城市道路交通设施空间资源优化研究

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1、Y104074,二教育部科学技术研究项目(105086)江苏省自然科学基金重点项目(BK2005205)分类号堕盟i密级公珏UDC受2耋学号Q3毁窆5学校代码10286⑤东南大学博士学位论文城市道路交通设施空间资源优化研究研究生姓名：导师姓名：论文提交日期2006-04．21学位授予单位銮壶太堂答辩委员会主席黄堑学科专业名称垄遇逗箍趣型墨笪堡论文答辩日期学位授予日期评阅人2006年04月2006．06．30摘要我国城市正处于社会经济水平持续增长和交通方式结构剧烈变化的发展时期，必须采取有效措施对出行方式选择行为进行合理的引导。在决定城市出行方式选择的众多因素中，道路交通设

2、施空间资源的供给是最为关键的因素之一。由于缺乏科学的、成熟的城市道路交通设施空间资源优化理论和方法，目前我国城市交通设施的规划、建设和管理工作仍处于比较被动和无序的状态。因此，研究并建立一整套城市道路交通设施空间资源优化理论和方法，对于科学引导城市客运交通结构的发展．缓解日趋严重的城市交通拥堵局面，促进城市客运交通的和谐平稳发展，具有十分重要的意义。本论文主要对城市道路交通设施空间资源的宏观配置结构优化问题进行研究，具体涉及以下几部分内容：道路交通设施分类、道路交通设施供给模式要求、道路交通设施供给对出行方式选择行为的影响作用机理、既定道路交通设施供给下的城市交通方式结构

3、宏观平衡状态、面向城市道路交通设施空间资源优化的综合评价以及资源限制条件下的城市道路交通设施空间资源合理宏观配置结拇优化方法。城市交通系统中包含哪些道路交通设旅?这些道路交通设施具有怎样的布局和容量特征?它们间的相互关系如何?论文首先回答了这3个问题，并明确了研究对象范围。不同的城市特征对应着不同的客运交通模式，而特定的城市特征和客运交通模式决定了特定的道路交通设施供给模式要求。因此，对城市特征一客运交通模式一道路交通设施供给模式的相关关系进行定性分析，是进行城市道路交通设施空间资源优化研究的基本前提。论文首先系统分析了城市(人口和用地)规模、土地利用布局形态和经济发展水

4、平三大城市特征，并对我国城市的典型类型进行系统归类。随后基于若干国内城市交通调查数据的统计分析结果，分析典型城市特征与出行距离、出行时耗、出行生成率、出行分布、出行方式结构等交通需求特征之间的相关关系，并借鉴国外城市的典型客运交通模式特征和现有研究成果，提出符合我国不同城市特征的5类客运交通发展模式构想。最后，分析典型城市特征和交通模式特征下的合理道路交通设施供给模式，总结出我国城市交通系统骨架网络、城市中心区以及城市组团间的交通设施供给模式要求。城市交通方式结构是城市中所有个体出行方式选择行为结果反映到交通状态上的宏观体现，而道路交通设施的供给特征是影响个体出行方式选择

5、最为重要的因素之一。论文立足于理论上的推导和建模，研究各类道路交通设施的供给对出行方式选择行为的影响作用机理。对决定出行方式选择行为结果的各种影响因素进行系统的归纳和分类，指出时耗、费用、舒适度和习惯是影响出行方式选择的4个最根本的内因。通过系统地分析各交通方式的时耗和费用组成可知：道路交通设施供给对出行方式选择行为的影响主要表现为对出行时耗和舒适度的影响作用。论文建立了若干道路交通设施供给与出行距离和出行停等时耗的相关关系模型，并对影响出行方式选择的舒适度因素进行定量研究，建立了一整套根据国内城市居民出行调查数据来构建各出行方式间相对舒适度系数与出行距离相关关系模型的方

6、法。目前对城市交通系统平衡的研究主要集中于以交通流为对象的微观平衡问题。研究城市道路交通设施空间资源的宏观配置结构优化问题，需要在宏观层面上进行交通系统平衡的描述与分摘要析。论文通过对城市交通方式结构的稳定过程和平衡作用机理进行系统分析，把握并揭示了形成城市交通系统平衡的核心作用机理以及基本条件，并对城市交通方式结构稳定状态特征作全面描述。在此基础上。基于宏观层面对城市交通系统平衡的核心作用机理进行数学描述，建立城市交通方式结构宏观平衡模型，并根据算例的计算分析结果，设计了求解该模型的算法。在前述研究基础上，论文建立若干城市道路交通设施空间资源宏观配置结构优化的双层规划模

7、型，并设计了基于差商灵敏度分析的算法和基于GASA混合策略的算法。结合模型的实际应用，提出了一整套进行城市道路交通设施宏观配置结构优化的实用方法，并对其中的关键步骤作了详细讨论。评价是建立任何交通系统优化方法都必须涉及的问题。论文对现有研究成果中的城市道路交通系统评价指标进行总结、提炼和补充，建立面向城市道路交通设施空间资源优化的综合评价指标体系。深入分析各评价指标间的相互关联和层次关系，提出综合评价指标体系的分级标准建议值。以南通市为例进行了上述优化方法的应用分析，一方面验证了优化方法的实际可操作性，另一方面对“城市特征一交