关键词:
城市交通
路网容量
交通分配
交通承载力
超额需求
摘要:
城市路网容量是指在路段容量限制下路网能够容纳的最大交通流量,是衡量城市供需平衡与指导政府投资方向的关键指标和重要依据。网络容量研究可以预测道路网络能够容纳多少额外需求,从而帮助管理者制定出切实有效的交通规划与管理政策。此类问题在数学上通常用一个双层优化模型来表述,上层模型的优化目标是最大化交通需求总量,下层则对出行者的路径选择行为和网络拥挤效应进行建模。但双层优化模型求解复杂且并不适用于大规模路网,大多双层模型在实际的应用中受到限制。因此,本文系统回顾了一种单层网络容量模型,即超额需求容量模型,并提出了一种高效的求解算法。算法的核心是利用基于路径的增广拉格朗日方法,多次求解一个考虑路段容量约束的用户均衡分配问题。数值实验结果表明,超额需求网络容量模型及其算法能够准确预测大规模城市交通网络在不同场景下的最大交通需求承载能力,为城市交通规划与管理提供有力的支持。在路网的承载极限状态下,某些流量已经达到或接近其容量的路段可能成为影响整个网络容量大小的瓶颈路段,可以据此为政府制定交通管控策略或道路改扩建投资提供依据,有望在实践中取得广泛应用。