关键词:
交通运输系统工程
潮汐车道
切换时机
双层规划模型
关联度
切换子区
摘要:
随着经济快速发展,城市道路交通状况愈发严重,道路交通拥堵问题是目前国内外城市都迫切需要解决的难题。其中,随着城市居住区大量外迁,渐渐出现职住分离模式,导致早晚通勤高峰时段出现大量交通量规律性地涌入涌出市中心现象,即潮汐交通现象。城市潮汐车道设置技术因为其经济成本低、可实施性高、针对性强等优势成为各大城市日趋采用的缓解潮汐拥堵现象的常规有效手段之一。潮汐车道充分利用现有道路资源,通过合理分配双向车道数,提高道路利用率,缓解潮汐交通现象。以潮汐交通现象为切入点,分析潮汐交通的产生原因,从时间分布和空间分布角度剖析潮汐交通特性。在此基础上,从道路约束、交通量约束和通行能力约束三个方面阐述潮汐车道的设置条件。从路网的角度出发,建立潮汐车道分配方案的双层规划模型,其中,处于上层的模型用于路网车道分配,以系统总延误及潮汐车道交通流优化比的和最优为目标,处于下层的模型为用户均衡分配模型。该模型既体现了潮汐车道的利用效率,同时又考虑了潮汐车道所在路网的整体效益。针对潮汐交通流的分布特点,建立以路段长度、上下游交通量以及交叉口间距为关键指标的交叉口关联度模型,测度上下游交叉口路径分流的关联性。在双层规划模型中可得到潮汐车道的切换时机,为了减少道路复杂性,避免相邻道路频繁切换通行方向,提出以切换子区为单位的潮汐车道切换时间机制。首先,综合相邻交叉口的关联性及约束条件,构建切换时机的子区划分模型,根据聚类算法对模型进行求解,将得到的同一切换子区内的潮汐道路取最早和最晚切换时机作为该切换子区内潮汐车道的切换时机。最后以长春市某区域为例对所提出的模型进行应用,结果说明,通过计算得到的潮汐车道设置方案可以合理缓解潮汐交通现象,使得潮汐道路的利用效率更高,验证了模型的有效性。