《道路網路在交通事件持續期的動態可靠性研究》是依託西南交通大學，由劉海旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：道路網路在交通事件持續期的動態可靠性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉海旭
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
交通事件持續期的擁擠與延誤是影響道路網路服務水平穩定性的重要因素。然而已有的道路網路可靠性研究通常忽略了在交通事件持續期內道路網路性能具有的隨機動態性，同時其所採用的靜態模型也不能套用於隨機動態環境下的道路網路可靠性分析。針對已有研究存在的不足，本項目將可靠性分析引入交通事件持續期的道路網路，建立以隨機過程為基礎的道路網路動態可靠性分析模型，以準確刻劃道路網路在交通事件持續期的隨機動態特性,為限制交通事件對道路網路性能的影響，減少或減輕偶發性擁擠所造成的後果，提高道路網路服務水平提供更為科學合理的決策依據，具有重要的理論價值和廣闊的套用前景。本項目的主要內容包括：交通事件持續期內出行者交通行為的分析；交通事件持續期的道路網路動態可靠性指標的定義；基於隨機過程的交通事件持續期的道路網路動態可靠性分析模型；Monte Carlo法結合啟發式算法的混合求解算法。
結題摘要
青年科學基金項目（編號：50908196）按計畫進行。項目取得主要成果如下： ⑴建立了描述交通事件持續期間的道路網路中出行者交通行為及交通流特性的模型。 首先，提出一種基於靈敏度分析的模擬方法, 以分析隨機網路中路段流量的波動特性。該方法將路徑選擇分散參數假定為一個正的隨機變數, 以反映在不確定環境下出行者路徑選擇行為的隨機特性； 其次，在隨機過程理論框架下提出了基於Logit選擇的隨機動態分配模型描述隨機動態路網系統狀態的日常變動。模型中引入了一個關於出行者理解行程時間的動態學習模型刻畫出行者通過前一時期的實際行程時間和理解行程時間對當前時期的理解行程時間進行更新的過程。基於Logit選擇模型建立了隨時間變動的路徑選擇機率函式，將路徑流隨機向量的聯合機率分布近似為條件多項分布，據此提出了隨機動態分配模型。 改進了事故影響下的動態流量載入模型，基於Logit選擇原則描述出發時刻的路徑選擇機率，建立了事故影響下的擬動態模型。在速度-密度模型中，利用分流合流模型及速度-密度函式，分別建立路段容納車輛數和非事故路段走行時間模型，通過分析事故路段交通流的演化過程，利用交通波理論估計排隊長，建立事故路段走行時間模型。 (2)交通事件持續期路網動態可靠性建模與求解 通過路網系統的隨機失效序列分析，基於隨機序列的首次失效時間定義了另一個衡量道路網路不間斷地提供可靠服務能力的動態可靠性指標。該指標定義為路徑性能維持可靠狀態的持續天數等於給定天數的機率。此外，還定義了動態行程時間可靠性和容量可靠性。上述動態可靠性指標均明確地考慮了可靠性指標本身隨時間的變化，是對傳統可靠性指標在動態環境下的擴展。採用了兩種不同的可靠性評價方法：首先，考慮路網供給隨機變化，將路段容量視為離散隨機變數，結合隨機動態分配模型提出了基於Monte Carlo模擬的動態可靠性指標評價算法，並在數值算例中對提出的指標和評價方法進行了驗證和分析；將交通事故持續時間離散化，建立以路段傳輸模型和Logit路徑選擇模型為基礎的擬動態模型，得到時段內到達車輛數及其走行時間，計算車輛平均走行時間和事故影響時間內的允許容納車輛數；將事故持續時間，事故嚴重程度及事故發生位置看作隨機變數，基於蒙特卡洛技術計算路網行程時間可靠性。
