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东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 摘要 随着大型活动的频频举行，对大型活动期间的城市交通进行有序组织成为城市交通管理者经常要面 对的问题。大型活动交通消散过程所表现出的交通需求时空分布的不均匀性以及波动性给大型活动的交 通管理组织工作带来很大困难。把握大型活动交通消散过程的时空动态变化规律，制定合理的交通消散 管理措施，是交通管制工作的重点。本论文依托江苏省高技术项目大型活动的智能交通关键技术及其 应用以及江苏省社会发展项目大中城市交通缓堵智能化管理技术研究与示范，基于交通需求预测 技术及交通组织管理方案决策技术，对大型活动交通消散时空模型展开研究。 文章总结了大型活动交通方式构成特点及交通消散特征，归纳了大型活动交通消散管理组织目标、 原则，探讨了大型活动交通管理组织措施的制定流程及交通消散管理措施，并结合南京市十运会交通组 织进行了实例应用。对消散特性的定性把握以及对交通管制措施的总结，为构建适合描述大型活动交通 消散过程的时空模型的研究奠定了基础。 论文对大型活动交通需求预测方法进行了系统研究，在“四阶段”预测方法基础上，提出了生成一 分布预测、方式划分分配预测的两阶段预测思路。总结了现有的交通生成分布模型和方法的适用性。 结合南京市举办的两次重要的大型活动的交通方式闯讯调查数据，重点研究了菲集计模型在确定交通方 式划分中的应用。在此基础上建立了适用于大型活动的交通方式划分交通分配联合模型，提出了基于 比例矩阵的启发式算法。 论文根据大型活动散场观众步行连续性特点，建立了与其他交通方式衔接的行人消散队列模型，并 成功应用在南京“十运会”开幕式散场观众模拟中。 对机动车流的交通消散时空模型研究是本论文的研究重点。论文基于c t m 模型建立了消敖干道交 通动力学模型，提出了基于滚动周期的干线模糊控制优化方法，通过实时调整主路绿灯时间实现绿波控 制路段总延误最小的优化目标，算例仿真表明了该方法具有较好的控制效果。在此基础上将该模型进一 步拓展到路网，在十运会实例中的应用表明了该模型的仿真结果符合实际交通流运行规律，具有一定优 势。 论文分析了大型活动中突发事件对路网交通流的时空影响，对突发事件及其交通管制和疏导措施在 模型中的表述进行了研究，将静态多路径交通分配方法与c t m 模型结合，设计出了适合突发事件下的 准动态交通分配方法。结合仿真算例，研究了突发事件对路段造成拥堵的形成及消散的基本规律。 论文结合南京市“十运会交通模拟系统”开发，研究了基于g i s 构建大型活动交通消散模拟平台 的功能设计及数据存储要求。进一步研究了利用现有交通微观仿真软件t s i s 构建大型活动交通消散仿 真平台的开发方法。通过结合两类平台的开发实践，对两种方法进行了简单对比，认为在实际工程应用 中。可以结合需求选取合适的模拟手段。 关键词：大型活动；交通消散；需求预测；队列模型；元胞传输模型；干线控制；突发事件：仿 真平台 i 东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 a b s t r a c t s p e c i a le v e n t st a k i n gp l a c el j r e q u e n f l yi m p o s e sh e a v yp r e s s u r eo nu r b a nt r a f f i cm a n a g e m e n t ，a n dk n o w i n g a b o u td y n a m i cc h a r a c t e r so ft r a f f i cf l o wi st h eb a s i so ft r a f f i cm a n a g e m e n ts c h e m e t h er e s e a r c hh a sb e e n b a s e do nt h eh i g ht e c h n o l o g yr e s e a r c hp r o j e c to ft h ek e yt e c h n o l o g ya n dp r a c t i c eo fi n t e l l i g e n tt r a f f i cu n d e r s p e c i a le v e n t sw h i c hw a sf u n d e db yj i a n g s up r o v i n c e ，a n dt h es o c i a ld e v e l o p m e n tp r o j e c to fr e s e a r c ha n d d e m o n s t r a t i o na b o u ti n t e l l i g e n t i z e dm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yi nd e a l i n gw i t ht r a f f i cc o n g e s t i o ni nl a r g e s c a l e o rm i d d l e - s c a l ec i t i e sw h i c hw a sa l s of u n d e db yj i a n g s up r o v i n c e b a s e do nt e c h n o l o g yo ft r a f f i cd e m a n d f o r e c a s t i n ga n dt r a f f i cm a n a g e m e n t ，s p a t i o - t e m p o r a lm o d e lw a ss t u d i e df o rs p e c i a le v e n t st r a f f i cd i s s i p a t i o ni n t h i sp a p e r b a s e do ns u c c e s s f u le x p e r i e n c eo fo t h e rc i t y , t h ec h a r a c t e ro ft r a f f i cm o d e sa n dt r a f f i cd i s s i p a t i o nu n d e r s p e c i a le v e n t sw e r es u m m a r i z e di nt h i sp a p e r t h e nt h et a r g e ta n dp r i n c i p l eo ft r a f f i cd i s s i p a t i o nm a n a g e m e n t u n d e rs p e c i a le v e n t sw e r ec o n c l u d e d , a n dt h ef l o wo fm e a s u r ei n s t i t u t i n gw a ss t u d i e d ad e e ps t u d yw a sm a d e o np a r t i c u l a rm e a s u r e si nt r a f f i cd i s s i p a t i o n ，w h i c hw a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e di nt h ep e r i o da n dt h ei n a u g u r a t i n g d a yo fl o t hc o u n t r y w i d ea t h l e t i cm e e t i n g t h eq u a l i t a t i v er e s e a r c ho fd i s s i p a t i o nc h a r a c t e ra n dt h ec o n c l u s i o n o fm a n a g e m e n tm e a s u r e sw a so n eb a s i cp a r to ft h es t u d yo ns p a t i o t e m p o r a lm o d e l o nt h eb a s i so fa d v a n c e df o u r - s t a g em e t h o d ，at w o s t a g ed e m a n df o r e c a s tm o d e lw a sp u tf o r w a r d t h e g e n e r a t i o n d i s t r i b u t i o nm o d e l sa n dt h e i ra p p l i c a b i l i t yu n d e rs p e c i a le v e n t sw e r es t u d i e d t h e nam u l t i n o m i a l l o g i t ( m n l ) m o d e lt op r e d i c tt h et r a f f i cm o d ec h o i c ew a sd e v e l o p e d ，b a s e do nt h es u r v e yd a t ao ft w os p e c i a l e v e n t si nn a n j i n g c o n s i d e r i n gt h er e l a t i o n s h i po ft r a f f i cm o d ec h o i c ea n dr o u t es e l e c t i o n ，ac o m b i n e dt r a f f i c a s s i g n m e n ta n dm o d a ls p l i tm o d e lw a sp u tf o r w a r di nt h i sp a p e r , w h i c hc o u l db es o l v e db yah e u r i s t i c a r i t h m e t i cb a e s do np r o p o r t i o n a lm a t r i x am o d e lo nq u e u i n gf o rw a l k e r sw a su s e di nd e s c r i b i n gt h ec o n t i n u o u sa u d i e n c e ，w h i c ht o o ki 1 1 l oa c c o u n t t h el a y o u to fu r b a np a s s e n g e ri n t e r m o d a lt r a n s f e rp o i n t sn e a rt h el o c a t i o no fs p e c i a le v e n t s t h ep r a c t i c ei n l o t hc o u n t r y w i d ea t h l e t i cm e e t i n gs h o w e di ta v a i l a b i l i t y t h ee m p h a s e so ft h ep a p e ri st h er e s e a r c ho ns p a c i a la n dt e m p o r a lm o d e lf o rm o t o rv e h i c l e s b a s e do nt h e c e l lt r a n s m i s s i o nm o d e l ( c t m ) ，at r a f f i cd y n a m i c sm o d e lf o rt r u n kw a sp u tf o r w o r da n daf u z z yo p t i m i z a t i o n m e t h o df o rt m n kl i n ec o n t r o lw h i c hw a sb a s e do nt h er o l lc y c l ew a sa d v a n c e di nt h ep a p e r b ya d j u s t i n gt h e g r e e nt i m eo fm a i nr o a d ，t h ew h o l ed e l a yt i m eo ft h ec o n t r o l l i n gt r u n kc o u l db er e d u c e d ，w h i c hp r o v e dt ob e e f f e c t i v eb ya ne x a m p l e u l t e r i o r l y , t h em o d e lw a se x t e n d e dt or o a dn e t w o r k , a n dp r o v e dt ob ea r te x c e l l e n t p r a c t i c eb yt h et r a f f i ci n v e s t i g a t i o ni nl o t hc o u n t r y w i d ea t h l e t i cm e e t i n g a n a l y z i n gt h ei n f l u e n c eo fe m e r g e n c y , t h ei d i o g r a p h i ce x p r e s s i o ni nc t ma b o u tt r a f f i cn 3 a n a g e m e n t m e a s u r e su n d e re m e r g e n c yw a ss t u d i e di nt h ep a p e r as e m i - d y n a m i ca s s i g n m e n ta l g o r i t h mw a sp r o p o s e d u n d e re m e r g e n c y , w h i c hw a sc o m b i n e db yt h ea l g o r i t h mf o rl o g i tm u l t i - p a t ht r a f f i ca s s i g n m e n ta n dc t m b y - i i 东南大学博士学位论文 大型活动交通消散时空模型研究 t h i sm e t h o d ，t h ef o r m i n ga n dd i s s i r a t i o no ft r a f f i cj a mi ne m e r g e n c yc o u l db ed e s c r i b e di nd e t a i l t h ed e v e l o p m e n to fas i m u l a t i o ns y s t e mb a s e do ng i sf o rl o t hc o u n t r y w i d ea t h l e t i cm e e t i n gw a s i n t r o d u c e di nt h i sp a p e r , a n dt h et r a f f i cd i s s i p a t i o ns i m u l a t i o nm o d u l eo ni t sf u n c t i o nd e s i g na n dd a t as t o r a g e d e m a n dw a ss t u d i e d u l t e r i o d y , a n o t h e rd e s i g nm o d u l eo fr t ep r o v i d e db yt h et s i sw a su s e dt ob u i l d s i m u l a t i o np l a t f o r mf o rs p e c i a le v e n t s b yc o n t r a s to ft h et w ok i n d so fm e t h o d ，i ts h o w e db o t he f f e c t i v ei n p r a c t i c e k e yw o r d s ：s p e c i a le v e n t s ；t r a f f i cd i s s i p a t i o n ；d e m a n df o r e c a s t i n g ；m o d e l c o o p e r a t i v ec o n t r o lf o rt r u n kr o a d s ；e m e r g e n c y ；s i m u l a t i o np l a t f o r m i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 研究生签名： ：堕：垫 日 期：旦墨三 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文 的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借 阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东 南大学研究生院办理。 研究生签名： l 釜：量一 导师签名：1 蚜三 ， ， ， 一一 心v 东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 1 1 立题的背景及意义 第一章绪论 随着市场经济活动的增多和人民物质文化生活水平的提升，城市中以大型文化体育活动、会展、商 业促销活动等为代表的大型活动举行次数越来越多；尤其是全球政治、经济一体化时代的到来，地区性、 国际性及各类各样的大型活动越来越成为人们沟通、交流和宣传的重要手段和渠道。例如，以大型体育 活动为代表的2 0 0 2 年盐湖城冬奥会、2 0 0 4 年雅典奥运会以及即将于2 0 0 8 年在北京举办的奥运会等； 其他如1 9 9 9 年在昆明举办的世界园艺博览会、同年在上海举办的财富全球论坛，还有正在积极筹 备中的2 0 1 0 年上海世博会；等等。这些大型活动的举办，不仅丰富了居民物质文化生活，也给城市的 发展带来了巨大经济效益【l j 。据统计，美国威斯康星州每年各种大型活动创造了1 1 0 亿美元产值，并带 来1 0 亿多美元税收例；美国运输业每年因大型活动而增加的经济效益超过7 0 0 亿美元【3 】。 众多大型活动举办者的普遍经验表明，大型活动举办的成功与否，其中最关键的因素之一就是交通。 活动举行期间，往往在很短的时间、很小的空间内汇聚大量的人流、车流，预计北京奥运会各场馆比赛 高峰日人流聚集量1 1 5 万人次，其中奥林匹克公园日最高观众人数4 1 4 万人次 4 1 。这给着眼于解决通 勤、通学、公务等城市常规出行为目标的交通基础设施建设与管理带来了新的挑战。如何组织管理人流、 车流的汇聚问题十分困难，而解决庞大群体的交通消散问题更是难上加难。相较于汇聚过程，消散则是 一种更加短时、集中的过程。比如，九运会开幕式参加人员1 0 万人，吸引交通量7 0 0 0 多p c u ，从观众 离开体育场座位到车辆开动平均时间为1 5 分钟，车辆消散时间为4 5 分钟，即1 小时内人流、车流全部 消散完毕 5 1 。确保大型活动交通消散的顺畅，尽快给活动片区解压，不仅仅是交通的迫切需求，也是安 全的必要要求。尤其是在近期国际上先后多次大型活动期间发生了恐怖、灾害、事故等突发事件，对人 员疏散、抢险救护期间的交通运行组织提出了更高的要求。 现有的大型活动交通组织管理方案大多基于传统的规划与管理分析思路，并结合一定的交通组织管 理经验而制定，缺乏对大型活动发生、发展、变化机理等方面的系统的理论研究，尤其对交通消散的规 律缺乏科学可靠的把握。因此，在完善大型活动交通组织管理理论体系的同时，了解和把握交通消散的 时空规律是重中之重。 本论文将基于交通需求预测技术以及交通组织管理方案决策技术，重点研究大型活动交通消散过 程，把握交通流消散与交通组织管理方案的互动规律，期望建立正常情况和突发事件两种状态下的交通 消散时空模型，并结合现代化智能交通管理技术和城市地理信息系统强大技术支持，进一步提高模型的 实用性。 作为“十运会”的东道主南京市，活动期间全市的道路交通系统将面临极大的压力。尤其是开、闭 幕式当天，主场馆奥体中心将汇聚1 0 万人 6 1 ，散场时势必形成集中单向、极具冲击性的交通流，确保 1 0 万人安全快速消散，对奥体中心周边的道路交通组织提出极大挑战。本论文的研究正是抓住了这一 机遇，针对开幕式交通消散过程展开研究，建立的模型及研究成果将同时得到验证。2 0 0 8 年奥运会迫 东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 在眉睫，期望本课题的研究结论和在十运会中的运用经验可以为奥运会的交通规划与管理提供参考。 本论文依托江苏省高技术项目大型活动的智能交通关键技术及其应用以及江苏省社会发展项目 大中城市交通缓堵智能化管理技术研究与示范展开研究。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国外研究进展 1 9 8 8 年美国联邦公路局对已规划特殊事件( p l a n n e ds p e c i a le v e n m ，大型活动) 进行了定义，即已 规划的在特定的时间和地点发生的能引起交通需求不正常增长的特殊事件，包括体育活动、游行、国家 庆典、国际峰会、节日集会、焰火表演等川。联邦公路研究所对大型活动进一步定义为“交通需求的非 正常增长的事件( 不同于交通事故或者建设养护行为产生的受制于道路通行能力的现象) 。大型活动 包括体育活动、游行、焰火以及其他已规划的特殊事件，而那些不在计划之列的事件如自然灾害，同样 也能引起交通需求的增长，却不包括在该定义范围内【l o l 。 c a r s o n ，j l 等搜集了美国近十年来大型活动的相关资料，将这些大型活动分为经常性的和非经常性 的两类【3 】。经常性活动包括体育活动、演唱会等，以及刺激暂时性交通需求增长的季节性旅游及其他活 动；这些活动引发的每天及一段时期内的交通需求可以通过预测轻易把握，对某个地点或某个区域产生 的交通影响也可以确定。与之相对照，非经常性的大型活动包括如国家会议、国际首脑会议、国际性的 游行、焰火等等，这些活动的交通需求远远大于常规性大型活动，因此产生的影响不仅限于某个地点而 往往是某个大区域甚至影响到整个州的范围。另外，这些活动的持续时间( 几天) 较之常规性活动( 几 个小时) 也更长。 近十几年来，随着世界各地大型活动的频繁举行，大型活动的交通规划与管理技术得到了很大发展， 特别是一些国际性的大型体育活动的交通组织，积累了不少经验。 宏观理念方面的研究主要围绕大型活动的交通组织管理规划与实施操作方面展开研究：j o h nb l a c k ， d a v i da 和t s a m b o u l a s ，d 等分别对2 0 0 0 年悉尼奥运会、2 0 0 2 年盐湖城冬奥会和2 0 0 4 年雅典奥运会的 交通组织管理主要内容和取得的经验进行了总结i s 。s t e v e nh a b r a m s 对芝加哥市体育活动的交通设施 规划和交通组织管理经验进行了介绍，重点包括铁路、公交、地铁的运营投入及组织【9 】。美国联邦公路 研究所搜集了2 3 个洲3 6 次大型活动数据，对大型活动管理组织的部门职能、相关技术、指导性文件以 及各项措施的实施效果进行了系统阐述，并以2 0 0 2 年冬运会做了实例分析，研究侧重于活动组织者之 间的协作问题【1 0 1 。在这些研究中比较有代表性的是2 0 0 3 年美国联邦公路局牵头编写的大型活动交通组 织管理的工具书“m a n a g i n gt r a v e lf o rp l a n n e ds p e c l 也e v e n ，r s ”【l l 】，对如何规范化 大型活动的交通管理程序和组织实施方法进行了系统的阐述。 微观层面具体到大型活动交通规划管理的技术细节及关键理论的研究较少，主要围绕公交和停车的 规划和管理决策问题展开重点研究。如1 9 9 9 年d h a h r ，a h m e dd i a b 提出了利用大容量公交系统来解决 大型活动及紧急事件的交通消散问题，并对道路、车辆及场馆的设计问题进行了分析；m a t t h e wq k a r l a f l i s 等建立了针对大型活动的交通决策支持系统和辅助公交优化模型，并在2 0 0 4 年雅典奥运会中 成功应用【1 2 1 3 1 ；美国p h a n s a ks a t t a y h a t e w a 等分析了1 9 9 8 年至2 0 0 1 年之间威斯康星州的几百次大型体 东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 育赛事的停车费用及相关特征数据，基于非集聚理论建立了反映季节性停车和临时停车特征的大型活动 停车选择模型【刈；l a w r e n c ej e s s eg l a z e r 等围绕a t m s 系统构架及各模块功能，对大型活动中交通组织 的机构设置、信息流程进行了全面分析【1 5 1 ；等等。 其中针对大型活动的交通特点，深入分析大型活动的时空消散过程的研究更不多见。m i c c h a e l g k a c z o r o w s l d 等利用c o r s i m 仿真软件模拟分析了2 0 0 2 年冬奥会交通状况，并将模拟结果与实际结 果进行了对比分析【1 6 】；美国学者z h a n g y u c h e n g 在其博士论文中，利用排队论对大型活动交通消散过程 中交叉口延误、公交出行延误等做了分类研究，提出了时空影响系数，基于g i s 建立了亚特兰大某条 公路的交通影响模型，并分析了行车时间的可靠性，得到了较理想的结梨r 丌。这些研究对大型活动交通 流时空分布规律做了一定程度的研究，但都是针对具体实例展开研究，研究成果并不具有普遍性。 建立大型活动的交通消散时空模型，是交通影响分析的基础。从上个世纪二十年代起，国外专家对 交通影响分析的理论体系、基本内容、分析方法与步骤、交通影响费的确定标准等进行了广泛而系统的 研究。美国交通工程师学会( n e ) 的一些委员会和州分部在总结全美的t i a 步骤和方法基础上，出版了 g u i d e l i n e s f o ，t r a n s p o r t a t i o ni m p a c t a s s e s s m e n to f p r o p o s e dn e wd e v e l o p m e n t ( 1 9 8 6 ) 和ar e c o m m e n d e d p r a c t i c e t r a f f i c a c c e s sa n d l m p a c ts t u d i e s f o rs i t ed e v e l o p m e n t ( f i n a lr e p o r t ) ( 1 9 9 1 ) 。目前的交通影响分 析技术还处在完善之中，研究主要集中在进行交通影响分析阀值，影响范围的确定，评价指标体系和交 通影响费的计算等方面，以及结合信息化建设，对于分析技术进行完善。但是这些研究更加关注一个相 对静态、长期的影响分析，对大型活动这种短期、集中的交通影响分析并没有太多深入。 1 ：2 2 国内研究进展 对于大型活动的项目组织管理，目前国内也有一些相关研究，如万斌的大型活动项目管理指导手 册【1 8 l ，对大型活动的策划、组织、管理和实施等多个环节的要点作了详细阐述，是国内迄今为止第 一部关于大型活动策划、组织、管理和实施方法和技巧的大型工具书。但是针对交通专项管理的内容涉 及较少。 对交通组织管理的研究，国内的起步较晚。然而2 0 0 8 年北京奥运会的申办成功却给国内大型活动 交通组织管理研究提供了广阔的平台，围绕奥运交通规划与管理研究，交通领域学者们以学术论坛、项 目研究报告、期刊论文等多种形式开展了全方位探讨。2 0 0 2 年4 月在北京举行了“首届中国奥运交通 论坛，“北京交通与奥运”百千万人才工程学术论坛等【1 9 】【加】，交通界的专家学者各抒己见，从多角度 对北京奥运会的交通规划与管理提出了建设性的构想和建议：全永桑教授分析了奥运交通需求特点并提 出了战略对策；于春全、王世华、刘小明、王笑京等专家对北京奥运智能交通系统的发展及应用提出了 构想；陆锡明、袁哲明等提出了构筑一体化的绿色智能奥运交通体系；李海峰阐述了地理信息系统在奥 运交通规划与管理中的应用；等等。这些研究观点对奥运交通组织与管理具有指导意义，但与实践应用 还有一定距离。 目前形成的比较有代表性的研究成果有北京工业大学刘小明、荣建等学者正在负责研究的奥运交 通规划理论与方法【4 】，对奥运会的交通需求预测、交通需求管理、交通组织管理及交通影响分析等进 行了研究，取得了阶段性的研究成果。其中奥运会交通需求预测技术主要采用规划中常用的四阶段法； 关于出行分布主要采用回归分析法；关于大型活动的停车及公交规划、大型活动交通影响分析技术、大 东南大学博士学位论文 大型活动交通消散时空模型研究 型活动交通组织管理方案决策支持系统、大型活动的交通预警与快速反应系统、大型活动交通管理的智 能化及应用等方面的究还主要是停留在借鉴国外经验的定性分析阶段。东南大学的崔洪军博士在其博士 学位论文中，对大型活动交通组织管理措施、交通生成及分布预测、大型活动影响范围、交通分配、交 通组织管理方案评价等大型活动交通管理组织的一系列关键问题进行了比较系统的研究，文中涉及到交 通流时空消散模型的研究，为本文提供了一定借鉴【2 1 1 。除此之外，由广州市公安局交警支队和广州市 交通规划研究所共同完成的第九届全国运动会期间交通组织实施方案研究【5 】，以及由南京市公安局 交通管理局和南京市交通规划研究所有限责任公司联合编制的第十届全国运动会期间交通组织实施方 案研究【6 l ，从赛事期间交通设施设置、交通组织方案( 包括公交、停车) 到交通影响分析以及应急交 通管制措施等方面进行了详细阐述，在两次全运会中都得到了比较成功的应用。 现有研究中涉及交通时空变化规律的内容主要还是基于交通影响分析的思路和方法进行分析。近年 来针对大型公建的交通影响分析问题，东南大学、清华大学、北京工业大学、同济大学、西南交通大学、 等著名高校以及北京、广州、深圳、上海、南京的交通规划研究机构对此做了大量的理论和实践研究， 就交通影响分析的相关技术问题发表了很多文章，提出了不少建议和观点。如，陆化普教授首先将交通 影响分析的基本思想和方法引入我国【冽；裴玉龙教授等利用三层b p 网络建立了交通影响预测模型团l ， 并用v i s s i m 软件进行了仿真研究f 2 4 】；熊琦等学者选取出行时间为指标论述了交通影响分析的方法泌j ： 王丽等学者对城市交通影响分析的体系流程 2 6 1 、交通影响分析阈值确定 z f l 、交通影响仿真冽等方面进 行了系统研究。这些研究促进了我国土地利用和城市开发的规范性进程，为交通组织管理方案制定奠定 了基础。目前国内的大型活动交通组织管理大都采用了这些交通影响分析的思路和方法【5 1 1 6 l ，对于交通 消散的影响分析主要考虑以交通高峰消散量作为交通产生量进行交通影响分析，尽管制定的方案能够满 足最不利情况下的交通消散组织要求，但是由于忽略了交通需求的时空变化，交通组织管理方案还存在 一定优化的余地。 1 2 3 现有研究总结 上述这些研究为大型活动的交通消散时空分布研究奠定了一定的理论基础，为本论文的研究开阔了 视野和思路。但是相关方法和思路并不完全适用于大型活动的交通影响分析，不适应之处体现如下： 一是目前相关研究缺乏对大型活动交通消散规律的定量化描述，或者是笼统的定量预测，而无法体 现时空的变化； 二是大型活动的特点是机动车流的消散与行人消散联系紧密，行人的消散规律直接影响车流消散， 现有交通影响的相关研究中并没有将各种主要方式统一起来考虑； 三是对交通消散时空规律和管理措施之间的互动研究较少，由此而制定的管理措施的评价体系存在 不合理之处； 四是对突发事件交通影响的相关研究很少，更多地考虑常态下的交通消散问题。 因此本论文将在现有理论基础上，充分借鉴现有成果，重点考虑前人涉及较少的领域，针对大型活 动的交通消散特点，开展适合于大型活动的交通消散时空影响研究，构建合适的交通消散模型，并基于 此展开对交通组织管理措施的研究。 东南大学博士学位论文 大型活动交通消散时空模型研究 1 3 研究目标及主要内容 1 3 1 研究目标 在总结国内外大型活动交通管理经验基础上，建立反映大型活动正常消散过程的人流、机动车流消 散时空模型：考虑突发事件对交通消散的影响及与之对应的事故处理措旌，对时空模型提出修正方法。 对大型活动时空消散模拟平台展开研究，并结合“十运会”实例数据对模拟结果加以论证。 1 3 2 主要研究内容 大型活动交通消散特点是交通组织管理方案制定的基础，反之，交通管理组织措施对交通消散过程 产生影响。在展开研究之前，有必要对大型活动消散特点及相关组织管理措施全面了解。对大型活动交 通需求的把握，是交通消散研究的前提，大型活动的交通需求有别于一般意义上的城市交通需求，在预 测技术方面也应体现其独特之处，这是本文研究的一个重要基础内容。大型活动交通消散过程首先是人 流消散，然后才是其他各种交通方式的消散。因此在交通需求预测基础上，论文结合大型活动消散特点， 首先以活动场馆内部步行人群作为研究对象，考察交通流消过程的第一阶段的消散特征，这将直接影响 其他交通方式的交通消散源的发生规律。在此基础上，论文选取机动车的消散过程为研究重点，考察机 动车流在路网上消散的时空变化过程，作为制定管理措施的根本参照。同时考虑到大型活动中可能出现 的突发事件的影响，对机动车流消散有必要深入研究，这也是交通管理措施制定需要考虑的一个重要方 面。最后，结合工程应用需求，对大型活动消散模拟平台构建进行探讨。 在此思路下，拟定如下研究内容： 1 大型活动交通消散特征研究 通过整理国外大型活动组织概况和管理经验等资料，结合相关大型活动数据资料，对大型活动的交 通特点进行总结。研究大型活动交通组成特点，研究不同交通方式的消散过程，重点研究消散机动车流 运行特征。 2 大型活动交通消散管理组织方案研究 通过整理国内外大型活动组织概况和管理经验等资料，对大型活动的交通消散特点进行总结；在此 基础上进一步研究大型活动交通组织管理方案制定流程及相关管理措施，结合“十运会”实例对交通消 散交通组织管理建立全面了解。 3 大型活动交通需求预测技术研究 总结现有“四阶段”预测方法在大型活动中的具体应用，重点结合有关调查数据对方式划分方法进 行了深入研究，在此基础上提出生成分布预测、方式划分分配预测的两阶段预测思路。 4 大型活动人流消散时空模型研究 分析不同步行条件、不同服务水平下行人步行的速度、空间等特征，研究总结大型活动人流消散特 征。结合大型活动人流消散过程，在交通方式确定的前提下，以“安全快捷”为消散目标，建立与其他 交通方式衔接的行人消散时空模型，并将其应用于大型活动观众的步行消散路径和消散时间的模拟中。 s 东南大学博士学位论文 大型活动交通消散时空模型研究 5 正常消散过程中机动车流时空消散模型研究 选取能够清楚描述交通流排队的物理效应以及一些交通流动力学特性的元胞传输模型( c 】阻垤) 作 为研究基础，建立消散干道交通动力学模型，重点针对干线绿波协调控制在大型活动交通消散过程中的 应用展开探讨，并进一步将该模型拓展到路网对正常情况下的机动车流消散过程加以应用研究。 6 突发事件下机动车消散时空模型研究 对突发事件分类分级以及突发事件下的交通疏导措施进行总结，结合c t m 模型特点，设计适合突 发事件下的准动态交通分配方法，研究大型活动中突发事件对路网交通流的时空影响。 7 大型活动车流消散模拟平台研究 研究基于g i s 平台的消散过程模拟平台的构建，以及基于仿真软件t s i s 的模拟平台的二次开发， 并对两套系统进行对比探讨。 1 3 3 论文章节安排 图1 1论文章节结构安捧 6 东南大学博士学位论文 大型活动交通消敖时空模型研究 第二章大型活动交通消散特性及交通管理组织研究 大型活动交通消散特性是交通组织管理方案制定的基础，而交通管理组织措施对交通消散过程又有 反作用。本章通过整理国内外大型活动组织概况和管理经验等资料，对大型活动的交通消散特点进行总 结；在此基础上进一步研究大型活动交通组织管理方案制定流程及相关管理措施，结合“十运会”实例 对交通消散交通组织管理建立全面了解。 2 1 大型活动交通消散人员与交通方式构成 1 大型活动参加者组成特点 不同的大型活动所包括的参加者不尽相同。本文以最常见的大型体育活动为例考察活动的参与者构 成情况，为相类似的其他类型的大型活动的交通管理组织提供一定的参考和借鉴。 大型体育活动的主要参加者一般由以下几方面构成：赛事主办者、各个为比赛服务的部门、媒体记 者、运动员、裁判员、志愿者、观看比赛的观众、以及没有票的观众等。表2 1 列出了国外部分大型体 育活动参加人员构成情况。表2 2 和表2 3 分别列出了2 0 0 8 年北京奥运的交通主体构成及2 0 0 5 年南京 市十运会的交通参与者数量。 表2 1 国外部分大型体育活动参加人员构成啪 运动员媒体售票数比赛数 盐湖城冬季奥运会 2 ，3 9 9 1 1 ，4 0 81 ，5 2 5 ，1 1 87 8 长野冬季奥运会 2 ，3 0 28 ，7 3 01 ，2 7 5 ，5 0 0 6 8 l i l l c h a m m e r 冬季奥运会 1 ，8 2 1 ，7 ，8 8 81 , 2 3 0 ，0 0 0 6 1 1 9 9 8 年n b a 决赛2 4 2 0 ，0 0 0 3 1 9 9 7 年n b a 决赛 2 4 2 0 ，0 0 0 3 1 9 9 3 年n b a 全明星赛 2 4 2 0 ，0 0 0 1 表2 22 0 0 8 年北京奥运会期间出行人员组成耵 人员类别人数 运动员、官员 1 6 0 0 0 人 i o c 、i f 、n o c1 8 0 0 人 裁判2 0 0 0 人 媒体1 7 0 0 0 人 赞助商 7 0 0 0 人 v 口2 2 0 0 人 工作人员、志愿者1 0 0 0 0 0 人 持票观众( 平均数)5 0 0 0 0 0 人日 非持票观众( 平均数)1 5 0 0 0 0 人日 东南大学博士学位论文大型活动交通消散时空模型研究 表2 32 0 0 5 年南京十运会参加开幕式人员构成m 人员类别人数 运动员、裁判员、领导、嘉宾等1 0 0 0 0 人 演职人员 1 0 0 0 0 人 武警、志愿者1 0 0 0 0 人 持票观众6 0 0 0 0 人 非持票观众 1 0 0 0 0 人 从国内外大型体育比赛的人员构成情况看，持票观众人数占据了主体，而一些特殊人群如运动员、 裁判员等数量较之总数比例很低，且这部分人群的进离场与一般观众是分离的，因此在本文中对这部分 特殊人群的交通集散问题不作研究。 2 交通方式构成特点 大型体育活动中，公共交通的所占比例一般较高，尤其在一些影响力较大的赛事中，为了确保交通 的安全、顺畅，都鼓励采取公交方式出行，这和日常交通出行的交通方式构成有所不同。通过北京奥运 规划对交通方式构成的预测结果( 表2 4 ) 可以看出各种不同交通方式的构成及分布情况。 同样在南京“十运会”的交通方式需求预测及实测结果的对比( 表2 5 ) 中，我们不难发现，公共 交通方式占据了交通方式的主体。由于方式选择引导较好，地铁的作用发挥巨大，实际车辆数低于预测 车辆数。 对于交通方式的构成，论文将结合预测技术在第三章中详细探讨，在此不多深究。 表2 42 0 0 8 年奥运会到达奥林匹克公园观众不同交通方式比例预测m 直接到达比例 交通方式( 自行车+ 步 乘坐公交车走乘坐奥运支线乘坐私人交通 乘坐轨道+ 穿梭巴士 四环到达比例到达比例 工具+ 穿梭巴士 行) 所占比例9 3 1 1 1 2 8 7 1 2 2 3 8 7 表2 5十运会开幕式时各种交通方式构成一览表1 项目预测交通量( 辆)散场时实测交通量( 辆) 小汽车2 5 0 0 2 1 4 1 大客车9 9 07 2 1 公交车 6 0 0( 包括中客) 地铁1 5 0 0 0 人次1 8 0 0 0 人次 2 2 大型活动交通消散特征 2 2 1 发生源大 大型活动的“大字最直接体现在参加人员多上，相应地，活动散场时产生的交通需求也是巨大的。 如2 0 0 8 年奥运会期间，北京市各场馆高峰日人流聚集量预计将达到1 1 5 万人次日，奥林匹克公园高峰 日第九日全天观众总人数达4 1 4 万，当日下午观众最为集中，可达到2 3 8 0 1 0 人，运动员、官员、贵宾 8 东南大学博士学位论文 大型活动交通消散时空模型研究 人数达1 9 1 3 3 人。广州九运会开幕式消散人流近1 0 万人；同样地，南京十运会开幕式当天，奥体中心 散场人流达1 0 万人。文献3 中对美国各类大型活动进行了特征统计，其中大部分活动都达到了每天上 万人甚至几十万人的规模，伴随着活动结束，这部分规模庞大的群体必然从活动地点涌向四面八方，因 此交通消散的源十分巨大，远远超过了城市正常活动的规模。 2 2 2 需求集中 交通需求过于集中是大型活动交通