動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)最優(yōu)控制影響因素分析

丁凌筱++畢海云++劉妍++呂品品

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染和能源短缺等交通相關(guān)問(wèn)題已成為世界各地城市，尤其是大城市的首要問(wèn)題之一，已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。該文從出行的起點(diǎn)與終點(diǎn)、交通的速度以及一些時(shí)變的阻力等各方面對(duì)動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)各種影響因素進(jìn)行了分析，為動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)的最有控制模型的建立提供一些理論支持。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng) 最優(yōu)控制 時(shí)變OD 交通阻力

中圖分類(lèi)號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（a）-0079-01

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市建設(shè)步伐也隨之加快，機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量增長(zhǎng)逐年增多，由此導(dǎo)致交通擁擠阻塞以及交通事故以及環(huán)境污染的加劇，現(xiàn)已成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

解決城市道路交通問(wèn)題有兩大途徑，一是加強(qiáng)道路建設(shè)，增加道路容量；二是應(yīng)用智能交通系統(tǒng)（ITS）來(lái)提高路網(wǎng)運(yùn)行效率。由于受土地資源的限制，城市道路不能無(wú)限增長(zhǎng)。因此，應(yīng)用智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)際公認(rèn)解決交通問(wèn)題最有效的途徑。該文對(duì)動(dòng)態(tài)交通系統(tǒng)最優(yōu)控制影響因素分析。

1 時(shí)變的OD需求

“O”源于英文ORIGIN，指出行的出發(fā)地點(diǎn)，“D”源于英文DESTINATION， 指出行的目的地。OD矩陣，或稱OD表，描述的是交通網(wǎng)絡(luò)中所有出行起點(diǎn)與終點(diǎn)之間在一定時(shí)間范圍內(nèi)出行交換數(shù)量的表格。

交通網(wǎng)絡(luò)的OD出行需求每時(shí)每刻都受到來(lái)自各方面的不確定因素的影響，因此，它是動(dòng)態(tài)的、時(shí)變的。不同的出行目的對(duì)出行的需求也將不同，它對(duì)人們出行時(shí)路徑的選擇將產(chǎn)生極大的影響。在智能交通系統(tǒng)中，先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)面臨的問(wèn)題是如何將動(dòng)態(tài)的交通需求合理分配到不同路徑上，以降低個(gè)人或整體系統(tǒng)范圍內(nèi)的出行費(fèi)用。

2 交通流的時(shí)變性及該條件下的交通行

為交通流理論的三個(gè)基本參數(shù)即速度、流量和時(shí)間占有率。這三個(gè)交通流基本參數(shù)的分析，能夠解決城市交通狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中交通參數(shù)的時(shí)變特性的規(guī)律分析。城市道路上通常存在兩種交通運(yùn)行狀態(tài)，擁擠狀態(tài)與非擁擠狀態(tài)也稱為暢通狀態(tài)，要使城市快速路的大部分時(shí)間均處在非擁擠狀態(tài)下運(yùn)行，這就需要通過(guò)利用城市快速路交通流的時(shí)變特性來(lái)管理與控制交通流。交通流OD需求由于受到多種因素的影響，所以它是時(shí)刻變化的，出行者要根據(jù)不同的交通流特點(diǎn)做出不同的出行選擇。

3 時(shí)變的交通阻力

對(duì)交通方式選擇影響的部分，主要有。

3.1 出行目的

在我國(guó)大部分城市，由于現(xiàn)狀土地利用結(jié)構(gòu)和居民生活水平所限，職工基本上居住在單位內(nèi)部、私家汽車(chē)保有率尚較低，因此各種出行目的的自行車(chē)、步行和公交車(chē)的利用比率都較高，只有業(yè)務(wù)出行的小汽車(chē)和出租車(chē)的利用率較高。

3.2 運(yùn)行時(shí)間和出行距離

時(shí)間是影響交通方式選擇的最主要的因素之一。當(dāng)我們出行時(shí)，到達(dá)目的地的交通方式可以有多種選擇，各自的運(yùn)行時(shí)間影響乘客的選擇。在具有混合交通方式時(shí)，應(yīng)該采用所利用交通方式運(yùn)行時(shí)間的疊加值。在選擇公共汽車(chē)和家用轎車(chē)和時(shí)，把時(shí)間作為公共汽車(chē)選擇因素的僅有2%，而44%選擇家用轎車(chē)。另外，男性（36%）較女性（25%）選擇時(shí)間因素的多。因此，在進(jìn)行城市交通系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，交通方式之間協(xié)調(diào)及換乘效率在內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間是其中非常重要的因素之一。

3.3 費(fèi)用

交通費(fèi)用也是影響交通方式選擇的主要因素之一。一般情況下，要想快速到達(dá)目的地，所花費(fèi)的交通費(fèi)用要更高一些。交通費(fèi)用常與運(yùn)行時(shí)間配對(duì)使用而很少作為單獨(dú)的原因使用。另外，交通費(fèi)作為主要考慮因素，一般不會(huì)因?yàn)槟挲g的不同而發(fā)生顯著變化。

3.4 舒適性

交通方式選擇的舒適性，是交通工具中乘坐率、車(chē)中的疲勞、車(chē)內(nèi)擁擠程度、有無(wú)空調(diào)等因素的綜合概念。因?yàn)槭孢m性受個(gè)人的感受影響較大，很難給舒適性的交通方式制定相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在舒適性交通方式的選擇上，約有25%的用戶選擇家用轎車(chē)。在公共交通方式的乘客中，利用鐵路上班者占13%、利用公共汽車(chē)上班者約占1%。舒適性作為主要原因考慮的基本不會(huì)因?yàn)槟挲g的不同而發(fā)生顯著的變化。但是女性和男性將舒適性作為主要因素分別為29%和19%。另外，隨著收入水平的提高，人們對(duì)舒適性的要求正在逐步提高。

3.5 安全性

不言而喻，安全性是交通方式選擇的主要原因之一?？梢韵胂瘢瑹o(wú)論多么好的交通工具，如果它的安全性差，乘客的人生安全得不到保障，不會(huì)有人利用它。然而，因?yàn)榻煌ㄊ鹿时旧砑扔械耐话l(fā)性，因此人們?cè)谶x擇交通工具時(shí)，明確地考慮安全性的比較少。但可以想像，二輪交通工具因?yàn)槠浞€(wěn)定性差，將嚴(yán)重影響其安全性指標(biāo)。目前，在交通方式劃分作業(yè)中，還沒(méi)有考慮安全性指標(biāo)。

3.6 準(zhǔn)時(shí)性

在交通方式選擇時(shí)，到達(dá)的準(zhǔn)確性，對(duì)于要求準(zhǔn)時(shí)出行的交通方式選擇的影響很大。由于人們上班對(duì)準(zhǔn)時(shí)性要求高，選擇不受交通阻塞影響的交通方式比例相應(yīng)會(huì)高一些。

3.7 換乘次數(shù)和候車(chē)時(shí)間

換乘次數(shù)增加會(huì)導(dǎo)致?lián)Q乘移動(dòng)時(shí)間和等待時(shí)間的增加，從而延長(zhǎng)抵達(dá)目的地的時(shí)間，影響交通方式選擇。同時(shí)，換乘次數(shù)和候車(chē)時(shí)間的增加還會(huì)帶來(lái)乘車(chē)人的疲勞。

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