面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法技术方案

本发明专利技术公开了面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法，该方法首先对土地开发调整策略、基础设施建设策略、交通管理与控制策略进行组合；然后对城市交通系统依次进行交通阻抗分析、交通需求分析、交通分配分析，得到城市交通系统路段流量；根据路段流量计算目标值，评定目标值是否满足预设条件；若满足预设条件，直接输出推荐的交通策略组合，否则，重新组合交通策略，继续进行交通运行分析并计算目标值，直至寻找到使目标值满足预设条件的交通策略组合。本发明专利技术在多种交通策略可选的前提下，能够为城市交通决策部门合理搭配交通策略提供参考信息，具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法


[0001]本专利技术涉及面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法，属于城市交通系统规划管理与仿真分析


技术介绍

[0002]近年来，随着我国城市化进程不断加快，城市人口密度日益增大，汽车保有量逐年增加。持续增长的交通需求为现状交通基础设施带来巨大挑战。因交通供需失衡导致的交通拥堵、交通混乱及能耗污染等城市交通问题日益凸显。根据中国城市规划设计研究院于2020年底发布的《全国主要城市通勤时耗监测报告》显示，在全国36个重点城市之中，超过1000万人正在承受60分钟以上的极端通勤之苦，占通勤人口的13％。由此可见，城市交通拥堵已经成为影响居民美好生活品质的突出问题，受到社会各界的广泛关注。
[0003]为有效解决交通拥堵问题，现状交通系统主要是从均衡交通需求分布、扩大交通供给规模以及规范交通运行组织三个方面提出相应的交通策略。由于交通需求很大程度上取决于土地利用类型与土地开发强度，因此土地开发调整被看作均衡交通需求分布的有效手段之一。此外，通过交通基础设施建设，如新建轨道交通线路、新建桥梁，以及交通管理与控制，如设置公交车专用道、设置交叉口渠化，能够有效提升交通系统的通行能力，进而减小交通系统供需差异，在实际应用中均取得不错的效果。
[0004]虽然目前存在多种交通策略可供选择，但现有研究大多关注于单一策略的方案设计及实施效果的仿真分析，对于多种交通策略的组合分析以及对比评选鲜有研究。在实际生活中，不同的交通策略往往各行其道，甚至相互掣肘，造成交通资源浪费、影响交通调控效果。因此，面向多种交通策略，需要通过城市交通系统仿真分析实现交通策略的组合与比选，能够为交通决策部门合理选择交通策略、推荐交通策略组合提供参考信息，进而有效减弱交通拥堵程度、改善城市交通系统环境。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法，对交通策略组合进行交通运行分析，通过目标值求解与可行性判断，推荐合理交通策略组合。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
[0007]面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1，构建针对城市交通系统的交通策略库，所述交通策略库包括土地开发调整策略库A、基础设施建设策略库B和交通管理与控制策略库C，且A中包含l个土地开发调整策略a
i
，B中包含m个基础设施建设策略b
j
，C中包含n个交通管理与控制策略c
k
，i＝1,
…
,l，j＝1,
…
,m，k＝1,
…
,n，l,m,n＞0；令n
S
＝1；
[0009]步骤2，从土地开发调整策略库A中选择n
A
个策略，从基础设施建设策略库B中选择n
B
个策略，从交通管理与控制策略库C中选择n
C
个策略，共同构成交通策略组合S，其包含的
策略数为n
S
；
[0010]n
S
、n
A
、n
B
、n
C
满足：
[0011][0012]n
S
＝n
A
+n
B
+n
C
＞0
[0013]步骤3，在进行交通策略组合的基础上，求解城市交通系统任意两个交通小区间的最短路距离及最短时耗；
[0014]步骤4，利用交通小区间的最短路距离及最短时耗，采用四阶段法得到交通系统的路段流量；
[0015]步骤5，以交通系统的路段流量为输入，计算路段平均饱和度ξ
l
与交叉口平均饱和度ξ
n
，通过引入路段平均饱和度权重系数ω
l
及交叉口平均饱和度权重系数ω
n
，计算策略数为n
S
时对应的各个交通策略组合的目标值Z；
[0016]步骤6，若存在目标值小于预设目标值Z0的交通策略组合，则将该交通策略组合定为推荐策略组合S
*
，进入步骤7，若不存在目标值小于预设目标值Z0的交通策略组合，则令n
S
＝n
S
+1，返回步骤2重新进行交通策略组合，直至寻找到满足条件的推荐策略组合S
*
；
[0017]步骤7，输出得到的推荐策略组合S
*
。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，步骤3所述求解城市交通系统任意两个交通小区间的最短路距离及最短时耗，所采用的算法为Dijkstra算法。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤4的具体过程如下：
[0020]采用四阶段法得到交通系统的路段流量，分为交通生成、交通分布、方式划分和交通分配四个步骤：
[0021](1)交通生成：采用增长系数法预测各交通小区的交通发生量与交通吸引量；
[0022](2)交通分布：在获取交通发生量和交通吸引量的基础上，根据交通小区之间的最短路距离采用双约束重力模型得到任意两个交通小区之间的交通量，即OD矩阵；
[0023](3)方式划分：采用多元Logit模型将OD矩阵按照交通方式拆分为步行OD矩阵、非机动车OD矩阵、机动车OD矩阵；
[0024](4)交通分配：采用多路径
‑
增量加载交通分配方法，将步行OD矩阵、非机动车OD矩阵、机动车OD矩阵根据交通小区间的最短时耗分配到交通网络，得到交通系统的路段流量。
[0025]作为本专利技术的一种优选方案，步骤5所述目标值Z的计算公式如下：
[0026]Z＝ω
l
·
ξ
l
+ω
n
·
ξ
n
,0≤ω
l
,ω
n
≤1。
[0027]作为本专利技术的一种优选方案，步骤6所述预设目标值Z0的计算公式如下：
[0028]Z0＝ω
l
·
ξ
l
'
,85
+ω
n
·
ξ
n
'
,85
,0≤ω
l
,ω
n
≤1
[0029]其中，ξ
l
'
,85
表示路段高峰小时饱和度的85％分位点，ξ
n
'
,85
表示交叉口高峰小时饱和度的85％分位点，路段平均饱和度权重系数ω
l
与交叉口平均饱和度权重系数ω
n
均取为0.50。
[0030]本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0031]1、本专利技术考虑多种交通策略，通过城市交通系统仿真分析方法，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向交通策略组合的城市交通系统仿真分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，构建针对城市交通系统的交通策略库，所述交通策略库包括土地开发调整策略库A、基础设施建设策略库B和交通管理与控制策略库C，且A中包含l个土地开发调整策略a
i
，B中包含m个基础设施建设策略b
j
，C中包含n个交通管理与控制策略c
k
，i＝1,
…
,l，j＝1,
…
,m，k＝1,
…
,n，l,m,n＞0；令n
S
＝1；步骤2，从土地开发调整策略库A中选择n
A
个策略，从基础设施建设策略库B中选择n
B
个策略，从交通管理与控制策略库C中选择n
C
个策略，共同构成交通策略组合S，其包含的策略数为n
S
；n
S
、n
A
、n
B
、n
C
满足：n
S
＝n
A
+n
B
+n
C
＞0步骤3，在进行交通策略组合的基础上，求解城市交通系统任意两个交通小区间的最短路距离及最短时耗；步骤4，利用交通小区间的最短路距离及最短时耗，采用四阶段法得到交通系统的路段流量；步骤5，以交通系统的路段流量为输入，计算路段平均饱和度ξ
l
与交叉口平均饱和度ξ
n
，通过引入路段平均饱和度权重系数ω
l
及交叉口平均饱和度权重系数ω
n
，计算策略数为n
S
时对应的各个交通策略组合的目标值Z；步骤6，若存在目标值小于预设目标值Z0的交通策略组合，则将该交通策略组合定为推荐策略组合S
*
，进入步骤7，若不存在目标值小于预设目标值Z0的交通策略组合，则令n
S
＝n
S
+1，返回步骤2重新进行交通策略组合，直至寻找到满足条件的推荐策略组合S
*
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，于维杰，华雪东，赵德，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：