冰雪条件下城市路网行程时间可靠性研究

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1、博士学位论文冰雪条件下城市路网行程时间可靠性研究TRAVELTIMERELIABILITYOFURBANROADNETWORKUNDERICEANDSNOWFALLCONDITIONS冷军强2010年06月国内图书分类号：U491学校代码：10213国际图书分类号：580密级：公开工学博士学位论文冰雪条件下城市路网行程时间可靠性研究博士研究生：冷军强导师：张亚平申请学位：工学博士学科：交通运输规划与管理所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2010年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学摘要ClassifiedInd

2、ex:U491U.D.C:580DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringTRAVELTIMERELIABILITYOFURBANROADNETWORKUNDERICEANDSNOWFALLCONDITIONSCandidate：LengJunqiangSupervisor：Prof.ZhangYapingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：Transportationplanning&Man

3、agementAffiliation：SchoolofTransportationScience&EngineeringDateofDefence：June2010Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology-I-摘要摘要道路交通系统是经济、社会发展的重要基础及生命线系统之一，其运行状况直接关系人民生命财产安全及国民经济发展。如何提高城市路网运行的稳定性，保证道路交通系统生命线功能的正常发挥，一直备受社会各界尤其是交通工程领域所关注。国内外研究

4、实践表明，开展城市路网可靠性研究对于改进路网规划、救灾防灾、提高交通管理水平等方面具有积极的促进作用。论文系统研究冰雪条件下城市路网行程时间可靠性，旨在针对冰雪条件下城市路网交通特性，对冰雪条件下城市路网行程时间可靠性进行深入研究，为城市交通规划、管理、应急救灾提供理论支撑，为冰雪条件下路网可靠性评价指标体系建立及路网可靠性评价奠定理论基础。在分析冰雪条件下城市路网交通特性的基础上，研究城市路网单元——路段和交叉口的行程时间可靠性、冰雪条件下出行者的广义出行费用，进而研究冰雪条件下基于广义出行费用的路网行程时间可

5、靠性。在研究思路上以可靠性理论为基础，应用概率论与数理统计、数值分析、蒙特卡罗（MonteCarlo）仿真、数学规划模型求解等多种方式和手段，采用基础理论和应用相结合的方法进行研究。通过交通调查、数据分析，研究不同冰雪条件下路段及交叉口交通特性，包括路段车辆到达分布、车头时距及其分布、速度及交通量变化规律、交叉口的饱和流率、运行速度、临界穿越间隙与随车车头时距分布等等，并与正常天气条件相应的交通特性进行对比分析。引入冰雪条件对路段自由行程时间及通行能力影响的修正函数，建立冰雪条件下路段行程时间ISB-BPR(Ic

6、eandSnowfallBasedBureauofPublicRoads)函数，利用哈尔滨市及威海市调查数据，针对不同类别城市道路的修正函数进行标定。基于现有路段行程时间可靠性概念的局限性，提出新的路段行程时间可靠性定义。结合已标定的ISB-BPR函数，建立冰雪条件下路段行程时间可靠性模型。为便于可靠性评价结果的比较及应用，设定可靠性评价标准，界定不同服务水平要求下的行程时间期望值，以及对可靠性评价结果进行等级划分。结合模型特点提出MonteCarlo仿真算法，建立冰雪条件下路段行程时间可靠性评价方法，并通过实例

7、验证评价方法的有效性，分析冰雪条件下路段行程时间可靠性的影响因素。为改进以往关于交叉口部分行程时间研究中假设条件不尽合理的不足，分别采用M3分布、组合负指数分布描述交叉口直行机动车、非机动车车头时距，以可插车间隙理论、排队论为理论基础构建左转、右转车流通过交叉口的行程-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文时间模型。同时，考虑左转冲突车流对直行车流的影响，修正直行车流通过交叉口的行程时间模型。综合不同流向的行程时间模型，构建以不同流向车道组为基本单元的交叉口行程时间可靠性模型，并设定交叉口行程时间可靠性评价标准，提出

8、冰雪条件下交叉口行程时间可靠性评价方法。通过实例验证评价方法的有效性，分析冰雪条件下交叉口行程时间可靠性影响因素。在分析冰雪条件下出行行为特点的基础上，考虑出行的安全性因素，定义路段、交叉口的广义出行费用函数，引入坡道行驶安全系数，采用该系数的倒数来量化冰雪条件下安全性出行费用，以不同的加权系数反映出行者对待出行风险的态度；为消除评价指标量纲的影响，对各指标进行无量纲化处