發(fā)布時間：2014-12-19 19:23

 

【摘要】 大型活動短時間內(nèi)在城市局部空間聚集了大量的人流、車流,對著眼于解決通勤、通學、公務等常規(guī)出行的城市交通系統(tǒng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。如何保證大型活動期間交通暢通、減少對城市正常交通影響是擺在交通規(guī)劃管理者面前的一個亟待解決的難題,特別是一些具有國際、國內(nèi)重大影響的大型活動的頻繁舉行,使這一問題的研究變的更加迫切�；�于此,結合江蘇省高技術研究項目《大型活動的智能交通關鍵技術及其應用研究》展開了本論文的研究。論文結合大型活動交通特點,本著科學、實用的原則,對城市交通管理規(guī)劃理論與方法作了適合于大型活動的改進與發(fā)展。論文首先分析了大型活動期間的交通特點,指出大型活動觀眾出行是短時非常規(guī)出行,交通需求和交通流具有臨時性、非平衡性(相對于平衡配流),“多源單匯”、潮汐現(xiàn)象明顯、方向不均勻系數(shù)大、時空分布不均、需求量大等諸多不同于城市正常交通的特點。只有針對大型活動交通特點展開研究,才能做到有的放矢,使研究成果符合大型活動實際情況,但從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看,結合上述特點而進行的大型活動交通管理規(guī)劃理論研究還很薄弱,本文的研究具有現(xiàn)實意義。在總結國內(nèi)外有關大型活動交通組織管理經(jīng)驗的基礎上,結合日常交通管理中常用的交通組織管理措施,對大型活動交通組織管理措施進行了分析、探討,建立了相應的管理措施框架體系。并根據(jù)大型活動交通流巨大和方向極不均勻特征,提出了信號配時改進方法和利用單向綠波緩解交通壓力的措施。研究了大型活動觀眾生成預測模型。根據(jù)觀眾出行的“多源單匯”特征,指出觀眾生成預測結果即為觀眾分布預測結果,因此提出了基于重力分布模型的觀眾生成預測模型,該模型結合經(jīng)濟學的有關理論考慮了小區(qū)的居民收入差異及消費結構,并在分布參數(shù)的選取中考慮了活動票價、活動等級等影響因素;同時對非集計模型在大型活動觀眾生成預測中的運用進行了探討。確定了大型活動研究范圍劃分方法。鑒于大型活動對交通的影響是局部的,因此劃定大型活動交通研究范圍,可以使交通組織管理規(guī)劃做到有的放矢,降低交通分析難度,提高研究精度。本文根據(jù)交通影響分析(TIA)相關理論,提出了大型活動交通研究范圍的確定方法。建立了適合于大型活動的背景OD矩陣推算方法。根據(jù)大型活動局域背景OD矩陣推算特點,提出了兩種由交通量反推OD矩陣的方法。①建立了基于交叉口轉(zhuǎn)向比例的OD矩陣推算方法,該方法假定交叉口的轉(zhuǎn)向比例即為車輛在交叉口的路徑選擇概率,從而將某一駛?cè)肓髁堪唇徊婵谵D(zhuǎn)向比例依次分配到路網(wǎng),并最終分配到各駛出路段,得到路段間的OD量。②提出了路段分配率固定的OD矩陣推算方法,該方法認為路段分配率與路段交通量密切相關,由于路段調(diào)查交通量不變因而路段分配率也應為定值,然后根據(jù)平衡配流的思想、利用非平衡配流方法,提出路段分配率矩陣近似計算方法,從而使OD矩陣推算避開了重復交通分配過程,增加了模型的實用性。提出了適合于大型活動的交通流分配方法。根據(jù)大型活動出行“非平衡、多源單匯、路段流向單一”等特點,結合多路徑交通分配模型,提出了“溢出流量再分配”的交通流分配方法,用以模擬大型活動出行中路徑選擇過程。同時提出了分散多停車場大型活動交通分配方法,不僅解 

1緒論

 

隨著全球政治、經(jīng)濟、體育等方面的發(fā)展，城市化進程在不斷加速，各大城市越來越頻繁地舉行以商業(yè)會展、文藝晚會、體育活動、節(jié)日慶典等為代表的大型活動，如北京市2008年奧運會，2010年上海世博會，2010年廣州亞運會，2011年西安世界園藝博覽會，另外還有例行的足球職業(yè)聯(lián)賽和頻繁舉行的歌星演唱會、博覽會等。我國各城市的綜合實力也在不斷增強，人們生活水平在逐步提高，城市中各類文化活動、體育賽事、商業(yè)會展、節(jié)円慶典及商品促銷等大型活動也是層出不窮。

大型活動交通流具有活動持續(xù)時間短、臨時性、誘增大流量、多源單匯、集中單向交通沖擊波的明顯特點，大型活動交通流量大又集中的特點無疑會給城市交通系統(tǒng)帶來突如其來的巨大壓力。然而，大型活動的舉辦成功與否，與活動期間活動舉辦地點的交通狀況有著必然的聯(lián)系，活動期間要保證活動車輛入場、散場順利，活動舉辦城市居民正常生活能夠不受影響。因此，針對大型活動的交通特性及控制管理策略的研究具有重大意義。

1.1研究背景和意義

1.1.1研究背景

大型活動的舉行不僅是人民物質(zhì)生活豐富的象征，能夠給城市帶來巨大的經(jīng)濟效益，也能提高舉辦活動城市的影響力，為城市帶來難得的發(fā)展機遇。據(jù)統(tǒng)計，每年由于大型活動的舉辦可以讓美國運輸業(yè)經(jīng)濟收益增收700億美元，僅美國威斯康星州）每年由大型活動產(chǎn)生的經(jīng)濟收益就高達110億美元。城市發(fā)展進程也會因國際重大活動的舉辦而加速，1986年舉辦的漢城亞運會和1988年舉辦的漢城奧運會給韓國漢城經(jīng)濟帶來巨大商機，促使高科技產(chǎn)品的發(fā)展，同時更是開發(fā)了成為商業(yè)繁華地帶的江南奧運村。2000年悉尼奧運會也為澳大利亞帶來的經(jīng)濟效益近百億，同時悉尼奧運會以“綠色奧運”為主題，通過奧運會的舉辦，改善了悉尼整個城市的生態(tài)環(huán)境，促進其旅游業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也提高了城市的交通服務能力，極大改善了悉尼的國際形象和地位。南京市為舉辦十運會，投資1100億元，用于建設和改造城市基礎設施，使南京市的面貌幡然一新。由此可見，大型活動會為城市帶來非常巨大的社會效益，舉辦大型活動對于城市發(fā)展具有巨大的促進作用。

同時，隨著經(jīng)濟實力增強，以及廣大道路建設者的努力拼搏，全國各大城市的道路建設在不斷完善。近年來，各大城市機動車保有量也在增長迅猛。以北京為例，據(jù)統(tǒng)計，截止到2011年年底，北京市機動車保有量為498.3萬輛，相比2010年增加17.4輛，同比上升3.6%，與2000年底相比，11年來機動車保有量增加了340.5萬輛。近年來，北京市機動車增長趨勢如圖1-1所示；

 

 

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

大型活動的舉辦展現(xiàn)了一個城市的綜合實力，尤其是諸如奧運會等國際性大型活動，活動舉行期間周邊路網(wǎng)的交通狀態(tài)如何也成為了大型活動舉辦是否成功的重要指標。鑒于，針對大型活動舉辦時周邊路網(wǎng)的交通特性及交通控制策略的研究己經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。因此，本章就大型活動影響下周邊路網(wǎng)的交通特性及控制策略兩方面內(nèi)容的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述，力圖為研究大型活動舉辦期間周邊路網(wǎng)的交通狀態(tài)研究找出一條科學合理的研究思路。

1.2.1國外研究現(xiàn)狀

國外針對大型活動周邊路網(wǎng)的交通狀態(tài)的研究主要包括兩個方面：一方面是從宏觀層面進行研究，即交通管理規(guī)劃以及管控措施的研究，主要涉及到運行規(guī)劃、交通管理及控制策略等方面內(nèi)容；另一方面是從微觀層面進行研究，即活動期間周邊路網(wǎng)的交通狀態(tài)，主要包括其交通特性、飽和路口控制方法研究等。下面針對這兩方面對國外研究現(xiàn)狀進行概述。

美國學者在《大型活動交通影響建模研究》中提出了在空間上將活動場所周邊受影響路網(wǎng)建立成小型路網(wǎng)系統(tǒng)，在時間上將活動舉辦時間分為散場前和散場后，繼而基于大量的實測數(shù)據(jù)針對大型活動交通影響建立數(shù)學模型來估算不同路段的道路服務水平以及不同時間各路段的交通狀況。文獻15中認為若能理想地實現(xiàn)大流量交通流時自適應短期交通信號，則大型活動交通引起激增的車流量將會很快消散。因此，該文中提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡技術，利用采集的車流量數(shù)據(jù)，通過同時擾動隨機逼近算法來對交通信號燈實現(xiàn)短時自適應調(diào)整，并將該方法應用在德魯斯娛樂會展中心舉辦的大型活動。文獻以16城市大型活動舉辦期間交通流流量預測為基礎，并考慮區(qū)域經(jīng)濟、人口、與活動舉辦場所的距離以及交通便利性等因素，利用改進的重力模型將參與活動的觀眾分成不同區(qū)，再對活動舉辦期間的交通狀態(tài)進行預測。

文獻通過調(diào)查交叉口的飽和流率和飽和車頭時距，對蒙大拿地區(qū)的一場足球比賽活動進行仿真評價。仿真結果證明優(yōu)化方法計算的周期時長要遠遠優(yōu)于人工交通控制的周期時長，由此也可以減少周期內(nèi)延誤，因此通過仿真方法研究大型活動的交通管理策略非常有效。

文獻通過在美國蒙大拿地區(qū)的一場足球賽上應用一些交通管控措施，如實時發(fā)布出行者信息、交通信號重新配時、道路封閉等，實踐結果證明，這些策略可以減輕活動所引起的交通擁堵。

 

2大型活動交通流時空特性分析

 

大型活動舉辦期間會在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量交通流，交通組織管理者需要掌握主要交叉口及路段的交通流量及其時空變化規(guī)律，以便分析大型活動交通流的聚集消散過程，以此來制定并實施交通管控方案。本章將依據(jù)大型活動散場時活動周邊路網(wǎng)高清視頻所采集的交通流數(shù)據(jù)，針對大型活動交通時空規(guī)律進行研究。

 

2.1大型活動概述

2.1.1大型活動的分類

根據(jù)不同的劃分標準，大型活動分類方法有所不同，主要根據(jù)以下四類標準。

1）根據(jù)活動規(guī)模劃分

按照活動規(guī)模劃分，可分為超大規(guī)�；顒�，主要是國際性大型活動，具有國際性規(guī)模，觀眾眾多的大型活動，如世博會、奧運會等；大規(guī)�；顒�，主要是指國家級大型活動，能夠在全國產(chǎn)生重要影響，觀眾眾多的大型活動，如殘運會、十運會等；一般規(guī)模活動，主要指城市級大型活動，活動的舉辦能夠在當?shù)禺a(chǎn)生很大影響，觀眾眾多的大型活動。

2）根據(jù)活動性質(zhì)劃分

根據(jù)活動性質(zhì)可以劃分為大型運動會，大型文娛活動，游行集會、商業(yè)會展、重大政治活動，以及節(jié)日慶典等。

3）根據(jù)活動舉辦持續(xù)時間劃分

根據(jù)活動舉辦持續(xù)時間可劃分為持續(xù)時間短的集中型大型活動，即活動開始時間和結束時間明確且集中，如演唱會，體育賽事等；持續(xù)時間長的持續(xù)型大型活動，如游園會、大型展會等。

4）根據(jù)活動舉辦地點劃分

根據(jù)活動舉辦地點可以劃分為固定場所大型活動和非固定場所大型活動。如體育場館內(nèi)舉行體育賽事則為固定場所大型活動，而馬拉松比賽、賽車比賽則為占用道路的非固定場所大型活動。

 

2.2實例分析一模型在北京工人體育館活動中的驗證

本小節(jié)將利用以上述模型對北京工人體育館的散場時工人體育館東路至東大橋路的交通流量進行分析。

2.2.1空間位置及數(shù)據(jù)采集方法

北京工人體育館位于朝陽區(qū)三里屯，東側(cè)為工人體育館東路，西側(cè)為工人體育館西路，南鄰工人體育館南路，北鄰工人體育場北路。其北側(cè)出口距離東二環(huán)（東四十條）840米，距離西二環(huán)1500米。本文中數(shù)據(jù)采集點如圖2-8所示主要設置在以下5個路口，工人體育場北路和與工人體育場東路交叉口（1號）、工人體育場南路和工人體育場東路交叉口（2號）、朝陽門外大街和工人體育場東路交叉口（3號）、日壇北路和東大橋路交叉口（4號）以及光華路和東大橋路交叉口（5號）。數(shù)據(jù)采集方式是人工計數(shù)法，具體方法是針對路口高清攝像頭所采集到以上各路口2012年4月7日演唱會在工人體育館舉行演唱會散場后21：10-23：25的高清視頻進行車流量數(shù)據(jù)采集，以5分鐘為間隔進行數(shù)據(jù)采集。

 

2.2.2散場車輛駛離停車場時間分布模型驗證

圖2-9為北京工人體育館2012年1月15日舉辦小型晚會散場時車輛進入路網(wǎng)的時間分布圖，車流量采集點為工體北門，以3分鐘為一個時段采集由工體駛?cè)肼肪W(wǎng)的車流量。此次晚會觀眾人數(shù)約2000人，由此可見該小型晚會滿足2.3小節(jié)中散場車輛進入路網(wǎng)時間分布的第一類的條件，從圖2-9中可以看出散場車輛進入路網(wǎng)時間分布為一種非標準正態(tài)分布的分布形式，與2.3小節(jié)中圖2-5分布為一致。

 

 

3基于VISSIM仿真平臺的大型活動交通流特性研究........22

3.1路網(wǎng)仿真平臺的建立......22

3.1.1路網(wǎng)搭建方法的選擇....22

3.1.2仿真路網(wǎng)的搭建...24

4大型活動影響下交通控制策略研究.....35

4.1大型活動交通管控措施.......35

4.2飽和交叉口交通控制模型及方法......36

5結論與展望....47

5.1結論.......47

5.2展望.....47

 

4大型活動影響下交通控制策略研究

 

4.1大型活動交通管控措施

針對大型活動的交通管控措施的主要目標是保障活動正常進行，同時盡量降低對活動所在路網(wǎng)周邊道路的交通影響。為了達到目標，大型活動交通管控措施主要分為交通管理和交通控制，如圖4-1所示。

交通管理措施主要包括降低交通總需求和協(xié)調(diào)出行方式兩個方面。

1.降低交通總需求包含了減少大型活動出行和降低日常出行需求

減少大型活動出行一般可以通過縮減大型活動規(guī)模（壓歲活動場地、取消部分活動、降低宣傳力度等）及票務控制（通過強制措施和票價調(diào)控措施等）來實現(xiàn)。降低日常出行需求通過在家辦公（由政府和公司支持，員工可利用現(xiàn)代通訊技術在家遠程辦公）、減少工作日（可增長每天工作時間，縮短工作天數(shù)，有效降低上班往返次數(shù)）及活動期間放假（延長學校假期及鼓勵公司放假等）。

2.協(xié)調(diào)出行方式包含了交通工具的管理、停車需求管理及擁擠收費

交通工具的管理主要包括小汽車管理（分車號禁行、分時段禁行及分區(qū)域禁行等）、公交車及專用車優(yōu)先措施（提高專用車及公共車輛出行路線便捷性、時間保障性及費用優(yōu)惠性）和制定合理的自行車引導措施。停車需求管理主要是通過合理制定停車場及停車換成系統(tǒng)規(guī)劃、停車證管理、停車費用及停車泊位等。

 

交通控制策略包括交通誘導和交通信號燈控制。交通誘導一般包括VMS可變信息板、公路交通誘導和城市停車誘導。城市交通信號燈控制主要分為三種控制類型：單交叉口信號控制，干線信號控制及區(qū)域信號控制。大型活動期間的交通信號燈控制屬于區(qū)域控制，其控制系統(tǒng)的控制對象是活動周圍區(qū)域中所有的交叉口和交通信號。

 

5結論與展望

 

5.1結論

本文以大型活動結束時所釆集車輛消散數(shù)據(jù)基礎，利用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對大型活動期間周邊路網(wǎng)的交通特性進行分析，提出過飽和交叉口交通信號模糊關聯(lián)控制方法，并結合北京工人體育館所舉辦大型活動，運用VISSIM交通仿真軟件對研究結果進行驗證。主要取得成果如下：

1）利用高清視頻采集數(shù)據(jù)及VISSIM交通仿真軟線實現(xiàn)大型活動動態(tài)仿真，以大型活動散場時車流量為指標，有效檢驗了大型活動利用VISSIM實現(xiàn)動態(tài)交通仿真的可靠性，同時有效模擬了短期內(nèi)大型活動周邊路網(wǎng)交通狀態(tài)的動態(tài)變化，從而為更加準確分析大型活動影響下周邊路網(wǎng)交通特性奠定基礎。

2）總結了大型活動期間交通特性規(guī)律，主要包括活動散場時車輛駛離規(guī)律、各路段速度變化規(guī)律、時間里程相關性規(guī)律以及舉辦與不舉辦活動時速度變化規(guī)律，從而為更加準確地位大型活動舉辦期間控制策略的制定提供有力支持。

3）以提高過飽和交叉口通行能力，避免交叉口溢流現(xiàn)象發(fā)生為目標，首先給出排隊長度閾值確定、閾值檢測及排隊長度估計方法；之后根據(jù)路段關聯(lián)性、路段交通流狀態(tài)、路段放行約束以及路段車輛放行需求，對交叉口進口路段進行分類，并設計了動態(tài)相位組合及相序確定流程；結合上述研究成果，分析確定了過飽和交叉口信號控制的關鍵參數(shù)，在此基礎上，采用集散波理論、模糊控制相結合的方式，對過飽和交叉口信號控制問題進行了研究，最終形成飽和交叉口分布式關聯(lián)控制方法。應用該方法，各交叉口能夠在考慮到上下游路口關聯(lián)路段交通特征的基礎上，并行地進行信號配時計算，從而實現(xiàn)大型活動時過飽和交叉口群交通信號協(xié)調(diào)控制。并利用VISSIM二次開發(fā)進行仿真，本文提出的控制方法不僅能夠有效的抑制過飽和交叉口溢流現(xiàn)象的發(fā)生，筆耕文化推薦期刊，而且能夠減少車輛在單個路口的平均延誤時間。

參考文獻:

[1] 周和平,晏克非,徐汝華,文雅.  基于遺傳算法的公路網(wǎng)絡設計的雙層優(yōu)化模型[J]. 同濟大學學報(自然科學版). 2005(07)
[2] 胡祖光.  基尼系數(shù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)——以浙江省為例[J]. 統(tǒng)計研究. 2005(07)
[3] 于春全.  雅典奧運會交通考察報告(下)[J]. 道路交通與安全. 2004(06)
[4] 陳建華.  2010年亞運會對廣州城市規(guī)劃的影響[J]. 規(guī)劃師. 2004(12)
[5] 于春全.  雅典奧運會交通考察報告(上)[J]. 道路交通與安全. 2004(05)
[6] 崔洪軍,陸建,王煒.  基于多目標灰關聯(lián)投影法的道路建設項目排序模型[J]. 交通運輸工程與信息學報. 2004(03)
[7] 葛芳,王江燕,李鵬飛.  北京奧林匹克公園公交規(guī)劃方法研究[J]. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2004(03)
[8] 胡祖光.  基尼系數(shù)理論最佳值及其簡易計算公式研究[J]. 經(jīng)濟研究. 2004(09)
[9] 嚴海,嚴寶杰.  2008北京奧運會期間賽場周邊車輛停放對策研究[J]. 交通運輸工程與信息學報. 2004(01)
[10] 符亞明,吳朋,陳金賢.  奧運與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展分析[J]. 經(jīng)濟師. 2004(03)



本文編號：10457