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随着城市化的快速发展,与日俱增的出行需求与有限的交通供给间的矛盾愈演愈烈,诸如交通拥堵、尾气污染、能源短缺的现象层出不穷,在一定程度上制约着城市经济的发展、人们生活水平的提高以及环境的可持续发展。出行方式是完成出行活动最直接的承载体,是联结交通供给与需求的主要纽带,针对出行方式系统进行优化对缓解供需矛盾而言,具有良好的可行性与操作性。基于此,本文以城市客运交通出行方式系统为优化对象展开研究,论文主体结构涵盖以下几个方面:(1)城市客运出行方式系统分析。总结了城市交通问题产生的原因以及采取的相应对策,进而对利用出行方式系统优化来缓解城市交通问题的可行性进行了论证。在此基础上,对出行方式系统的基本架构、内外部环境、要素间竞合机制及演化机理展开分析,提出了系统的优化目标及方向。明确针对静态的出行方式结构以及动态的方式间相互作用2个方面展开优化。(2)面向可持续发展的出行方式系统的要素结构优化。基于可持续的发展理念从出行方式系统运行的经济成本、环境影响、交通效用3个方面出发,构建了出行方式结构优化模型的目标函数,并借助市场替代法实现了不同维度指标的量化;然后结合出行方式结构发展的主要影响因素,建立了在出行总量、资源环境、理想出行时耗等约束下的多目标结构优化模型;最后以北京市为案例应用模型进行求解,验证了模型的可操作性,并得出具体的优化结果。(3)出行方式系统自组织演化特征分析及实现系统有序发展的策略研究。以自组织理论群为依托,首先对出行方式系统的自组织演化机理进行剖析,结合出行方式特性对logistics模型进行修正,建立了出行方式系统随时间演化的动力学方程;针对模型输入变化引起演化结果的变化展开讨论,采用敏感度分析算法对系统演化终态与模型控制参量的关联程度进行量化;同时,采用稳定性分析理论分别对地面公交、私人小汽车及轨道交通的竞合关系进行分析,得到了不同竞合态势下对应的演化图景;最终结合实际情况为系统的协同优化提出了政策性建议。