帕累托最優導向的城市道路時空資源配置理論與方法

《帕累托最優導向的城市道路時空資源配置理論與方法》是依託大連理工大學,由姚榮涵擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：帕累托最優導向的城市道路時空資源配置理論與方法
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：姚榮涵

項目摘要

城市道路時空資源是指為保障安全、提高效率而分配給不同道路交通參與者的通行時間和道路空間。帕累托最優是描述資源分配的理想狀態，在該狀態下現有道路時空資源根據不同方向交通流的優先順序或權重大小進行有效分配。本研究認為城市道路時空資源配置能通過協調道路渠化設計和信號配時設計來達到帕累托最優狀態，該狀態取決於空間設計參數、信號相位方案和時間控制參數的最佳組合。然而，道路渠化設計方案往往具有較長期的穩定性。鑒於此，通過整合設計短車道、可變車道和待轉區及信號配時，本項目擬尋求以帕累托最優為導向的城市道路時空資源配置理論與方法，本著從簡單到複雜、逐步深入的研究思路，依次對單個交叉口、成對交叉口、幹線交叉口群和區域交叉口群建立時空資源最佳化模型，並提出帕累托最優導向的道路時空資源最佳配置策略。研究成果能用於城市道路時空資源最佳化，有助於提高城市道路網運行效率，為解決城市交通擁堵問題提供有效的理論、模型和方法。

結題摘要

城市道路時空資源是指為保障安全、提高效率而分配給不同道路交通參與者的通行時間和道路空間。帕累托最優是描述資源分配的理想狀態，此狀態下現有道路時空資源根據不同方向交通流的優先順序或權重大小進行有效分配。本研究認為城市道路時空資源配置能通過協調道路渠化設計和信號配時設計來達到帕累托最優狀態，該狀態取決於空間設計參數、信號相位方案和時間控制參數的最佳組合。然而，道路渠化設計方案往往具有較長期的穩定性。為此，以帕累托最優為導向，整合設計短車道、可變車道、待轉區、調頭開口及相位相序、信號配時、協調方案，本項目提出了城市道路時空資源配置理論及方法。採用由簡至繁、逐步深入的研究思路，面向單個交叉口、成對交叉口、幹線交叉口群和區域交叉口群構建了交叉口（群）時空資源配置的帕累托最最佳化模型體系，並且基於帕累托最優設計了城市道路時空資源最佳配置策略。這一策略將具有瞬時性的帕累托最優解轉成具有相對穩定性的道路時空資源分配方案，實現了數學模型套用於工程實踐的目的。研究成果能用於城市道路時空資源最佳化，有助於提高城市道路網運行效率，不僅可有效降低車輛延誤而且可有效減少交通排放，能為解決城市交通擁堵問題提供有效的理論、模型和方法。依託本項目，共發表學術論文20篇（含錄用5篇，其中SCI收錄9篇、EI或CSCD收錄8篇），獲授權國家發明專利6項，登記軟體著作權2項，編著並出版教材1部，培養博士生3人、碩士生14人。