多模式交通下的城市公交专用道网络优化设计模型及算法

摘要

近期以来国内各大城市都在兴修公交专用道，希望将零散分布的专用道连接成网。但专用道的设置会加重非公交车辆的拥挤，因此不能在道路网络上任意设置公交专用道，必须从系统的整体来考虑专用道的网络建设。当前，对公交专用道的研究主要集中在路段设置形式，路段流量条件等微观道路方面。本文将从宏观城市道路网络的角度，以多模式交通流量分配模型为基础，对专用道网络的优化设计方法进行研究。具体工作内容如下：
　　 1、以多模式交通下路段阻抗函数为基础，结合专用道路段上公交车与私家车的流量特性，提出了基于公交专用道的路段阻抗函数。并对该阻抗函数进行了数值测试，发现私家车的行驶阻抗在设置专用道后有所上升，使得公交车的行驶阻抗相对下降。
　　 2、用基于公交专用道的路段阻抗函数，对含有专用道的城市交通网络进行配流。通过简单的数值模拟发现：在拥挤条件下，设置公交专用道可以提高出行者选择公交车的比例；而在非拥挤条件下，设置公交专用道对出行者的出行方式选择不能造成明显影响；另外，若公交专用道设置的合理，在拥挤条件下，不仅可以提高公交出行的比例，还可以降低系统的总体出行费用。
　　 3、把决策变量引入基于专用道的路段阻抗函数，构造专用道网络优化设计的双层规划模型。其中，上层目标函数为系统总阻抗最小；下层约束条件为含有专用道的多模式城市交通网络配流的变分不等式模型。上下层之间通过决策变量传递信息。并给出了穷举法与分枝定界法来求解该模型。穷举法可直接找到模型的全局最优解，但对于较大规模的网络，其求解需花费大量的运算时间；用分枝定界法所需时间较少，但找到的最优解为局部最优解，而且其最优解的性质由初始解决定。
　　 图15幅，表10个，参考文献68篇。