交通管制下的交通分配算法研究
东南大学
博士学位论文
交通管制下的交通分配算法研究
姓名：任刚
申请学位级别：博士
专业：交通运输规划与管理
指导教师：王炜
20031201摘
要
所谓交通管制下的交通分配就是模拟城市道路网络中实施交通管制措施后的交通流分布模
式，它是城市交通管理规划的关键技术，更是论文的研究主题。以该主题为核心，论文的研究范
畴可划分为四大部分：交通管制措施、交通分配问题、受交通管制措施影响的交通分配问题以及
由交通分配过程优化的交通管制措施。前两部分是基础，第三部分是核心，第四部分则是对第三
部分的拓展，这四部分构成一个彼此联系、完整统一的研究框架。
城市交通网络中存在哪些交通管制措施这些措施如何对交通分配产生影响
论文的第~
部分回答了这个问题，从而明确论文需要重点考察的措施。
对一般交通分配问题的研究与应用已有相当丰富的成果，论文的第二部分解释交通分配与平
衡分析的有关概念，系统介绍并分析用户平衡分配的基本模型及算法。随后简要回顾基本
模型在弹性需求、动态分配和建模工具等方向上的扩展，尤其对一般化问题和随机用户平衡
问题作了重点讨论。
鉴于国内外现有研究的不足，关于交通管制下的交通分配算法研究需在以下几方面得到加
强:①带转向延误的非对称多模式平衡模型及算法;②带转向延误和禁止的最短路径算法:③交
通网络的有效数据模型。这个方面构成了论文的第三部分内容。
交通管制下的交通分配模型及算法的关键在于带转向延误、非对称和多模式。由此建立了带
转向延误的非对称多模式模型.，并设计了相应的.迭代平衡算法，包
括最优迭代步长的计算思路和细节。建立了带转向延误的非对称多模式模型,
对其中的路径选择模型作了改进，在不增加计算量的同时使得选择概率不仅与路径阻抗的
差值有关还与其均值有关；并设计了相应的迭代平衡算法，其核心是基于转
向的
型随机网络加载的算法，后者在避免路径枚举的同时既能考虑转向延误对流量分配的影响,
又可直接求得转向流量。算例表明利用.、算法分别求解、
模型是有效的。作为以上模型必不可少的组成部分，交通管制下的路段阻抗函数和转向延误函
数得到初步研究，前者以模型及其拓展为基础按不同类型道路分别进行模型标定，后者以
为主要参考依据按不同类型的交叉口分别给出计算公式。同时，对交通分配中的转向
延误的处理方式、转向流量的直接计算、变通网络的简化、交通分配的并行算法以及理论和实践
的协调等问题作了深入思考。
带转向延误和禁止的最短路径.算法是上述.、算法的关键组成。
在回顾一般最短路径问题以及.问题的相关概念和原理后，首次提出对偶最短路径
树的概念。随后介绍一般算法的主流技术和发展方向，并根据交通网络不同于一般
网络的特点对如何选取适用于交通网络一般性问题及交通分配问题的算法提出了一些有益的
printf输出格式中符号的含义
建议。重点是对各种，算法的原理、特点和实施细节作详尽的分析和比较，将对偶网络法、
弧标号算法和节点标号算法等常用方法统一到框架内，为该类算法的应用奠定理论基础。
交通分配算法效率的高低在一定程度上取决于交通网络数据模型的优劣，由此提出一个面向
城市交通需求预测包括交通管制下的交通分配阶段基于的交通网络数据模型。在此框架
内对模型的具体内容包括数据库表的结构和网络拓扑结构的表示法等作了深入研究，前者能较好
地解决路段和对的方向性问题，而后者则以节点璐段转向拓扑关系的完整描述为重点。随
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后针对交通规划中路网方案动态调整的特点，对该模型进行拓展从而得到适合动态路网的数据模
型，可应用于建设项目排序等领域。
基于交通分配的角度而言，交通管理真正切实可行的目标是系统最优与的统一,
为了达到该目标必须解决交通管制措施的优化问题，这就是论文的第四部分内容。交通管制措施
的优化问题是对交通管制下交通分配问题的应用和拓展，其目标在于由交通分配过程优化的交通
管制措旋，其手段则是受交通管制措施影响的交通分配技术。考虑到问题内在的双层结构建立了
基于双层规划的交通管制措施优化的模型框架，它能充分利用下层模型的优点，提供了解决一族问题的思路。随后将路段和转向禁行、双向车道分布、信号设置和道路收费
等措施的优化问题纳入该模型框架，并设计了基于灵敏度分析的算法、遗传算法和模拟退火算法
等各具特且能满足不同要求的求解算法。
关键词：交通分配模型；交通分配算法；交通管制；交通管理规划：转向延误；非对称多模式模
型；用户平衡；系统最优；最短路径算法；网络数据模型,  ., ,,
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