增,致使交通网络堵塞的现象时有发生,给人们带来巨大时间和经济损失。国内外学者们对交通堵塞下的路径选择策略进行了大量研究,并取得了诸多成果,但相关研究大多假设交通堵塞发生在道路网络中单一的路段(边)或交叉口(节点)上。然而现实中并非仅发生单一的路段(边)或交叉口(节点)堵塞,也会出现堵塞程度更为严重的局部区域堵塞,即相关联的多个边或节点同时发生堵塞的交通状态,而其更难于疏导和应对。因此,以降低局部区域堵塞所造成的时间损失为目的,研究突发性局部区域堵塞下的实时路径选择策略,具有重要的理论意义和实际价值。针对现有研究的不足,本文将局部区域堵塞定义为片堵塞,并提出片堵塞对道路交通网络性能影响的度量指标——片堵塞因子的定义,进而分析指标的性质,设计其算法,并结合实例进行验证;在此基础上,运用在线问题与竞争策略的理论,研究出行中遭遇无法预知的突发性片堵塞的实时路径选择策略。旨在为出行者和交通管理者提供可供参考的路径选择策略和交通诱导依据。论文的主要工作和创新性成果如下:提出片堵塞对城市路网性能影响的度量指标并给出求解方法。通过分析城市道路交通网络的拓扑特性并结合局部区域堵塞的实际形成过程,给出片堵塞的定义及不同情形;进而从网络中发生片堵塞导致该节点到网络中其余节点的最小通行时间变化的角度,提出片堵塞对城市道路交通网络性能影响的度量指标——片堵塞因子;并通过分析网络中各节点的最短路径树间、片堵塞与网络中各节点及所有节点的最短路径树间的位置关系,得出片堵塞因子的性质;进而结合发生片堵塞时,部分节点的最短路径树未发生变化及部分节点的最短路径树仅部分发生变化的情形,设计片堵塞因子的算法,分析其时间复杂性;最后以中国一般自由式路网的典型城市——重庆市的局部路网为例验证指标和算法的有效性。建立突发性片堵塞下的实时路径选择在线模型,设计策略并分析策略的执行效果(竞争比)。在定义突发性片堵塞并分析影响突发性片堵塞下的实时路径选择策略关键因素的基础上,运用在线问题与竞争策略的理论,以最大限度地降低出行者的时间损失为目的,针对突发性片堵塞可恢复的情形,给出等待策略和贪婪策略两种实时路径选择策略,并分析了两种策略的竞争性能比,得到相应的竞争比为1+h·a和τh;针对突发性片堵塞不可恢复下情形,给出全绕行策略和迂回策略,得到策略的竞争比为βh和1+h·β*。研究结果表明:片堵塞可恢复下,等待策略和贪婪策略的竞争性能均与片堵塞发生的位置无关,而与片堵塞发生的数量有关,前者呈线性递增关系,后者呈几何级数递增关系;片堵塞不可恢复下,全绕行策略和迂回策略的竞争性能均与片堵塞的位置无关,与片堵塞的数量有关,前者呈几何级数递增关系,后者呈线性递增关系。