考虑能耗的城市路网结构特性优化研究

• 作 者: 李嫚
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 路网结构 燃油消耗 局部网络化 转向阻抗 双层规划模型

随着我国城市化进程的加快,城市交通问题越来越严重,交通拥堵和能源浪费等问题显得尤为突出,城市路网结构不合理是造成问题的主要原因之一。而合理的城市路网结构不仅可以满足出行需求、提高路网效率,还可以减少路网的总油耗。因此在城市规划设计中,需要重点考虑城市路网结构对整个城市交通系统的影响。本文从能耗的角度出发,从宏观层面对城市路网结构特性的合理性进行分析。首先,从宏观的角度对交叉口的微观结构进行局部网络化分析。通过定义交叉口各转向的通行能力和阻抗函数,并采用转向流量矩阵和阻抗矩阵来记录交叉口各转向的流量分配结果,由此可计算得到交叉口的燃油消耗。在确定路网燃油消耗与油耗指标函数关系的基础上,得到路网的燃油消耗计算模型。其次,结合前文建立的路网燃油消耗计算模型,以路网出行时间成本最小和燃油消耗成本最小为目标,建立了路网结构特性优化的双层规划模型。其中下层问题选用改进的SUE交通分配模型,以路网总油耗约束出行者的路径选择行为;上层问题以路网总出行时间最小约束路网的总油耗。最后,结合路网结构特性优化的双层规划模型,对路网间距和路网级配进行优化。在假定的路网条件下,根据各类平面交叉口的推荐间距范围,通过算例对不同模式下的主干路网和次干路网的间距进行优化分析;并分析了不同路网间距下的路网级配优化策略。从而验证了本文所建模型及求解算法的有效性。