城市道路多施工作业区交通影响分析与时序运作决策研究

Simultaneous transportation construction projects in the city have gradually increased. Association and interaction on time and space of these simultaneous projects lead to the presence of multi-construction work zones, whose conflicts with urban traffic have increasingly prominent. This research defines the urban road multi-construction work zones. Based on the spatial and temporal dimension attributes, it intends to extract the correlation parameters of multi-construction work zone. Structural and traffic factors’ changes of road segment or intersection element that are caused by multi-construction work zones are studied; meanwhile, macroscopic and microscopic traffic flow characteristics of urban road multi-construction work zones are investigated. Then, the capacity estimation model of multi-construction work zones is constructed; and the simulation tests about the correlation parameters are to be conducted. Moreover, the research studies the traffic delays and queue length estimation methods. Considering the loss of capacity due to multi-construction work zones, the reliability values of road segments and intersections are adjusted and further used to calculate the system reliability of the urban road network. Locations of bottleneck elements could be identified based on the unit probability importance values. Finally, a study on construction project timing is carried on, considering the traffic impacts of construction work zones on the urban traffic network system; and the model about the operation decisions of multi-construction work zones is constructed, to ensure that the road service level is reached and the construction requirements and costs are within the allowable ranges. The research could provide a theoretical basis for decision-making basis for traffic organization and management during the time periods of transportation construction projects, and technical supports for the function security and sustainable development of urban roads.

城市中同步施工的交通建设项目逐渐增多，时间和空间上的关联与交互导致城市道路多施工作业区与城市交通的矛盾日益突出。本课题界定城市道路多施工作业区内涵及时空维度属性，提取其关联度参数；研究多施工作业区导致路段和交叉口单元的结构和交通要素变化特征，交通流运行宏观和微观特征。构建城市道路多施工作业区通行能力估算模型，对关联度参数进行模拟测试；研究城市道路多施工作业区交通延误、排队长度估算方法。考虑多施工作业区导致通行能力损失，调整受影响路段和交叉口单元可靠度，计算城市道路网络系统可靠度，基于单元概率重要度判识瓶颈单元位置。研究考虑施工作业区对网络系统交通影响约束下的城市交通建设项目时序决策方法；构建以保证道路运行服务水平为目标，并满足施工要求和控制施工成本在允许范围内的多施工作业区运作决策模型。为城市道路施工作业交通组织提供理论基础和方案决策依据，及城市道路交通功能保障和可持续发展提供技术性支持。

城市中同步施工的基础设施建设项目逐渐增多，时间和空间上的关联与交互导致施工作业区与交通运行的矛盾日益突出。项目提出城市道路多施工作业区的概念和分类，基于其交通运行特征，研究多施工作业区对道路通行能力的空间影响和时序决策对城市道路网络系统的可靠度分析方法。. 基于基础设施建设项目的位置和走向，以及施组计划、分阶段实施情况，揭示城市中占道施工的各建设项目在时间和空间维度上的交叉与重合关系，界定城市道路多施工作业区的内涵，并将其划分为直通型、交叉型和平行型多施工作业区。提出采用关联指数表征各施工作业区之间的关联程度。. 结合实证，分析城市道路多施工作业区的宏观和微观交通运行特征，及其导致路段和交叉口单元的结构和交通要素的变化特征。总结现状城市道路多施工作业区交通组织存在的七大类主要问题。此外，作为维持施工作业区路面破损区域车辆正常通行的常用措施，引入围挡数量、围挡方式、作业区长度、大型车比例等变量，构建路面铺设钢板情况下交通运行的速度-流量关系模型。. 重点研究城市道路直通式多施工作业区的通行能力分析方法，基于实地调查数据构建相应的速度-流量关系模型，分析大车率、施工作业区长度及与交叉口的距离等因素的影响；并采用VISSIM仿真建模，构建各施工作业区的通行能力之和与影响因素之间的多元非线性回归模型，结果表明：速度、施工作业区间距、长度等因素对通行能力之和的影响逐渐降低。尤其当间距小于1km时，对通行能力产生较大的负影响。. 考虑施工作业区导致路段和交叉口的拓扑型式变化、线形变化、路面破损、交通管控方式变化等，对受到施工作业区影响的路段和交叉口单元可靠度进行不同程度的折减。进而基于遗传算法和系统可靠度，研究多个基础设施建设项目施工时序决策的双层模型。遗传算法用于生成不同的施工时序方案，系统可靠度则用以判断各方案的优劣。

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