參考：開題報(bào)告12

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院土木工程（路橋方向）專業(yè) 學(xué)生一禤大俊 學(xué)號(hào) 1120090323畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目規(guī)劃東路道路工程設(shè)計(jì)孫明嬌指導(dǎo)教師姓名一、論文選題的目的和意義二、國(guó)內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：我國(guó)學(xué)者近年來積極研究道路交通流模型。1990年 代前，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)等單位的學(xué)者作了少量的工作，側(cè)重探討經(jīng)典的 概率論和跟馳模型。此后，物理學(xué)界、力學(xué)界、數(shù)學(xué)界和系統(tǒng)科學(xué)界的部分學(xué)者，加入 研究隊(duì)伍。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)在道路交通流領(lǐng)域資助了若干面上項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng) 目。中國(guó)科技大學(xué)、上海大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海

2、理工大學(xué)、廣西師范大學(xué)等單位的學(xué)者 承擔(dān)了這些項(xiàng)目，最近，北京交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等單位也展開了這方面的研 究。我國(guó)學(xué)者戴世強(qiáng)、汪秉宏、吳清松、許伯銘、顧國(guó)慶、吳正、王雷、馮蘇葦、姜銳、 薛郁等，在跟馳模型、元胞自動(dòng)機(jī)模型、速度梯度連續(xù)模型、多車道動(dòng)力學(xué)模型、小擾 動(dòng)傳播速度等方面的工作，解決了一些國(guó)外模型存在的問題，成果開始進(jìn)入國(guó)際行列。 姜銳和吳清松等人（2002）提出的速度梯度高階連續(xù)模型，既可以得到交通流的非線性 傳播特性，又能夠分析車流的小擾動(dòng)失穩(wěn)、幽靈塞車、時(shí)走時(shí)停和相變特性，還不會(huì)出 現(xiàn)后車影響前車的不合理行為，這篇理論性論文發(fā)表在著名刊物TransportationRes

3、earch-Part B上，是我國(guó)道路交通流研究成果第一次發(fā)表在該刊物上。國(guó)內(nèi)學(xué)者在 元胞自動(dòng)機(jī)模型方面的研究成果主要發(fā)表在國(guó)際物理類刊物上。除了研究理想的單車道 情形的交通流外，國(guó)內(nèi)學(xué)者還研究不同密度車隊(duì)匯合時(shí)的交通流、不同車型混合時(shí)的交 通流等，從而進(jìn)一步加深了對(duì)交通流這種復(fù)雜社會(huì)活動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。我國(guó)的道路交通流 理論研究水平和研究隊(duì)伍與國(guó)際先進(jìn)相比還有一定的差距，具體表現(xiàn)在對(duì)理論研究的投 入嚴(yán)重不足、獨(dú)立自主開發(fā)的交通流模擬系統(tǒng)缺乏、結(jié)合中國(guó)交通流特點(diǎn)的針對(duì)性研究 不夠和研究成果在國(guó)際交通科學(xué)界的影響需要進(jìn)一步提升。交通信號(hào)控制系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)的“大腦”，這類系統(tǒng)的開發(fā)需要交通流理論知

4、識(shí)的支 持，否則即使引進(jìn)了先進(jìn)的信號(hào)控制系統(tǒng)，也由于“水土不服”而發(fā)揮不了作用，更無力改進(jìn)。 我國(guó)不少城市近年安裝了 SCOOT（英）、SCAT（澳）、TRANSYT（美），但效果不理想，就是明 證。因此，鼓勵(lì)和支持交通流理論研究，無論從學(xué)術(shù)意義上、還是從國(guó)家需求上看，都是非常 必需的。另外一種交通流是網(wǎng)絡(luò)交通流，它從道路交通流發(fā)展而來，但更具挑戰(zhàn)性，也更 具現(xiàn)實(shí)意義。城市交通網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)通過有限長(zhǎng)度的道路連接而成的，它是一個(gè)復(fù)雜、 開放、自適應(yīng)和具有突變特征的系統(tǒng)，具體某條道路上的交通流具有前面介紹的微觀特 征，而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的特性卻不等于所有微觀特性的簡(jiǎn)單求和。比如，從出發(fā)地到目的地的 某條路

5、徑擁擠，并不需要該路徑所包含的所有路段都擁擠，只要有一個(gè)路段擁擠甚至某 一點(diǎn)擁堵就夠了。盡管我們判斷這條路徑是擁擠的，但出行者卻可以通過選擇別的路徑 或改變出發(fā)時(shí)刻或改用其它出行工具來避免擁擠。因此，當(dāng)把交通流研究擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)范 疇時(shí)，變數(shù)就更大了。網(wǎng)絡(luò)交通流的形成機(jī)理研究更多地涉及人的行為，而復(fù)雜的交通行為受信息、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、判斷準(zhǔn)確性以及理性程度的綜合影響。國(guó)外的研究和發(fā)展趨勢(shì)：國(guó)外學(xué)者使用隨機(jī)效用理論對(duì)交通方式選擇、出發(fā)時(shí)間 決策、出行目的地選擇和路徑選擇進(jìn)行了大量的研究，提出了 logit模型、nested-logit 模型和概率模型（McFadden, Benakiva, Van Zuy

6、len, Daganzo, Fisk, Dial, Sheffi 等）。另一個(gè)著名的關(guān)于路徑選擇的理論就是用戶均衡理論，由Wardrop提出、Beckmann 等人進(jìn)行數(shù)學(xué)化、Smith證明數(shù)學(xué)上的存在性和唯一性。用戶均衡理論研究交通分配問 題，即把交通需求分析階段得到的出發(fā)地一目的地需求矩陣（OD陣），按照一定的路 徑選擇原則分配到交通網(wǎng)絡(luò)的路段上，得到路徑流和路段流。為體現(xiàn)擁擠效應(yīng)，車輛在 路段上的行駛時(shí)間或阻抗是路段交通流量的升函數(shù)。在大量的個(gè)體最優(yōu)決策和長(zhǎng)時(shí)間行 為調(diào)整后，同一 OD對(duì)之間所有被使用的路徑的時(shí)間是相等的，并不大于任何未被使用 路徑的時(shí)間，這種流量分布狀態(tài)就是用戶均衡態(tài)，

7、在這種狀態(tài)下，沒有人能夠通過單方 面改變自己的路徑來達(dá)到降低自己時(shí)間的目的?？梢杂玫葍r(jià)的數(shù)學(xué)規(guī)劃或變分不等式構(gòu) 造描述用戶均衡態(tài)的數(shù)學(xué)模型。另外一種擇路原則是系統(tǒng)最優(yōu)原則，它假定所有人的出 行能夠令交通網(wǎng)絡(luò)總時(shí)間最小，就是說，有一個(gè)中央組織者協(xié)調(diào)所有人的路徑選擇行為， 大家也都聽從該組織的指揮。如果假設(shè)出行者不完全了解整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)的交通狀況，只 能憑經(jīng)驗(yàn)選擇對(duì)自己有利的路徑，就導(dǎo)致隨機(jī)交通分配模型。國(guó)際上關(guān)于網(wǎng)絡(luò)交通流形成過程研究的文獻(xiàn)十分龐大，重要成果主要發(fā)表在 Transportation Research-Part B-Part A、Transportation Science 和運(yùn)籌學(xué)

8、刊物上。 有研究路段通行能力受限制的（Yang、Patriksson）、有允許路段之間流量相互影響的 （Dafermos、Smith）、有研究求解算法的（LeBlanc、Powell、Daganzo、Larsson）、 有研究將OD陣與交通分配組合起來的（Evans、Boyce、Lam、Huang）、有研究時(shí)間/ 成本雙準(zhǔn)則交通分配的（Dial、Leurent、Yang、Huang）、有研究變分不等式的（Friesz、 Tobin、Nagurney）、有用雙層規(guī)劃將交通流分配與交通政策結(jié)合起來的（Yang、Marcota， Gao），等等。這些都是研究網(wǎng)絡(luò)交通流解析模型與算法的，另一個(gè)途徑是用

9、模擬方法 （Mahmassani），不少商業(yè)軟件都采用了模擬技術(shù)。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)交通流模型研究交通行為的長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)結(jié)果，但交通流顯然具有時(shí)變特征， 我們應(yīng)該更進(jìn)一步研究網(wǎng)絡(luò)交通流的運(yùn)動(dòng)過程。動(dòng)態(tài)交通分配（DTA）模型就是針對(duì)這 個(gè)問題的，由于問題的極其復(fù)雜性，目前的研究主要還是在理論探討上，但它是發(fā)展智 能交通系統(tǒng)（ITS）的基礎(chǔ)，所以具有非常重要的意義。目前我國(guó)有關(guān)部門已經(jīng)投入大 量資金進(jìn)行ITS研究，但主要以標(biāo)準(zhǔn)、框架設(shè)計(jì)、硬件開發(fā)為主，其實(shí)，核心的基礎(chǔ)理 論研究更難。Merchant和Nemhauser在DTA方面做了開創(chuàng)性的工作，他們發(fā)展出一個(gè) 多起點(diǎn)、單訖點(diǎn)的動(dòng)態(tài)、非線性、非凸的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型

10、；Friesz和Wie等人用連續(xù)最 優(yōu)控制理論建立模型，Ran和Boyce也使用最優(yōu)控制理論、但把模型推廣至隨機(jī)交通分 配情形；Carey、Heydeck、Smith、黃海軍、Lam所做的動(dòng)態(tài)交通分配模型基本上是基 于數(shù)學(xué)規(guī)劃理論之上的（數(shù)學(xué)規(guī)劃、變分不等式、互補(bǔ)問題和固定點(diǎn)問題，本質(zhì)上是一 致的，這些工具近年在動(dòng)態(tài)交通分配模型上得到大量應(yīng)用）；Daganzo、Lo則使用元胞 機(jī)方法描述車輛在路段上的動(dòng)態(tài)移動(dòng)，但路徑這類宏觀選擇則依動(dòng)態(tài)均衡原理進(jìn)行。三、論文的研究方法及預(yù)期達(dá)到的目的研究方法通過對(duì)所給的地形圖及路網(wǎng)圖的分析及整理，并搜集相關(guān)的資料如規(guī)范等，利用這 些資料及數(shù)據(jù)根據(jù)我們所學(xué)進(jìn)行設(shè)

11、計(jì)。預(yù)期達(dá)到的目的完成市政道路設(shè)計(jì)圖：道路平面設(shè)計(jì)圖。道路縱斷面設(shè)計(jì)圖。道路橫斷面設(shè)計(jì)圖。道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。道路工程土方計(jì)算表。道路交通設(shè)施工程平面設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)部分大樣圖。四、論文撰寫提綱1、準(zhǔn)備階段：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過自己在假期實(shí)習(xí)及查找相關(guān)規(guī)范、技術(shù)資料，在老 師的指導(dǎo)下正確選擇設(shè)計(jì)方案。2、構(gòu)思階段：理解任務(wù)書大意，參考有關(guān)城市道路的相關(guān)規(guī)范，查閱城市道路設(shè)計(jì) 等相關(guān)文獻(xiàn)，構(gòu)思出規(guī)劃一路道路設(shè)計(jì)的布局。3、準(zhǔn)備階段：由構(gòu)思的布局設(shè)計(jì)出道路路基路面部分的處理設(shè)計(jì)，并按照規(guī)范要求設(shè) 置城市道路的相關(guān)附屬設(shè)施等，以完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。4、畫圖階段：由準(zhǔn)備階段的布局及該道路的規(guī)范要求完成建道路的平縱面圖和橫斷面 設(shè)計(jì)圖等相關(guān)圖紙。5、整理階段：做最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容和封面整理。五、論文工作進(jìn)度安排1、2010.12.302011.02.01：收到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，并根據(jù)指導(dǎo)老師的要求進(jìn)行構(gòu)思， 收集資料，熟悉規(guī)范；2、2011.02.152011.03.01:根據(jù)構(gòu)思寫開題報(bào)告及畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書并上交給指導(dǎo)老 師；3、道路設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃；2011.3.1 2011.3.15：2011.3.15 2011.4.10：2011.4.102011.4.14：2011.4.14 2011.4.24：2011.4.24