教師節(jié)通訊稿

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教師節(jié)通訊稿范文第1篇

關(guān)鍵詞：宏觀基本圖；巡航停車模型；交通擁堵；交通出行效率

中圖分類號：F570 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： The macroscopic fundamental diagram（MFD）exists in urban networks. It can be used to estimate the level of road networks， control regional transportation， establish the model and improve traffic condition. The papers combine the macroscopic fundamental diagram to establish a model about cruising-for-parking， which can reduce the influence of traffic congestion. Result indicate that depart earlier to enjoy less cruising time， travelers can take public transportation to avoid the cruising-for-parking. Also， optimize the traffic tolls will enhance efficiency in traffic.

Key words： macroscopic fundamental diagram； cruising-for-parking； traffic congestion； efficiency in traffic

0 引 言

城市網(wǎng)絡(luò)中高峰時(shí)期的停車擁堵現(xiàn)象日趨惡化，它嚴(yán)重影響了城市健康有序的發(fā)展和人們文明和諧的生活，就目前來說由于停車而造成的擁堵仍是一個(gè)急需解決的問題。高峰時(shí)期的停車問題不僅僅是交通擁擠中的主要問題，也是整個(gè)交通系統(tǒng)中亟待解決的問題，更是整個(gè)交通系統(tǒng)的參與者、規(guī)劃者、運(yùn)行者和監(jiān)管者所面臨的嚴(yán)重問題，有效解決高峰時(shí)期停車問題的辦法是優(yōu)化出行者的停車方式，充分利用城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

在進(jìn)行優(yōu)化出行者高峰時(shí)期的停車方式之前，要對城市交通網(wǎng)絡(luò)的基本情況進(jìn)行全面的了解，對路網(wǎng)交通情況進(jìn)行正確的評估。Daganzo[1]闡述了宏觀基本圖（Macrosopic Fundanmental Diagram，MFD），他提出的理論可以在宏觀上描述和預(yù)測整個(gè)網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)。MFD是在路網(wǎng)本身中就存在的[2]，所以當(dāng)我們知道交通網(wǎng)絡(luò)中的MFD時(shí)，可以評估出路網(wǎng)是否處在最優(yōu)的環(huán)境，運(yùn)用最優(yōu)狀態(tài)下的MFD可以方便我們提出最優(yōu)化的停車方式，這對研究高峰時(shí)期因停車擁堵而造成的停車問題具有重大意義。

1 相關(guān)文獻(xiàn)綜述

關(guān)于宏觀基本圖的優(yōu)化問題，研究情況如下：馬萬經(jīng)等[3]在網(wǎng)絡(luò)交通流宏觀基本圖的回顧與前瞻的研究中，總結(jié)了宏觀基本圖在交通領(lǐng)域的歷史發(fā)展過程，并指出在可尋的文獻(xiàn)中存在許多關(guān)于宏觀基本圖優(yōu)化狀態(tài)的問題。姚崇富等[4]通過宏觀基本圖的磁滯現(xiàn)象找出了上海快速路擁堵的臨界點(diǎn)，該點(diǎn)便是網(wǎng)絡(luò)路網(wǎng)中交通流量的最優(yōu)點(diǎn)，可利用最優(yōu)點(diǎn)提出相應(yīng)改善措施來緩解快速路的擁堵狀況。姬楊蓓蓓等[5]在阿姆斯特丹城市道路線圈檢測器布設(shè)方法中介紹了MFD的優(yōu)劣處，并模擬了阿姆斯特丹城市的MFD模型，最后利用宏觀基本圖中最優(yōu)點(diǎn)的變化找出了關(guān)鍵路段。Eric J. Gonzales等[6]利用宏觀基本圖分析了多種交通方式下的城市交通系統(tǒng)，仿真了多城市層面的交通宏觀基本圖，對比分析最優(yōu)點(diǎn)后得出結(jié)論，為公交系統(tǒng)提供專用車道可提高城市內(nèi)所有交通方式的可達(dá)性。丁恒等[7]結(jié)合宏觀基本圖和遺傳算法建立模型，其模型可有效提高通過快速路的車輛到達(dá)目的地的行駛效率，同時(shí)降低出行成本。

本文針對停車擁堵問題，在結(jié)合宏觀基本圖后作了進(jìn)一步衍生研究。當(dāng)城市交通網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)出行的高峰時(shí)期，此時(shí)會因?yàn)橥＼嚩鴰砀嗟慕煌〒矶聠栴}，出行者為盡快尋找一個(gè)空的停車位，會耗費(fèi)一定的出行時(shí)間，這是由于交通出行效率低下而造成的結(jié)果。本文結(jié)合宏觀基本圖提出了一個(gè)高峰時(shí)期巡航停車的模型，一定程度上優(yōu)化了停車的出行成本和經(jīng)濟(jì)成本，緩解了因?yàn)橥＼嚩斐傻慕煌〒矶聠栴}，同時(shí)提高了交通出行效率。

2 巡航停車模型的建立

2.1 結(jié)合宏觀基本圖建模。在正常的情況下，許多城市中的交通網(wǎng)絡(luò)區(qū)域擁堵程度會出現(xiàn)大量的一致性，這將使得該城市的交通宏觀基本圖（MFD）的圖形產(chǎn)生比較少量的散點(diǎn)。從形狀上來看，整個(gè)宏觀基本圖的圖形規(guī)則有序，這有利于巡航停車模型的建立，我們用n表示城市交通網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域中的交通流積累量，也就是在該系統(tǒng)中所有機(jī)動車的數(shù)量。

在網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域中所有交通流的平均出行速度v是根據(jù)n的積累數(shù)量來決定的，所以將平均出行速度v的函數(shù)表示為：

v=vn

Pn為交通網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域中出行的產(chǎn)生量，或稱為機(jī)動車每行駛1KM所需要花費(fèi)的時(shí)間：

Pn=n?vn

L是交通網(wǎng)絡(luò)或區(qū)域中的所有車輛的平均行駛長度，那么系統(tǒng)的交通流出量O可以定性的表示為：

On=Pn/L

整個(gè)旅程所消耗的時(shí)間可以表示為：

Tn=L/vn

在巡航停車模型中，將整個(gè)過程中的行駛長度L分為兩個(gè)部分，將l■定義為移動距離，移動距離是車輛從出發(fā)地到目的地后停車所需行駛的長度。需要注意的是，到達(dá)目的地后直接進(jìn)入停車位完成停車，沒有因?yàn)閷ふ铱盏耐＼囄欢斐啥嘤嗟难埠交蛘呗?。將l■定義為巡航距離，巡航距離是車輛到達(dá)目的地后為尋找空的停車位而導(dǎo)致巡航或者漫游所產(chǎn)生的距離。所以，整個(gè)行程的長度L應(yīng)為：

L=l■+l■

在本文中，假設(shè)整個(gè)過程的平均移動距離l■是連續(xù)的，巡航距離l■應(yīng)該根據(jù)目的地空停車位數(shù)量的百分比p來決定，每輛機(jī)動車到達(dá)目的地后試圖找到停車位，網(wǎng)絡(luò)中所有車輛在尋找停車位過程中所需行駛的距離定義為平均距離d。值得注意的是，不論目的地的停車位是滿載或是有空余，定義的平均距離都是可行的。根據(jù)理論模型，找到一個(gè)空閑的停車位所需行駛的距離為：

l■=d/p

所以機(jī)動車從出發(fā)直到找到停車位停下所需行駛的距離，我們可以用一個(gè)函數(shù)表示：

Lp=l■+d/p

可使用的空閑停車位的百分比為：

p=1-n■/N■

其中：n■是空閑停車位的數(shù)量，N■是提供給該交通網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的所有停車位數(shù)量。

在這之后建立了停車巡航模型，得出旅行時(shí)間為：

τn，p=Lp/vn

2.2 模型的出行平衡。因?yàn)闄C(jī)動車使用者在高峰時(shí)期能保持動態(tài)平衡，所以能通過巡航停車模型去緩解停車問題。因此，在上文提到的交通流積累量n和空閑停車位的百分比p都是依據(jù)時(shí)間來確定的。同樣的，出行時(shí)間和系統(tǒng)交通流的流出量都是依據(jù)時(shí)間因素確定。

假設(shè)有N個(gè)連續(xù)的出行者從出發(fā)點(diǎn)達(dá)到目的地，這些出行者都有一個(gè)相同的到達(dá)期望時(shí)間t■，同時(shí)，假設(shè)這些出行者擁有同樣的交通出行條件，并且達(dá)到目的地時(shí)有同樣的概率獲得空閑的停車位。為了使出行者的個(gè)人出行費(fèi)用最低，他們可以自行選擇到達(dá)目的地的時(shí)間。出行費(fèi)用包括旅行所需的費(fèi)用與計(jì)劃延期的相應(yīng)費(fèi)用。

假設(shè)出行者從出發(fā)地到目的地需要花費(fèi)時(shí)間t，那么整個(gè)旅途中個(gè)人所需的費(fèi)用可用函數(shù)表示為：

ct，t■=c■?Tnt，pt+c■?t■-t-Tnt，pt （1）

式（1）中Tnt，pt表示旅行的時(shí)間，c■表示單位旅行時(shí)間的價(jià)值，c■表示單位時(shí)間內(nèi)與計(jì)劃時(shí)間不符合而帶來的額外費(fèi)用。

單位時(shí)間內(nèi)盡早抵達(dá)的機(jī)動車的期望時(shí)間t■≥t+Tnt，pt，c■=e，單位時(shí)間內(nèi)較晚抵達(dá)的機(jī)動車期望時(shí)間t■

3 巡航停車模型的優(yōu)化

3.1 模型的優(yōu)化條件。整個(gè)旅途過程中，道路上的擁堵問題會增加模型中旅行時(shí)間的延誤，擁堵問題包括出行者過于拘束于計(jì)劃安排和過多地參與巡航停車。同樣的，模型中也會出現(xiàn)因?yàn)槌鲂姓卟幌雲(yún)⑴c巡航停車而產(chǎn)生的計(jì)劃時(shí)間的延誤。旅行時(shí)間的延誤和計(jì)劃時(shí)間的延誤都是本文模型中需要優(yōu)化的參數(shù)，為使總的旅行費(fèi)用最小化，并且同時(shí)提高交通效率，引入了一個(gè)不同時(shí)間下的交通費(fèi)模型。模型中總的旅行費(fèi)用包括旅費(fèi)費(fèi)用和計(jì)劃延誤費(fèi)用。

在一個(gè)獨(dú)立的交通區(qū)域系統(tǒng)中，可以很明顯的表示出，在城市網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的宏觀基本圖（MFD）中，當(dāng)交通流產(chǎn)生量最小時(shí)，整個(gè)交通費(fèi)用也會達(dá)到最小值。在定義模型中：nt=n■， vt=vn■， Pt=n■?vc，為定義出行交通費(fèi)用Tt，將出行者的抵達(dá)時(shí)間和出行者進(jìn)入的時(shí)間定義為t，優(yōu)化了整個(gè)旅途中人的出行費(fèi)用公式：

ct，t■=c■?Tnt， pt+c■?t■-t-Tnt， pt+Tt （2）

3.2 交通費(fèi)模型的圖形分析。通過不同時(shí)間下的交通費(fèi)用模型，得到了圖2的出行時(shí)間圖，曲線在t■起始，對于該點(diǎn)的評估會在之后討論。因?yàn)閠≤t■，使Tt=T■，文中之前已經(jīng)定義過nt=n■，d■/d■=0，所在t■點(diǎn)后，將時(shí)間t代入公式（2）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后發(fā)現(xiàn)，圖2中交通費(fèi)用的最高點(diǎn)仍然符合公式nt=nc。

利用不同時(shí)間下的交通費(fèi)用模型，研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)定義的nt=nc滿足時(shí)，選擇不同的t■并不會影響整個(gè)圖形的實(shí)際到達(dá)量或離開量，但會影響整個(gè)圖形中時(shí)間t的范圍。所以我們得出結(jié)論，在不同的t■下，整個(gè)旅行花費(fèi)的時(shí)間都趨向一致。為使整個(gè)交通費(fèi)用最低，需要選擇一個(gè)合適的t■以降低計(jì)劃延誤的費(fèi)用，但同時(shí)要滿足早些到達(dá)目的地的交通流數(shù)量n■是晚些到達(dá)目的地的交通流數(shù)量n■的l/e倍，在選出合適的t■以后，可以使出行者花費(fèi)的交通費(fèi)用減少，并且可以減少擁堵問題和提高交通出行效率。合理運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化整個(gè)巡航停車模型。