基于復雜網絡的城市交通流仿真.pdf

1、隨著我國社會經濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，機動車保有量日益增加，交通擁堵已成為我國各大城市必須面臨的一大難題。城市道路交通網絡是一個復雜的巨系統(tǒng)，復雜網絡作為研究復雜系統(tǒng)的重要工具之一，受到了國內外學者的廣泛關注。國內外學者對交通系統(tǒng)的復雜性做了大量的研究，但這些研究大多建立在靜態(tài)平衡配流理論的基礎上，很少考慮交通流在交通網絡上的動態(tài)演化過程，幾乎沒有考慮出行者在出行過程中的動態(tài)路徑選擇行為，這與現(xiàn)實不符。因此，本論文基于動態(tài)用戶平衡

2、理論，建立了GS-CTM動態(tài)交通分配仿真模型，該模型能夠較好地仿真交通流的動態(tài)特性，用戶的動態(tài)路徑選擇行為，同時也能仿真網絡上交通擁堵的產生、傳播及消散等交通流特性，以此分析網絡結構對交通流運行產生的影響。
　　本論文結合復雜網絡理論和GS-CTM動態(tài)交通分配仿真模型，對不同網絡結構下的交通流進行了仿真研究，主要研究工作包括以下幾個方面:
　　(1)將Green shields模型里的速密關系引入到CTM模型中，建立了GS-

3、CTM動態(tài)交通分配仿真模型，同時對路段阻抗和路徑選擇等關鍵問題進行了研究，并給出了GS-CTM模型的求解算法。
　　(2)對不同網絡結構下的城市交通流運行特性進行了仿真研究。運用復雜網絡理論編寫MATLAB程序，隨機生成了三種不同的網絡結構:規(guī)則網絡、小世界網絡和隨機網絡。以GS-CTM動態(tài)交通分配仿真模型為基礎，開發(fā)了GS-CTM動態(tài)交通分配仿真平臺，比較了網絡平均行程速度、網絡平均車流密度、網絡總阻抗、網絡總延誤等各項交通流指

4、標，發(fā)現(xiàn)在三種網絡結構中，隨機網絡交通流運行效率最高，是一種較好的網絡結構，其次是小世界網絡，最差的是規(guī)則網絡。
　　(3)對不同網絡結構下的城市交通擁堵演化進行了仿真研究。分別從全局和局部角度分析了不同網絡下的交通擁堵演化特性，全局角度主要分析了不同網絡結構交通擁堵瓶頸的產生、規(guī)模、消散等特征，局部角度主要分析了網絡中部分路段對周邊交通及網絡產生的影響。通過仿真分析發(fā)現(xiàn):隨機網絡能承受較大的交通需求，抵抗擁堵能力較強，網絡性能較