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城市道路与机动车演化关系的建模与分析

作 者: 许明涛
导 师: 吴建军
学 校: 北京交通大学
专 业: 系统分析与集成
关键词: 城市道路 机动车 互演化 交通承载力 混沌
分类号: U491.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 70次
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内容摘要


随着经济的快速发展,城市机动车保有量持续增加,一方面拉动了内需,加快了城市化与机动化进程;另一方面也给有限的城市道路带来了日益严重的交通负担,进而制约了城市经济的发展和人们生活水平的进一步提高。如何很好地深入揭示城市道路与机动车的互演化机理,从而使得整个城市交通系统既能满足人们的出行需求,也能尽可能的减少政府的经济投资以及土地资源的浪费成为了现在城市交通研究领域中的热点。对城市机动车保有量和城市道路关系的研究历来是交通领域研究的热点,很多学者从不同角度研究了二者之间的关系,取得了一些有意义的成果。但是,这些研究大部分是基于城市道路和机动车现状,缺乏从互演化的角度刻画二者之间的内在相互关系。鉴于此,本论文在已有研究基础上,基于Logistic方程,建立了城市道路与机动车的互演化模型,并详细分析了二者之间的演化关系,具体的学术贡献如下。从不同角度建立了无约束条件下的城市道路与机动车的互演化模型、基于交通承载力的城市道路与机动车的互演化模型以及基于不同交通方式的城市道路与机动车的互演化模型,并运用非线性方程稳定性原理和混沌理论对模型进行了稳定性分析。在MATLAB7.1环境下模拟了城市道路与交通的互演化过程,分析了演化过程中二者相互影响、相互作用的反馈关系。最后,以北京、东京、上海、广州、天津、南京等五个国际性大都市为实例,验证了本论文所建立的互演化模型。实证分析结果表明,本论文所提出的模型可以较好的模拟城市道路与机动车之间的演化规律。研究结论将为城市规划或者城市系统改造提供科学依据。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 国外研究现状  12-14
    1.2.2 国内研究现状  14-16
    1.2.3 国内外研究存在的问题  16-17
  1.3 论文的研究内容与技术路线  17-19
2 无约束条件下的城市道路机动车的互演化建模与分析  19-32
  2.1 互演化模型  19-21
    2.1.1 假设条件  20
    2.1.2 建立模型  20-21
  2.2 稳定性分析  21-24
    2.2.1 稳定性相关理论  21-22
    2.2.2 系统平衡点  22-23
    2.2.3 系统稳定性分析  23-24
  2.3 模拟结果及分析  24-30
    2.3.1 互反馈强度α_1、α_2的影响  24-28
    2.3.2 人口影响系数β_1、β_2的影响  28-30
  2.4 本章小结  30-32
3 基于交通承载力的城市道路与机动车的互演化建模与分析  32-40
  3.1 互演化模型及变量说明  32-33
  3.2 模型稳定性分析  33-35
  3.3 仿真及结果分析  35-38
  3.4 本章小结  38-40
4 基于不同交通方式的城市道路与机动车的互演化建模研究  40-52
  4.1 互演化模型  40-41
  4.2 模型的稳定性分析  41-45
    4.2.1 模型平衡点分析  42-43
    4.2.2 模型稳定性分析  43-45
  4.3 数值模拟仿真  45-49
    4.3.1 数值模拟  45-48
    4.3.2 仿真结果分析  48-49
  4.4 互演化模型的混沌控制  49-51
  4.5 本章小结  51-52
5 案例分析  52-72
  5.1 基于东京、上海、广州、天津和南京等城市的定性分析  52-60
    5.1.1 东京、上海、广州、天津和南京等城市的交通演化情况  52-59
    5.1.2 演化结果分析  59-60
  5.2 北京市定量分析  60-70
    5.2.1 城市道路与机动车的演化现状  60-62
    5.2.2 基于北京数据的无约束互演化模型的定量分析  62-65
    5.2.3 基于北京数据的交通承载力约束互演化模型定量分析  65-67
    5.2.4 基于北京数据的不同交通方式互演化模型定量分析  67-70
  5.3 本章小结  70-72
6 结论与展望  72-76
  6.1 论文的主要内容  72-73
  6.2 论文的结论与创新点  73-74
  6.3 展望  74-76
参考文献  76-82
作者简历  82-84
学位论文数据集  84

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 交通工程与公路运输技术管理 > 交通工程与交通管理 > 交通系统
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