道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸專業(yè)

道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)設(shè)計(jì)摘 要城市交通路網(wǎng)由城市中所有道路構(gòu)成，對(duì)城市人口的日常出行與城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要影響。隨著居民生活水平日益提高，對(duì)于出行的要求也隨之提高，居民出行時(shí)，都希望尋求一個(gè)效率高且可達(dá)性高的出行方案。同時(shí)，可達(dá)性在評(píng)價(jià)城市交通發(fā)展?fàn)顩r中也有舉輕重的作用。因此，對(duì)于交通路網(wǎng)可達(dá)性優(yōu)化模型及評(píng)價(jià)研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。論文的主要工作和創(chuàng)新性成果如下：在已有的可達(dá)性指標(biāo)研究中，多為研究城市路網(wǎng)的公共交通可達(dá)性，缺乏對(duì)私家車主群體的研究，而本文以駕車出行的私家車主為研究對(duì)象，研究其從出發(fā)地到目的地完成特定活動(dòng)的時(shí)間效用。同時(shí)，針對(duì)以往研究中僅考慮了交通網(wǎng)絡(luò)本身的阻隔因素，缺乏對(duì)道路環(huán)境中其他隨機(jī)因素的評(píng)價(jià)，所以本文基于已有的對(duì)可達(dá)性指標(biāo)的研究，對(duì)道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)進(jìn)行新的定義并建立模型，將道路堵塞和信號(hào)燈的等待時(shí)間成本加入可達(dá)性模型中；其次，針對(duì)以往的研究對(duì)機(jī)會(huì)需求的空間分布缺乏衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此本文計(jì)算可達(dá)性指標(biāo)時(shí)，以各段道路交通負(fù)荷量賦予權(quán)重，并基于實(shí)際的路網(wǎng)路徑計(jì)算出發(fā)地到目的地的時(shí)間，從而反映出不同交通負(fù)荷的道路對(duì)整個(gè)局部交通路網(wǎng)的影響力。 最后，列舉實(shí)例，選取了鹽城市與南京市市中心地段局部路網(wǎng)，計(jì)算兩市局部路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)，對(duì)比分析最終得出結(jié)論?！娟P(guān)鍵詞】交通路網(wǎng)；隨機(jī)性影響；可達(dá)性指標(biāo)Design of accessibility index under the influence of stochastic road environmentAbstractThe urban traffic network is composed of all the roads in the city, which has an important influence on the daily travel of urban population and the development of urban economy. With the improvement of the living standards of residents, the demand for travel has also increased, residents travel, they hope to find a high efficiency and accessibility of the travel program. At the same time, accessibility plays an important role in the evaluation of urban traffic development. Therefore, it is of great practical significance to study on the optimization model and evaluation of traffic network accessibility.The main work and innovative achievements are as follows:In the study of accessibility in the public transportation accessibility of city road network, the lack of research on the private owners group, and the driving private car owners as the research object, the research to complete the specific activities of the time utility.At the same time, in view of previous studies only consider the barriers of traffic network, because of the lack of evaluation of other random factors in road environment, so the research on accessibility index based on the new definition of accessibility index of random road environment under the shadow. And set up the model, the road congestion and signal waiting time cost adding reachability model;Secondly, according to the previous studies on the spatial distribution of opportunity demand lack of standards, this paper calculated the accessibility indicators, to each section of road traffic load weight, and calculate to destination time based on the actual road, which reflects the different traffic load on the local road traffic network influence.Finally, the local road network of YanCheng city and Nanjing city is selected to calculate the accessibility index of the local road network of two cities.Key words Traffic network；Random effect；Accessibility index目 錄一、 緒論1（一）研究背景、目的與意義1（二）相關(guān)研究綜述2（三）論文框架3二、道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究4（一）可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹4（二）道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的定義5（三）道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的算法7三、鹽城市與南京市局部交通路網(wǎng)實(shí)例分析9（一）局部交通路網(wǎng)的選擇9（二）局部交通路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算11（三）局部交通路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)分析比較13四、結(jié)束語(yǔ)15（一）總結(jié)15（二）需要進(jìn)一步研究的問題15參考文獻(xiàn)16致 謝17一、 緒論（一）研究背景、目的與意義1.研究背景隨著城市化進(jìn)程不斷深入和城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各類城市問題不可避免得應(yīng)運(yùn)而生。城市交通問題當(dāng)屬首當(dāng)其沖的城市問題，道路擁堵已不再是一個(gè)新鮮話題，出行時(shí)車輛的行程延誤很多情況下都是私家車的增多造成道路負(fù)荷增大引起的。與此同時(shí)，我國(guó)絕大多數(shù)城市的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還不完善，交通管理水平還相對(duì)比較低下，這嚴(yán)重影響了城市內(nèi)的正常生產(chǎn)與市民的日常生活。2城市里的交通網(wǎng)組成了城市的骨架，同時(shí)也成為城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和客、貨運(yùn)輸?shù)妮d體。1對(duì)于交通路網(wǎng)而言，科學(xué)合理的組織與符合該城市特征的布局，可以極大地改善城市路網(wǎng)的運(yùn)輸效率，促進(jìn)交通結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，為了對(duì)城市道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局的優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要建立相應(yīng)的指標(biāo)體系并不斷細(xì)化完善。5目前，針對(duì)城市交通網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)要求已設(shè)立了許多評(píng)價(jià)指標(biāo)，如抗堵塞能力、可達(dá)性、非直線系數(shù)、道路網(wǎng)密度、干道網(wǎng)密度、干道間距、路網(wǎng)等級(jí)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)連接度等，1多種指標(biāo)的建立構(gòu)成了城市路網(wǎng)評(píng)價(jià)體系。隨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，公眾對(duì)于日常交通的也不斷提出新的要求。出行者不僅要求能夠到達(dá)目的地，也開始關(guān)注行程時(shí)間，尤其是途中等待的成本，這就促使可達(dá)性的學(xué)術(shù)探討逐漸深入，取得了一定的研究成果。2 2.研究目的隨著私人轎車數(shù)量年年攀升，這就導(dǎo)致了我國(guó)大中型城市的道路時(shí)常堵塞，尤其是在早晚高峰期間的擁堵尤為嚴(yán)重。市民日常出行都不可避免得耗費(fèi)大量時(shí)間在等待堵車，四通八達(dá)的交通網(wǎng)絡(luò)也帶來(lái)了信號(hào)燈增多，紅燈時(shí)間增加的問題。市民的出行難是社會(huì)一直廣泛討論的話題，這也事關(guān)我國(guó)社會(huì)民生。本文開展可達(dá)性研究也正是為了提高居民日常生活效率，從而提高全社會(huì)的工作和生產(chǎn)效率。 在已有的研究中，出行時(shí)間、出行距離與出行花費(fèi)都是可達(dá)性研究各項(xiàng)指標(biāo)的重中之重。本文研究的對(duì)象為自行駕車出行而非搭乘公共交通工具的出行者，選取行程時(shí)間作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合城市路網(wǎng)擁堵的情況和道路環(huán)境中信號(hào)燈的隨機(jī)影響，通過使用改進(jìn)的空間阻隔模型來(lái)計(jì)算指標(biāo)，進(jìn)一步得衡量出在道路環(huán)境隨機(jī)因素影響下的局部路網(wǎng)從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)的難易程度。3.研究意義可達(dá)性指標(biāo)體現(xiàn)了交通網(wǎng)絡(luò)中從某一區(qū)位到達(dá)另一區(qū)位的出行時(shí)間(費(fèi)用、距離)的大小。它是一個(gè)受多方面因素影響的指標(biāo)，反映了一個(gè)城市道路網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的便捷程度，體現(xiàn)了該城市交通路網(wǎng)的規(guī)劃布局是否滿足公眾的需求。同時(shí)，可達(dá)性也是人文地理學(xué)的重要組成部分之一，是城市布局、土地建設(shè)、房地產(chǎn)評(píng)估、交通組織的首要前提，影響著這個(gè)城市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展11 本文另一現(xiàn)實(shí)意義在于，由于道路擁堵等隨機(jī)事件時(shí)有發(fā)生但又難以提前預(yù)測(cè)，局部路網(wǎng)常常受到各方面影響，往往出行者行駛到事發(fā)路段才發(fā)覺該路段發(fā)生了擁堵情況，而在擁堵的道路狀況下更換道路，或許會(huì)帶來(lái)更大的時(shí)間成本。而且城市交通四通八達(dá)，層出不窮的紅綠燈也極大得困擾著駕車出行的群眾，出行者耗費(fèi)大量時(shí)間在等待上，選擇一條可達(dá)性高的道路符合當(dāng)代大部分出行者的心理偏好。因此科學(xué)的可達(dá)性評(píng)價(jià)是城市規(guī)劃者與個(gè)人的共同需求。（二）相關(guān)研究綜述1. 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究綜述隨著80年代以來(lái)，城市化進(jìn)程加快，可達(dá)性研究逐漸成為熱門，國(guó)內(nèi)眾多研究人員在可達(dá)性指標(biāo)的相關(guān)研究上頗有建樹。楊濤、郭秀成等學(xué)者在前人研究基礎(chǔ)上重新詮釋了可達(dá)性，提出了可達(dá)性、易達(dá)性、通達(dá)性等多個(gè)適應(yīng)國(guó)情的可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)把馬鞍山市作為樣本區(qū)域，綜合評(píng)估了該市的路網(wǎng)可達(dá)性。10李彬從公共交通組織結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過訂立指標(biāo)估算出了該地公交可達(dá)性并評(píng)價(jià)其優(yōu)劣。曹小曙等學(xué)者通過調(diào)研交通路網(wǎng)的可達(dá)性變化及對(duì)周邊布局的影響，發(fā)現(xiàn)了可達(dá)性影響下的空間格局演變的歷程與規(guī)律。11劉俊等學(xué)者主要研究對(duì)象為江蘇省公共交通路網(wǎng)的可達(dá)性，通過多樣本區(qū)域演化總結(jié)歸納了路網(wǎng)可達(dá)性變化與多中心城市道路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況之間的關(guān)聯(lián)。5楊佩昆等學(xué)者考慮了城市規(guī)模、城市形狀和城市道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)水平，認(rèn)為改進(jìn)路網(wǎng)可達(dá)性是提高道路設(shè)施服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、改善道路堵塞與加快社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必要前提，并提出了相對(duì)可達(dá)性指標(biāo)。5 2. 國(guó)外相關(guān)研究綜述國(guó)外學(xué)者在對(duì)城市交通路網(wǎng)的方面開展研究工作得較早，已由對(duì)交通路網(wǎng)的定性研究逐漸過渡到定量及對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的模擬研究。11Adelheid Holl主要研究了了國(guó)家建成的西班牙高速公路通過改進(jìn)路網(wǎng)可達(dá)性從而帶來(lái)客、貨運(yùn)輸?shù)木薮蟀l(fā)展；13 Murayama Y評(píng)價(jià)了上世紀(jì)八十年代到九十年代期間日本鐵道建設(shè)給區(qū)域可達(dá)性帶來(lái)的變化，研究證明，改善可達(dá)性促進(jìn)了都市現(xiàn)代化進(jìn)程。15 Roger Vickerman對(duì)跨歐洲交通建設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行大量搜集，認(rèn)為可達(dá)性變化和地區(qū)經(jīng)濟(jì)變化之間存在某種關(guān)聯(lián)，并提出了初步的可達(dá)性經(jīng)濟(jì)評(píng)估模型。143. 研究綜述從本文選取的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述可以看出，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與城市交通方面，可達(dá)性理論及其應(yīng)用均獲得一定進(jìn)展。外國(guó)學(xué)者在研究可達(dá)性時(shí)，主要研究方向?yàn)閰^(qū)域經(jīng)濟(jì)，通過計(jì)算分析可達(dá)性來(lái)探討區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并提出相關(guān)模型與對(duì)策。2而由于資金、技術(shù)等方面的原因，我國(guó)真正開始系統(tǒng)性研究可達(dá)性是從80年代開始，且更突出的成果是在城市交通路網(wǎng)的可達(dá)性方面的研究，其中以郭秀成等學(xué)者適應(yīng)我國(guó)國(guó)情，創(chuàng)造性得提出的包含了可動(dòng)性、易達(dá)性、通達(dá)性的新可達(dá)性指標(biāo)體系，其良好的實(shí)用價(jià)值和理論價(jià)值是城市可達(dá)性研究的創(chuàng)新與豐富。11 （三）論文框架道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)1 引言l 研究背景、目的及意義l 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述 l 論文框架2道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究l 可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的定義l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的算法3 鹽城市與南京市局部運(yùn)輸路網(wǎng)實(shí)例分析l 局部交通路網(wǎng)的選擇l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的分析比較4 結(jié)束語(yǔ)l 總結(jié)l 需要進(jìn)一步研究的問題道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)1. 引言l 研究背景、目的及意義l 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述 l 論文框架2. 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究l 可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的定義l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的算法3. 鹽城市、南京市局部運(yùn)輸路網(wǎng)實(shí)例分析l 局部交通路網(wǎng)選取l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的分析比較4. 結(jié)束語(yǔ)l 總結(jié)l 需要進(jìn)一步研究的問題道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)1. 引言l 研究背景、目的及意義l 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述 l 論文框架3. 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究l 可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的定義l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的算法4. 鹽城市、南京市局部運(yùn)輸路網(wǎng)實(shí)例分析l 局部交通路網(wǎng)選取l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的分析比較5. 結(jié)束語(yǔ)l 總結(jié)l 需要進(jìn)一步研究的問題道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)1. 引言l 研究背景、目的及意義l 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究綜述 l 論文框架4. 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究l 可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的定義l 道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的算法5. 鹽城市、南京市局部運(yùn)輸路網(wǎng)實(shí)例分析l 局部交通路網(wǎng)選取l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算l 局部交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)的分析比較6. 結(jié)束語(yǔ)l 總結(jié)l 需要進(jìn)一步研究的問題圖1 論文框架圖二、道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的研究可達(dá)性有著十分廣泛的涵義，不同研究方向?qū)蛇_(dá)性的解釋也不盡相同，但大體包括微觀和宏觀兩個(gè)方面。從微觀層面看，可達(dá)性可以代表出行者到達(dá)某一區(qū)位的難易程度，反映了出行者對(duì)城市系統(tǒng)和路網(wǎng)設(shè)施的使用程度；從宏觀層面看，可達(dá)性用來(lái)表現(xiàn)出行者在一定交通工具的輔助下，從起地點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)的便捷程度，反映了不同點(diǎn)之間交通交流的便利程度。4參考目前的文獻(xiàn)，本文分析歸納了可達(dá)性的相關(guān)性質(zhì)，總體概括有如下三點(diǎn)：（1）空間可達(dá)性；（2）時(shí)間可達(dá)性；（3）經(jīng)濟(jì)可達(dá)性，其中時(shí)間可達(dá)性將是本文研究的重點(diǎn)。出行者實(shí)現(xiàn)外出計(jì)劃或到達(dá)目的地，基本都是借助一定的交通方式來(lái)完成的。撇開距離因素不談，時(shí)間是另一個(gè)交通出行中最基本的阻抗因素，同時(shí)時(shí)間具有簡(jiǎn)單易比較的特點(diǎn)，因此沒有特殊情況的話，出行者都會(huì)比較不同路線所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)決定最終的路線計(jì)劃。因此，很多學(xué)者在研究城市交通可達(dá)性時(shí)，在給定條件里就先設(shè)置時(shí)間因素，將其設(shè)定為一個(gè)不變常量從而使其他影響因素不斷變化來(lái)探討城市交通可達(dá)性的變化規(guī)律與內(nèi)在評(píng)價(jià)，4忽視了行程時(shí)間在道路環(huán)境影響下的不確定性；而在對(duì)時(shí)間可達(dá)性的相關(guān)研究里，許多學(xué)者的重點(diǎn)研究了城市公共交通方向，這不符合當(dāng)下私家車主群體的日益增多的社會(huì)現(xiàn)狀。綜上所述，本文探討的可達(dá)性為宏觀上的，即研究出行者在一定的時(shí)間里、以特定的交通方式（私家車）、在道路隨機(jī)性影響下從起點(diǎn)到達(dá)目的地完成特定活動(dòng)的時(shí)間效用。（一）可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型介紹已有的可達(dá)性成果中，Allen研究的空間阻隔模型是如今較為基礎(chǔ)通用的，它用交通點(diǎn)間的平均阻隔來(lái)表現(xiàn)城市交通路網(wǎng)的可達(dá)性，平均阻隔越小，可達(dá)性越好；平均阻隔越大，可達(dá)性越差，表達(dá)式見公式（1）： （1）式中：表示對(duì)象i的可達(dá)性i、j分別表示起點(diǎn)和終點(diǎn)的編號(hào)； 表示交通網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)； 表示從節(jié)點(diǎn) i 到節(jié)點(diǎn) j 的出行時(shí)間。空間阻隔的衡量標(biāo)準(zhǔn)主要包括空間上的距離、時(shí)間上的距離和經(jīng)濟(jì)費(fèi)用距離，而本文主要采取時(shí)間上的距離作為度量標(biāo)準(zhǔn)，它體現(xiàn)的是路網(wǎng)交通點(diǎn)間的空間位置和拓?fù)湫畔?，而且易于理解，一目了然，在城市?guī)劃與城市路網(wǎng)的宏觀可達(dá)性評(píng)價(jià)中得到廣泛推廣。然而它的缺點(diǎn)也顯而易見：首先，僅僅以道路本身的阻隔來(lái)表達(dá)節(jié)點(diǎn)間的平均阻抗，沒有考慮到其它影響可達(dá)性的因素；然后，模型也忽略了對(duì)機(jī)會(huì)需求的空間分布；最后，該模型使用兩節(jié)點(diǎn)間的直線距離作為計(jì)算路徑，但是與實(shí)際行駛路徑有所差別。如要充分準(zhǔn)確的使用該模型，需要對(duì)其進(jìn)行改善。基于以上幾點(diǎn)缺陷，本文采用將道路堵塞和交岔口信號(hào)燈的等待時(shí)間成本納入考核、以各段道路交通負(fù)荷量賦予權(quán)重和基于實(shí)際的路網(wǎng)計(jì)算出發(fā)地到目的地的時(shí)間等手段來(lái)進(jìn)行改進(jìn)。（二）道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的定義一般情況下，出行者在出發(fā)前就會(huì)確定起點(diǎn)與終點(diǎn)，而大部分出行者出于節(jié)約時(shí)間的角度考慮，都會(huì)選擇一條到達(dá)目的地的最短路線。由于道路堵塞的不可預(yù)見性和交通網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)動(dòng)態(tài)性，路程往往不是一帆風(fēng)順，途中或發(fā)生道路堵塞，此時(shí)將不可避免的發(fā)生等待時(shí)間成本，而擁堵道路并不適合調(diào)轉(zhuǎn)方向更換道路，出行者重選駕駛路徑或造成更大的時(shí)間成本。同時(shí)，如今交通網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá)，在交岔路口對(duì)紅綠燈的等待時(shí)間也是不容忽視的一環(huán)。8城市交通作為一個(gè)整體，可以把交通點(diǎn)、交岔路口看作節(jié)點(diǎn)，把公路的路段看作兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邊，從而形成一張局部交通網(wǎng)絡(luò)圖。本文研究道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)，是指出行者在選擇了一條從出發(fā)點(diǎn)到目的點(diǎn)的最短路徑后，包括預(yù)期出行時(shí)間、行駛途中發(fā)生道路堵塞時(shí)等待直至道路恢復(fù)通行和正常等待信號(hào)燈后的總出行耗時(shí)，表達(dá)見公式（2）： （2）式中：表示道路堵塞和途遇紅燈的時(shí)間等待成本表示路段m的預(yù)期行駛時(shí)間表示基于道路m交通負(fù)荷的權(quán)重系數(shù) 如果的值越大，則行程時(shí)間越長(zhǎng)，表明該局部路網(wǎng)的可達(dá)性越差；如果的值越小，則行程時(shí)間越短，表明該局部路網(wǎng)的可達(dá)性越好。 1.交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù) 其中，為加權(quán)系數(shù)，可達(dá)性難度除了反映出行難易程度外，還應(yīng)考慮該段道路在整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)接程度和車流量的布局情況，交通負(fù)荷較大的道路，其道路時(shí)間成本對(duì)總體交通時(shí)間成本的影響程度更深。為反映出這一差異，路段m的時(shí)間成本以基于該路段在相對(duì)時(shí)間內(nèi)的交通負(fù)荷量在整個(gè)路網(wǎng)中交通負(fù)荷量的比重來(lái)賦權(quán)表示，即公式（3）： （3）式中：表示路段m在時(shí)段內(nèi)的交通負(fù)荷 M表示行駛路線中包含的路段數(shù)2.路段上點(diǎn)對(duì)間的預(yù)期行駛時(shí)間 假設(shè)出行者一路暢通無(wú)阻，如果能得到出行路徑上各路段的行駛車速數(shù)據(jù)，則點(diǎn)對(duì)之間的預(yù)期行駛時(shí)間則可以用公式（4）表示： （4） 式中：表示路段m的預(yù)期行駛時(shí)間 表示路段m的長(zhǎng)度 表示路段m上的平均速度 3.路段上點(diǎn)對(duì)之間的等待時(shí)間本文的可達(dá)性指標(biāo)是計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的行駛時(shí)間得來(lái)的，根據(jù)定義，行程時(shí)間包括行駛途中的自有時(shí)間和異常情況下的等待時(shí)間兩部分?？疾斓却龝r(shí)間主要是分析車輛在道路堵塞時(shí)的等待時(shí)間和途遇信號(hào)燈的延誤時(shí)間之和，所以出行者在行駛過程的等待時(shí)間可以用公式（5）表示： （5）式中：表示道路堵塞時(shí)出行者等待直至道路恢復(fù)通行的時(shí)間 表示該出行者等待紅燈直至結(jié)束的時(shí)間（1）道路堵塞時(shí)間成本其中， 道路的流量情況瞬息萬(wàn)變，本文僅匯總過往的道路數(shù)據(jù)，進(jìn)行縱向匯總計(jì)算出路段m的道路堵塞發(fā)生概率與平均等待時(shí)間，即： （6） 式中：表示路段m的平均堵塞概率 表示路段m發(fā)生堵塞時(shí)的平均等待時(shí)間 其中，路段m的平均堵塞概率表達(dá)式為公式（7）： （7） 式中：表示路段m發(fā)生交通事故總數(shù) 表示路段m的長(zhǎng)度 將公式（7）帶入公式（6）可得路段m在道路堵塞情況下的等待時(shí)間，即： （8）（2）信號(hào)燈等待時(shí)間成本假定出行者在交岔路的等待時(shí)間是所行駛路線在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的非通行時(shí)間的一半，那交岔路等待時(shí)間可用公式（9)表示 （9）式中：為計(jì)算方向上的綠信比 C為紅燈信號(hào)周期長(zhǎng) （三）道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)的算法給定的交通網(wǎng)絡(luò)，為中點(diǎn)的集合，為中邊的集合。設(shè)與是中的起點(diǎn)與終點(diǎn)，本文假設(shè)的道路堵塞是在路段飽和度超過80%時(shí)發(fā)生的，平均堵塞概率取時(shí)段內(nèi)堵塞次數(shù)的平均值。 （1）任一節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用Dijkstra標(biāo)號(hào)法計(jì)算到任一節(jié)點(diǎn)的最短路徑，設(shè)最短路徑中任意路段長(zhǎng)度為，則最短路徑總長(zhǎng)為（2）應(yīng)用上一步計(jì)算出任意兩點(diǎn)間的最短路徑，除以出行者途中的平均速度，就可以得到所有的（3）根據(jù)對(duì)路段m發(fā)生交通事故總數(shù)、路段長(zhǎng)度和路段飽和度等相關(guān)數(shù)據(jù)整理，歸納出路段的平均堵塞概率和平均堵塞時(shí)間，然后根據(jù)公式計(jì)算道路堵塞時(shí)間成本 （4）根據(jù)路段m的綠信比和平均周期時(shí)長(zhǎng)C，計(jì)算出紅燈等待時(shí)間成本（5）根據(jù)路段m的交通負(fù)荷量和整條最短路徑的交通負(fù)荷量相除得出路段m的交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù)（6）道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性指標(biāo)城市交通路網(wǎng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，影響著人們?nèi)粘５纳畛鲂?。研究路網(wǎng)可達(dá)性不該僅僅解決道路堵塞現(xiàn)狀就點(diǎn)到即止，而應(yīng)嘗試通過改進(jìn)路網(wǎng)可達(dá)性來(lái)提升交通路網(wǎng)對(duì)公眾的服務(wù)水平。4 根據(jù)本文論述，可達(dá)性就是指居民選擇任意交通方式，從起點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間成本。為了建成更具有現(xiàn)實(shí)價(jià)值的模型，可達(dá)性研究要結(jié)合道路環(huán)境的隨機(jī)動(dòng)態(tài)性影響，在已有成果模型上加入了對(duì)道路環(huán)境隨機(jī)性因素的研究。本文基于道路環(huán)境的隨機(jī)性影響，考慮到道路堵塞和信號(hào)燈的不確定性影響，提出了道路環(huán)境隨機(jī)性影響下可達(dá)性指標(biāo)的概念，該指標(biāo)用以計(jì)算局部交通網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性指標(biāo)。通過本文的研究，出行者在出發(fā)前可以獲取路段可達(dá)性信息，選擇可達(dá)性最優(yōu)的路徑出行路線，城市規(guī)劃者在道路組織建設(shè)時(shí)結(jié)合路網(wǎng)可達(dá)性數(shù)據(jù)，對(duì)交通路網(wǎng)進(jìn)行更全面的綜合設(shè)計(jì)與評(píng)估。三、鹽城市與南京市局部交通路網(wǎng)實(shí)例分析本章在道路環(huán)境隨機(jī)性影響的定義的基礎(chǔ)上，通過所設(shè)計(jì)的可達(dá)性模型與算法，分析鹽城市和南京市的局部路網(wǎng)通行狀況，并分別選擇了鹽城市市區(qū)所在的局部路網(wǎng)以及南京市市區(qū)所在的局部路網(wǎng)，旨在通過對(duì)這兩塊具有典型意義的交通路網(wǎng)從而進(jìn)行可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算、比較和分析。（一）局部交通路網(wǎng)的選擇1. 鹽城市局部路網(wǎng)選擇鹽城，位處于中國(guó)東部沿海地段，江蘇省中部， 經(jīng)緯度為32°34N至34°28N， 119°27E至120°54E之間。鹽城是江蘇省占地面積最大的城市，已接近1.7萬(wàn)平方千米。鹽城東臨黃海，南臨南京，西南與泰州接壤，西北與淮安相連，北隔灌河和連云港市相望。鹽城是江蘇沿海地帶新晉的工商業(yè)的城市，也是長(zhǎng)三角地區(qū)舉足輕重的中心城市。12關(guān)于局部路網(wǎng)的選取，本文選擇的是鹽城市市區(qū)中心的局部路網(wǎng)，該地段是在聚龍湖附近，以解放南路、人民南路、東進(jìn)路、鹽瀆路以及國(guó)道G204為邊界組成，該局部路網(wǎng)位于商業(yè)建筑、風(fēng)景名勝和學(xué)校較密集地段，因此具有一定的代表性。局部路網(wǎng)選取結(jié)果如下圖1，由百度地圖測(cè)距得出各路段大概距離：（單位m）， 鹽城市局部路網(wǎng)的選取結(jié)果如下圖：V1V4V8V2V3V5V6V7V9V10V11 圖2 鹽城市市區(qū)局部路網(wǎng) 圖3 鹽城市市區(qū)局部路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖（資料來(lái)源：根據(jù)百度地圖定位得出，2. 南京市局部路網(wǎng)選擇南京市是江蘇省省會(huì)，地處中國(guó)東部地區(qū)、長(zhǎng)江下游、瀕江近海， 位于31°14N至32°37N，118°22E至3119°14E之間，是長(zhǎng)三角地區(qū)及華東地區(qū)唯一的特大城市，目前全市常住人口約八百余萬(wàn)人。南京是國(guó)家級(jí)別的綜合交通樞紐，鐵路、公路、水運(yùn)、空運(yùn)、管道五種運(yùn)輸方式全面發(fā)展，目前南京高速公路通車總里程約有六千余米，高速公路網(wǎng)密度已到達(dá)每百平方千米九公里，名列全國(guó)第一。為了兩個(gè)城市得出的數(shù)據(jù)具有可比性，本文在此同樣選擇了以新街口附近商業(yè)地帶較密集的地段進(jìn)行研究。該局部路網(wǎng)由廣州路、珠江路、龍?bào)粗新泛腿鸾鹇窞檫吔缃M成的。局部路網(wǎng)選取結(jié)果如下圖3，由百度地圖測(cè)距得出各路段大概距離：（單位），。 南京市局部路網(wǎng)的選取結(jié)果如下圖：V1V2V3V4V5V6V7V9V8V10 圖4 南京市市區(qū)局部路網(wǎng) 圖5 南京市市區(qū)局部路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖（資料來(lái)源：根據(jù)百度地圖定位得出，（二）局部交通路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)的計(jì)算為了使計(jì)算結(jié)果更有一定的代表性，本文選取的路網(wǎng)信息是在下班時(shí)間即17：00-19：00的晚高峰期間行駛經(jīng)過該局部路網(wǎng)的數(shù)據(jù)整理而成的。1.鹽城市市區(qū)局部路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)計(jì)算 （1）首先應(yīng)用Dijkstra標(biāo)號(hào)法進(jìn)行計(jì)算，從而得到從到之間的最短路徑各路段長(zhǎng)度如表1所示，最短距離為4.82km。 （2）根據(jù)查閱資料本文中所選道路路段基本信息及近3月的高峰期交通負(fù)荷量和道路飽和度數(shù)據(jù)，得到各路段長(zhǎng)度和平均堵塞率如表1所示：表1 路段基本信息表路段交通量（pch/h）16201520144015601510路段長(zhǎng)度（km）0.870.820.911.171.05路段堵塞率(%)67%33%50%47%62%（資料來(lái)源：根據(jù)江蘇省鹽城市公路管理處網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理得出，（3）查閱相關(guān)數(shù)據(jù)可得該路徑各交叉口基本信息如表2所示，通過計(jì)算得各交岔路口信號(hào)燈等待時(shí)間分別為17s、17.5s、17.5s和17.5s。表2 交叉口基本信息交叉口信號(hào)周期(s)70606060綠燈時(shí)間(s)3625 2525（資料來(lái)源：根據(jù)江蘇省鹽城市公路管理處網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理得出，（4）通過以上數(shù)據(jù)，繼續(xù)整理計(jì)算，得到交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù)、預(yù)期行程時(shí)間和路段堵塞時(shí)間如表3所示:表3可達(dá)性指標(biāo)計(jì)算路段交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù)0.210.200.190.200.20預(yù)期行程時(shí)間(h)00140.0130.0150.0200.18路段堵塞時(shí)間(h)0.0340.0170.0250.0240.031(5)計(jì)算道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性性指標(biāo) 2.南京市市區(qū)局部路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)計(jì)算（1）首先應(yīng)用Dijkstra標(biāo)號(hào)法進(jìn)行計(jì)算，從而得到從到之間的最短路徑，各路段長(zhǎng)度如表4所示，最短距離為3.46km。（2）同樣，查閱南京市公路管理網(wǎng)，晚高峰時(shí)期南京市市區(qū)局部路網(wǎng)狀況如表4、表5所示：表4路段基本信息表路段交通量（pch/h）18601910172018301840路段長(zhǎng)度（km）0.521.010.3310.6路段堵塞率(%)89%94%87%77%80%（資料來(lái)源：根據(jù)南京公路網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理得出，表5 交叉口基本信息交叉口信號(hào)周期(s)90907090綠燈時(shí)間(s)4545 3645（資料來(lái)源：根據(jù)南京公路網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理得出， (3) 通過以上數(shù)據(jù)，繼續(xù)整理計(jì)算，得到交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù)、預(yù)期行程時(shí)間和路段堵塞時(shí)間如表6所示， 各交岔路口信號(hào)燈等待時(shí)間分別為22.5s、22.5s、17s和22.5s。表6可達(dá)性指標(biāo)計(jì)算路段交通負(fù)荷加權(quán)系數(shù)0.200.210.190.200.20預(yù)期行程時(shí)間(h)0.0090.0170.0060.0170.010路段堵塞時(shí)間(h)0.0450.0470.0440.0390.04（5）計(jì)算道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性性指標(biāo) （三）局部交通路網(wǎng)的可達(dá)性指標(biāo)分析比較本文選取鹽城市和南京市局部路網(wǎng)作為實(shí)例來(lái)分析兩城市局部路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)，分析以上數(shù)據(jù)，在道路環(huán)境隨機(jī)性影響下，鹽城市局部路網(wǎng)（最短路徑長(zhǎng)度為4.82km）的可達(dá)性指標(biāo)為0.017，南京市局部路網(wǎng)（最短路徑長(zhǎng)度為3.46km）可達(dá)性指標(biāo)為0.017，雖然兩城市可達(dá)性指標(biāo)相等，但考慮到鹽城所選路網(wǎng)的最短路徑長(zhǎng)度大于南京市，所以可得出結(jié)論：在道路環(huán)境隨機(jī)性影響下，鹽城市城市交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)要優(yōu)于南京市城市交通路網(wǎng)可達(dá)性指標(biāo)，即按最短路徑計(jì)劃行駛，鹽城市局部路網(wǎng)內(nèi)的車輛到達(dá)目的地的時(shí)間要短于南京市局部路網(wǎng)內(nèi)車輛到達(dá)目的地的時(shí)間。通過對(duì)可達(dá)性的研究，出行者可以在出行前了解城市路網(wǎng)的相關(guān)情況，理性選擇可達(dá)性最優(yōu)的路徑出行，既節(jié)省行程時(shí)間，也縮短了在行駛途中等待的時(shí)間。四、結(jié)束語(yǔ)（一）總結(jié)進(jìn)入21世紀(jì)后，中國(guó)各省市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程加大，車輛保有量的不斷增加，同時(shí)，交通基礎(chǔ)設(shè)施的落后、公眾違反交通規(guī)范屢禁不止的現(xiàn)狀導(dǎo)致很多城市的交通效率非常低下，交通堵塞情況愈演愈烈，不但此類動(dòng)態(tài)交通問題值得引起關(guān)注，一些靜態(tài)交通問題（如交通道路被非法停車的車輛占用道路等）也需要交通管理者進(jìn)行進(jìn)一步改善。當(dāng)前交通狀況不但影響著市民日常外出的正常開展，也嚴(yán)重限制著城市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步飛躍。1現(xiàn)如今，出行者不僅僅是要求能夠順利到達(dá)目的地，而是更加需要一定的數(shù)據(jù)信息的支持來(lái)選擇一條花費(fèi)成本最少的路徑，減少不必要的等待時(shí)間，這就需要交通管理者在道路布局組織時(shí)就考慮到科學(xué)設(shè)置交通路網(wǎng)的能力。9本文在國(guó)內(nèi)外學(xué)者給出的模型及評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了傳統(tǒng)的可達(dá)性指標(biāo)的空間阻隔模型，不僅能反映交通網(wǎng)絡(luò)本身的阻隔，而且添加了相關(guān)道路隨機(jī)因素對(duì)動(dòng)態(tài)的路網(wǎng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)模型的設(shè)置，即將道路堵塞和交岔路口信號(hào)燈這兩種情況加入模型進(jìn)行考核，同時(shí)，考慮到不同交通負(fù)荷的道路對(duì)整個(gè)局部交通路網(wǎng)影響力的不同，本文以各段道路交通負(fù)荷量賦予權(quán)重，并基于實(shí)際的路網(wǎng)路徑計(jì)算出發(fā)地到目的地的時(shí)間，從而更準(zhǔn)確的表現(xiàn)出在道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的局部路網(wǎng)的可達(dá)性效用。 本文在最后，以鹽城市和南京市為例，分別選取了這兩個(gè)城市商業(yè)較集中的局部路網(wǎng)，利用算法對(duì)兩城市的交通路網(wǎng)的道路環(huán)境隨機(jī)性影響下的可達(dá)性進(jìn)行了計(jì)算，得出結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，旨在為市民出行提供數(shù)據(jù)參考，為城市道路的規(guī)劃者對(duì)交通路網(wǎng)的整體把握提供信息支持。如何對(duì)城市交通網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，如何對(duì)目前的交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，對(duì)城市道路建設(shè)和交通管理都有十分重要的意義。本文的可達(dá)性指標(biāo)及模型以出行時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)表述了交通網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接程度，并且綜合道路堵塞、交岔路信號(hào)燈和車流量負(fù)荷等各隨機(jī)因素，為評(píng)估不同規(guī)模和組織的城市交通結(jié)構(gòu)提供了一種比較符合實(shí)際的方式。7 （二）需要進(jìn)一步研究的問題因?yàn)橛绊懣蛇_(dá)性大小的因素十分復(fù)雜，所以本文對(duì)所研究的定義及模型進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，在指標(biāo)組成、定義模型和方法選取等方面還存在一定的不足，有待于日后工作的進(jìn)一步探討。（1）本文將道路堵塞發(fā)生的概率作為非正常條件下的影響因素，缺乏對(duì)其他道路環(huán)境不利因素影響下的可達(dá)性指標(biāo)的考慮。（2）對(duì)可達(dá)性進(jìn)行研究時(shí)，數(shù)據(jù)選取的時(shí)間跨度過短，今后的研究中應(yīng)延長(zhǎng)研究的時(shí)間段，以便更好的把握可達(dá)性的動(dòng)態(tài)演變。參考文獻(xiàn)1葛長(zhǎng)飛.城市道路交通網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)研究D西安：西安工業(yè)大學(xué)，20102左盼盼.城市公共交通可達(dá)性優(yōu)化模型及評(píng)價(jià)研究D蘭州：蘭州交通大學(xué)，20143張璽.基于出行方式的城市交通可達(dá)性研究D成都：西南交通大學(xué)，20054李捷.城市公共交通可達(dá)性評(píng)價(jià)研究D天津：天津商業(yè)大學(xué)，20125蘇兵，徐寅峰.交通網(wǎng)絡(luò)的抗堵塞能力分析及計(jì)算J.系統(tǒng)工程，2005.6，23(6)：16-206張志學(xué).區(qū)域可達(dá)性演變及與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究D西安：西北大學(xué)，20097曾松、楊佩昆、方棣波.城市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可達(dá)性評(píng)價(jià)J.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，29(6)：666-6718柯曉慶.交通事故隨機(jī)性影響下行程時(shí)間可靠性指標(biāo)設(shè)計(jì)D.鹽城:鹽城師范學(xué)院，20169姜晗.運(yùn)輸路網(wǎng)抗堵塞能力限制下非直線系數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)D.鹽城：鹽城師范學(xué)院，201610楊濤、郭秀成.城市交通可達(dá)性新概念及其應(yīng)用研究J.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，1995，8(2)：25-3011王劍.西寧市公共交通可達(dá)性研究D青海：青海師范大學(xué)，201512沈東、杜素文.鹽城市與江蘇沿海城市發(fā)展?fàn)顩r對(duì)比J.大陸橋視野，2015，23:71-7313Holl 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