城市交通承載力動態演化及其改善策略研究

《城市交通承載力動態演化及其改善策略研究》是依託北京交通大學，由吳建軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：城市交通承載力動態演化及其改善策略研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳建軍
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

城市交通系統是一個開放的、複雜動態系統，其中對城市交通系統承載力的建模與分析一直是交通科學與工程界普遍關注和公認的難點和熱點問題之一，它對於城市規劃、交通管理和控制、城市系統功能最佳化具有明顯的意義。本項目以城市交通系統可持續發展為大背景，針對影響城市交通承載能力的關鍵因素，重點分析需求結構、網路拓撲及出行者選擇行為對大城市交通系統承載力的影響機理及互動關係。在此基礎上，針對城市交通系統的動態性，從流量演化和城市交通網路結構時空演化兩個角度，對城市交通承載力的動態演化與特徵進行分析，建立城市交通承載力與需求結構、網路拓撲的協調演化模型；最後集中於城市交通承載力自身影響因素，提出改善和提升城市交通承載力的方法，進而為科學合理地進行城市交通規劃與管理提供科學決策依據。

結題摘要

本項目深入研究了人-車-路及環境等因素協調演化機理和互動關係，分析了城市交通網路承載力的關鍵影響因素，包括出行者選擇行為、需求結構，交通網路拓撲等，研究了各要素之間的協調演化及城市交通承載力與各要素的互動關係。出行需求與承載力互動關係方面，首先提出了基於有限理性day-to-day交通流演化模型來刻畫城市軌道交通網路中乘客出行行為的動態演化特性；其次分別研究了具有不相關性（正相關、負相關）和相關性兩種典型網路上的交通擁堵，結果表明相關性網路更容易發生擁堵，不相關的無標度網路可以承載更多的交通流量。交通網路結構與承載力互動關係方面，首先建立了人口分布與道路網路的互演化模型，結果表明人口分布對道路網路的形狀有很大的影響；其次考慮區域承載力的情況下表明隨著區域承載力、最大遷移距離和遷移率的增加，城市人口分布出現集中化現象，隨著隨機遷移參數的增加人口分布比較分散；基於複雜網路的交通網路演化性能評價發現節點數和邊數呈現線性關係，網路抗毀性上基於最大度值和介數值的攻擊對網路性能影響最大。城市交通承載力與需求結構及網路拓撲的協調演化方面，首先基於logistic方程，建立了城市道路和機動車的互演化動力學模型，當約束參數滿足一定條件時，兩者可以達到穩定的動態平衡；其次建立了考慮人口分布和道路網路之間互動關係的城市演化模型，結論表明擴散係數對城市可達性有突出影響，而隨機探索機率決定了城市演化的速度，這也為城市交通可持續發展提供了理論依據。改善和提升城市交通承載力的策略方面，提出了考慮政府和住戶、公司兩種經濟主體結合土地利用的交通網路最佳化設計方法，構建了基於資金限制的交通網路拓撲結構最佳化模型及算法。總之，本項目通過理論研究和仿真實驗，尋求在有限資源條件下提升城市交通承載力，最佳化城市交通系統內部協調機制，為城市規劃、交通建設和管理提供科學指導。 項目總計完成相關論文15篇，其中SCI檢索11篇，EI檢索1篇。受邀主題（大會）報告5次，共派出40餘人次研究生參加學術會議22次，培養已畢業博士研究生2名，碩士研究生8名，5人次研究生獲得國家獎學金。和英國利茲大學、新加坡南洋理工大學進行了深入合作。項目負責人獲2015年國家傑出青年科學基金項目。