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城市交通网络中,交叉口处的延误往往在整个旅行过程中占有很大的比例,会影响平衡交通网络流分析模型、算法和实现技术的准确性。本文针对这一问题,提出了考虑交叉口结构的城市交通网络流研究,对传统的分配模型与算法进行改进,并将理论成果与GIS技术结合,实现交通网络流信息的表达与再现。
本文首先针对城市交通网络提出了流向、流向阻抗、流向流量的概念,建立了考虑结点不同流向延误的用户均衡分配模型,并对该模型的相关原理,包括模型的解与Wardrop第一均衡分配原理的等价性、模型解的存在性和唯一性条件等进行了证明和分析。此外,还进一步利用起点算法设计了该模型的求解方法。
其次,在研究传统的道路网络拓扑存储结构的基础上,将改进的邻接链表模型与超点结构相结合,提出了针对城市道路网络的拓扑存储结构,并分别从空间代价和时间代价的角度,与虚结点模型和扩展邻接链表模型进行比较,证明了所建立的模型是符合面向城市交通流平衡分配预测模型的需求标准的。
最后,根据前述理论研究成果,采用ArcGIS提供的组件式开发工具ArcGIS Engine,在.NET(C#)环境下构建了交通网络信息可视化系统,对交通网络流信息进行再现,实现了交通网络要素拓扑结构的可视化表达,交通网络流平衡分配解算过程的可视化实现,交通流优化组织措施评价、交通网络服务水平的可视化评价等三方面的应用。
本文旨在对城市中的交通网络流进行研究分析,并将GIS技术应用到交通管理规划实践中去,为管理者的决策提供可视化的辅助支持。