题目：基于MITSIM的路段流量及行程时间研究

本文主要针对用户的道路选择行为对道路流量和行程时间的影响展开研究。一方面，对基本路段采用弹性需求分析，根据经典的微观仿真模型MITSIM建立了适用于弹性需求的路段交通仿真模型，利用该仿真模型对基本路段交通流量和行程时间进行分析，构造了基本路段供给需求均衡时的交通流量-行程时间模型。另一方面，对交通网络用户均衡条件下的路径流量和行程时间的变化规律进行分析等。全文主要内容如下： 首先，根据研究目的分析各种交通仿真模型的适用性，确定MITSIM作为仿真的基础，并基于MITSIM模型，开发适用于弹性需求的路段交通仿真模型。模型中道路上所有车辆的跟车驾驶行为由MITSIM模型确定，并根据道路上现有车辆的行驶状态对路段潜在用户通过该路段的行程时间进行预测。用户的交通需求对路段行程时间具有弹性，由于不能事先确定未来的行程时间，因此出行者的出行需求由预期行程时间决定，预期行程时间的延长将降低用户的交通需求。路段入口处车辆的产生过程根据交通需求以及路段入口处车辆的状态确定。仿真结果模块中主要记录本研究中所需要的车辆驶入、驶出路段的时刻、路段上不同位置处的交通速度等。 其次，根据上述仿真模型分析弹性需求对路段交通流量的影响。在弹性系数、潜在交通需求确定的情况下分析道路交通流量在弹性需求影响下随仿真时钟逐渐稳定的过程，剖析路段交通流量收敛的机理。在弹性系数确定的情况下，分析潜在交通需求对稳定流量的影响，并对通行能力的退化状态进行分析。研究表明在交通需求和路段性能相互作用下，交通需求和道路交通状态同时调整，在此动态循环过程中，路段交通流量将逐渐趋向于稳定。非饱和状态下的稳定流量随着潜在交通需求的增加逐渐上升，直到达到最大通行能力；此后潜在交通需求的增加将使得交通流处于饱和状态，在饱和状态下的稳定流量即通行能力小于最大通行能力，且潜在交通需求越高通行能力退化越严重。 再次，利用仿真模型研究弹性需求对路段行程时间波动性的影响。在确定的弹性需求函数下，对行程时间的波动随路段长度的收敛性进行分析，并分析弹性系数及潜在交通需求对路段行程时间波动性的影响。结果表明，在交通需求受行程时间影响的情况下，路段行程时间的波动随路段长度的延伸具备收敛性。在弹性系数不变的情况下，潜在交通需求的增加使得路段行程时间波动性的加强，且随着潜在交通需求的增加路段行程时间收敛后的值也将增加。潜在交通需求确定的情况下，弹性系数的增加有助于路段行程时间波动的收敛。 然后, 对弹性需求下的稳定流量和行程时间之间的对应关系进行分析，建立了均衡条件下的交通流量-行程时间模型。在道路状态和驾驶员行为不发生改变的情况下，每一条交通需求曲线都能确定一个稳定流量和行程时间的均衡状态，且该均衡状态具备稳定性。确定弹性系数后，遍历所有潜在交通需求将得到所有的均衡状态，将所有均衡状态下的路段交通流量和行程时间集合在一起形成一条向后弯曲的曲线。该曲线与交通基本图变换后的曲线具有相同的属性，在交通流量达到最大通行能力之前，交通流量和行程时间同时增加，当交通流量达到通行能力之后，行程时间继续增加，而交通流量则开始逐渐减少。交通流量-行程时间曲线仅依赖于道路环境、驾驶员行为等因素，该曲线可以作为道路交通供给-需求分析时的供给函数。 最后，对用户均衡条件下平行线路中路径流量和行程时间进行了分析。在用户均衡条件下，所有出行用户都选择行程时间较短的路径出行，这种选择行为最终将影响路径的流量及行程时间。在两路径在临界行程时间不一致时，均衡选择将致使路径总流量小于两路径的通行能力之和。在一路径通行能力下的行程时间小于另一路径的自由流时间时，时间短的路径首先达到通行能力，之后另一路径才有流量出现，且当此路径有交通流量时，其均衡的行程时间必将达到其自由流行程时间以上，此时较短的路径开始处于饱和状态。最终，各路径流量-行程时间曲线都呈现向后弯曲的形状，路径总流量-行程时间函数在第二条路有流量时出现跳跃现象，达到通行能力后，也开始向后弯曲。