基于双层规划的快速路与周边路网协调优化

协调优化城市各等级道路系统,能有效促进其网络结构与资源的共享、合作与互补。文章在对快速路通道系统研究现状及已有优化理论方法分析的基础上,研究城市快速路出口匝道与周边路网衔接区域交通"瓶颈"产生的原因,以"交通压力均分、负荷转移"思想,建立以辅路分流为上层模型、以用户均衡分配为下层模型的双层规划模型,在模型中考虑了分流车辆绕行延误、交织延误以及受影响车辆运行延误等因素,最后给出算例。结果表明:优化后路网衔接区域交通"瓶颈"拥堵状况得到缓解,系统总延误大大降低,路网平均总延误相对不分流情况减少61%,相对固定分流情况减少50.1%;通过优化模型可获得辅路最优分流比例,结合算例,得出当出口匝道与辅路交通需求量为1500 pcu,且周边路网车道具有足够剩余通行能力时,其辅路分流比例可达0.9以上;当出口匝道及辅路交通需求超过1500 pcu,且受周边路网通行能力限制时,辅路分流比例随着辅路交通量与匝道交通量的增大而减小。