城市交通网络单向拥堵分流策略的设计与实现开题报告
1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
1.1 题目背景
城市交通拥堵是世界各国城市在发展过程中普遍面临的一个严峻问题，已经严重影响了我国道路交通的可持续发展。因此寻找到有效的缓解方法就成为了解决交通拥堵问题的重要途径。目前，我国的城市交通基础设施、管理水平均已无法适应城市发展的需求，成为制约城市社会和经济发展的瓶颈。交通拥堵现象由点到线，由局部向整个路网扩散，引起了行程时间的增加、运营成本的上升。因此，科学的预测路网交通在未来各个时刻的运行状况具有非常重要的现实意义。
1.2 研究意义
我国城市交通拥堵问题日趋严重。但由于交通管理手段的滞后,在城市主干道拥挤不堪时,很多支路却被闲置。采用城市支路分流主干道交通量,将支路的单向交通组织作为缓解城市交通压力的 有效管理手段,优化路网结构、提高支路利用率,从而达到缓解交通拥挤的目的。 本文通过分析单向交通的特征和城市道路系统中支路的建设和利用程度现状,以支路作为单向交通组织的优化对象,以减轻道路负荷水平并保障出公平性的目标, 对单向交通组织优化问题进行分析。建立了以路段饱和度超限量和车绕行系数最小化为目标的双层规划模型,并设计了求解模型的模拟退火算法。算例结果表明单向交通组织可以降低路段饱和度超限量,缓解干道路段的拥堵,但随着绕行系比重的增大,路段饱和度超限量的优化能力逐渐减弱。同时对实例路网进行了单向交通组织优化的实证分析,并将优化方案与实际运行方案进行了比较。 在此基础上,考虑到交叉口延误对单向交通组织和路径选择行为的影响,建立了带交叉口延误的单向交通组织优化的双层规划模型,并考虑交叉口延误对单向交通优 化算法进行扩展。算例结果表明考虑交叉口延误时支路分流能力不及无交叉口延误影响时的情况,但是支路流量分布更为均衡。 [资料来源：http://Doc163.com]
1.3 国内外相关研究情况
目前，国外治理交通拥堵措施大致可以分三大类：引导需求、增加供给和加强管理。引导需求的重点是实施交通需求管理，抑制交通产生；增加供给的重点是大力发展公共交通，扩大服务能力；加强管理的重点是应用智能交通系统，疏导交通流量。
1. 交通需求管理就是通过减少或分散需求使供需平衡，保证交通系统有效运行。相对于传统的适应需求的被动管理，交通需求管理是一种主动式管理，其实质是通过交通政策的导向作用，运用一定技术，通过收费等手段影响交通参与者对交通方式、时间、地点、路线等的选择，使需求时间、空间均衡化，以保持一定的供需平衡。拥挤收费和车牌限制通行是国外运用较广、效果较好的两种控制车辆使用的方法。城市道路拥挤收费是指在考虑出行者路径选择行为的基础上，在交通拥挤时段对部分区域道路使用者收取一定的费用，达到舒缓交通拥挤的目的。如今，道路拥挤收费已经陆续在新加坡、伦敦、奥斯陆、斯德哥尔摩等城市成功实施。车牌限制通行是指禁止某一类型车牌号码的车辆在规定时间和 区域内通行，其目的是采用行政手段限制车辆使用，从而减少交通流量，缓解交通拥堵。韩国汉城是运用车牌限制通行比较成功的城市之一，曾多次短期采用车牌限制通行。 [资料来源：https://www.doc163.com]
2. 国外治理交通拥堵的政策更加侧重于从运输装备角度扩大交通服务能力，其中最有效的措施之一就是大力发展公共交通。公交方式的优点是载客量大，单位人数占用土地面积小。国外公交优先政策鼓励发展的项目包括快速公交系统和轨道交通等。
3.如果短期内无法改变供不应求的现状，也可以运用先进的交通管理和控制技术，综合考虑道路、驾驶员和车辆等因素，系统地解决交通问题。智能交通系统就是体现这一思路的最有效的交通拥堵治理措施。智能交通系统（简称ITS）是指将先进的信息、电子通信、自动控制、计算机以及网络等技术有效、综合地运用于整个交通运输管理体系，建立起一种在大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理和控制系统。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1 研究的主要内容
通过对城市交通网络单向拥堵分流策略的设计与实现，在整个城市中形成连接到各个地点的树形道路，各个地点的道路链接点处通过交通流量采集设备获得道路流量信息。道路会聚点通过信息数据包的交换来进行计算，选定城市交通网中的道路汇聚点和道路制定汇聚点，确定道路端口的角色是道路汇聚端口、指定的道路端口或者备用道路端口。经过计算后，生成了一个无环路的“树”型交通通行率最小的道路结构。
2.2 研究方案、研究方法或措施
2.2.1 算法信息数据单元（IDU）的构成
城市交通网络内各个道路汇聚点根据每个道路端口优先级向量决定每个道路端口角色。
2.2.2向量组优先级比较
（1） 计算累积拥堵因子Root Path Cost
（2） 确定指定道路汇聚点和指定的道路端口
（3） 确定道路汇聚端口和替代道路端口
实验研究方法：在软件初步完成时，反复地调试系统可运行性，在运行平台上反复地实验，找出问题，分析问题，从而解决问题。直到系统运行成功为止。在设计中以需求分析为基础，写出系统开发计划、实现流程及相关问题的实现方法，然后用这个流程进行本次开发。
3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
3.1 本课题研究的重点
重点要掌握关于城市路口交通现状调查、交叉口的基本构成、流量、延误、停车数、排队数量、非机动车运行情况、信号灯控制、交通标志、监控设备以及交通组织优化设计等，还要重点掌握城市交通路线的划分，关于城市交通网络单向拥堵中的向量优先级的设计。 [资料来源：http://Doc163.com]
3.2本课题研究的难点
通过对城市交通网络单向堵塞的调查，要计算出研究方案中调查出来的数据，以及交通流量调查方案及人员分配、组织分析以及依据的原则、软件的仿真，得出结果分析优化效果，然后应用自己以前学习的编程语言编写出基于城市交通网络单向拥堵分流算法的设计和实现。
3.3前期已开展的工作
这段时间我通过网上查阅资料，对本课题已经有了基本的了解。有了基本的思路。另外通过导师对我的教导，以及我自己的调研，我对这次毕业设计充满了信心与期待，
我相信自己一定是可以实现这个网络的设计的。
4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
第1周—第3周：选题、收集资料、确定开发工具、理解题目、开题报告、确定提纲。
第4周—第6周：结合题目进行调研实习、需求分析(需求说明书)、开发计划(项目计划书)。
第7周—第8周：总体流程图、数据流图、关键算法设计等。
第9周—第12周：编写程序。
第13周—15周：系统集成、系统测试、导师验收成果。要求设计过程中同时撰写论文，并于13周前完成初稿，提交评阅前至少完成3次校稿。
[资料来源：http://doc163.com]
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[资料来源：http://doc163.com]