基于宏观基本图的路网控制子区划分方法研究

摘要

随着机动车的快速增长，交通拥堵已经不仅仅局限于路网中的部分道路，而是从点到面逐步演变为区域性的交通问题。已有的理论已经证明分区边界控制是解决大范围交通拥堵的有效途径。而作为分区控制的重要基础，科学合理的路网控制子区划分方法的建立显得尤为重要。
　　依托国家自然科学基金项目“基于时空检测的拥堵交通网络本征提取及快速疏散算法研究(No.61304195)”，通过仿真分析影响宏观基本图(简称MFD)分布的因素及其规律，建立了基于MFD的路网控制子区划分体系，最后基于实际路网进行了验证分析。本文研究工作主要包括以下几个方面:
　　(1)基于matlab和vissim软件建立了大型仿真路网，通过单变量仿真实验，确定了路网MFD存在的必要条件及影响其曲线形态的各个因素，确定了各因素对MFD曲线分布影响的主次关系，为划分方法的建立奠定了基础。
　　(2)基于各个影响因素制定了一套层层递进的控制子区划分体系。首先，以控制子区内部车流密度相似性最大、子区间相似性最小为目标制订了划分结果判别标准;其次，基于最小生成树理论建立了路网初始划分方法;再次，基于Ncut理论建立了路网深度划分方法，包括正向分割与反向合并两个过程;最后，阐述了基于交通管理需求的后续子区动态合并方法。
　　(3)以合肥市二环路以内真实路网为研究对象，根据检测数据，通过仿真对本文划分体系与其他学者提出的划分方法进行了比较，判别结果表明本文所述子区划分方法在划分的合理性与准确性上，都明显优于已有划分方法。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 MFD研究现状

1．2．2 路网控制子区划分研究现状

1．3 研究内容

1．4 组织结构

第二章 MFD及其特性

2．1 MFD存在性

2．2 MFD特性及应用

2．3 MFD影响因素

2．4 本章小结

第三章 MFD影响因素仿真分析

3．1 影响因素的选取及仿真路网的建立

3．1．1 影响因素的选取

3．1．2 仿真路网的建立

3．2 路网交通参数对MFD影响的仿真分析

3．2．1 路网密度因素

3．2．2 路网流量因素

3．3 路网物理属性对MFD影响的仿真分析

3．3．1 路网形态因素

3．3．2 路网级配因素

3．4 路网运行机制对MFD影响的仿真分析

3．5 路网突发事件对MFD影响的仿真分析

3．6 各影响因素的综合分析

3．7 本章小结

第四章 路网控制子区划分方法

4．1 控制子区划分的建模思路与基本流程

4．1．1 图论的相关概念

4．1．2 路网建模及参数定义

4．1．3 路网控制子区划分的基本流程

4．2 控制子区最优划分的判别标准

4．2．1 判别标准

4．2．2 判别流程

4．3 基于最小生成树的控制子区初始划分

4．3．1 最小生成树

4．3．2 基于最小生成树的划分模型

4．3．3 边的权值计算

4．3．4 初始划分示例

4．4 基于归一化分割的控制子区深度划分

4．4．1 最小分割准则

4．4．2 归一化分割准则

4．4．3 基于归一化割的划分模型

4．4．4 反向合并方法及其过程

4．4．5 深度划分案例

4．5 基于管理需求的路网子区动态合并

4．6 本章小结

第五章 MFD控制子区划分实例分析

5．1 控制子区划分实验方案设计

5．2 控制子区划分实验结果

5．2．1 归一化分割划分结果

5．2．1 本文方法划分结果

5．3 控制子区划分实验结果分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况