同济大学 交通运输规划与管理
导师 陈川
2013年5月
城市交通系统是一个典型的、开放的复杂系统，需要关注对系统演变过程的有效监测。相应的支持决策模型的需要不仅包括面向未来的决策分析和面向对过去的规律辨识，而且还包括对现实的问题结构诊断。现实中，频繁、常发的拥堵有使城市地区间连通性降低，使某些区域处于连通不便甚至不可达的状态。城市重要区域承担着城市大部分社会、经济活动，这些地区的连通性下降会对城市的正常活动造成较大的影响。在城市交通拥挤已经成为常态前提下，保障交通连通性成为城市道路交通系统运行的目标。
浮动车技术的发展使得采集城市交通实时数据成为可能。这为构建模拟道路交通运行状态的路网提供了充分的技术支持。传统连通性是拓扑空间的一种性质，缺少对交通运行状态的考量。本论文在静态网络拓扑空间的连通度基础上，考虑交通运行状态影响下的片区间连通水平的可靠性，对城市重要区域的连通性进行分析，探索一种表达路网对区域之间连通保障状况的研究方法，为交通道路系统规划提供参考和依据。
本论文对浮动车数据采集技术、交通拥堵背景下路径选择、可靠性分析等相关技术要点进行了回顾和分析；在国家自然基金青年基金项目（编号：71001079）和深圳市交通仿真系统二期项目（SUTSS Phase II）的支持下，利用深圳市浮动车GPS数据和深圳市电子地图展开研究，主要工作有：（1）从路网拓扑连通角度划分城市区域。探讨了空间句法技术应用在城市路网划分方面的可行性，通过建立实验路网提取划分城市区域的有效指标，以深圳实际路网进行测试。（2）利用随机时变路网环境的路径选择理论，研究区域间具有代表性连通路径的选取方法，建立相应模型，并给出求解算法。以深圳市为例探讨了该方法的合理性。（3）分析重点区域间连通行程时间的可靠性。根据不同区域对间连通路径行程时间的变化特征，选取几类典型片区，对其连通行程时间进行统计特征、随机分布特征、可靠性研究。该研究能为城市交通综合治理、年度交通建设计划制定、局部设施改造与管理措施实施提供依据。
关键词：随机时变路网，最优路径，连通性，行程时间可靠性