Sieć buchananowska a teorie optymalizacji miejskiej sieci drogowej

• Autorzy: Krych A. , Rychlewski J.

Warianty tytułu

EN

Role of buchanan’s road network grid in theory of urban road network optimization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykułem objęto podstawowe tezy sformułowane w drugiej części referatu „Raport Buchanana 50 lat później” z IX konferencji nt. „Problemów komunikacyjnych miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego” 3. Analizie poddano tendencje w praktyce i nurty w teorii optymalizacji miejskich sieci drogowych mijającego półwiecza z punktu widzenia tez raportu dotyczących struktury sieci drogowej. Zdefiniowano układy głównych ulic rozprowadzających jako sieci buchananowskie. Na podstawie rozwinięcia idei raportu do formy sześciu tez optymalnego kształtowania sieci autorzy analizują różne nurty w badaniach teoretycznych i empirycznych. W podejściu do problemu optymalizacji za Steenbrinckiem wyróżniono zagadnienie optymalnej architektury sieci od efektywnego kreowania jej wydajności. W architekturze sieci wykazano tendencje izomorficznej zbieżności miejskich układów sieci drogowych z ochroną środowiska miejskiego w rozumieniu Buchanana. Poparto to wynikami eksperymentów symulacyjnych dla czytelnie skonfigurowanego rzeczywistego układu rusztowego sieci ulic Poznania. Wskazano na spójność problemu optymalności z nurtem badań teoretycznych i symulacyjnych związanych z paradoksem Braessa w sieciach przegęszczonych i zatłaczanych. W podejściu do wydajności sieci buchananowskiej wskazano na problem funkcji celu – maksymalizacji pojemności transportowej sieci zatłaczanej i jej związku z dynamicznym zarządzaniem ruchem. Wskazano na problem generalnie związany z brakiem kompatybilności między modelem popytu (macierzy podróży) i teorii strumienia ruchu. Wsparto hipotezę optymalności wynikami badań nad Fundamentalnym Wykresem Makroskopowym (MFD, NFD).

EN

The article discusses basis thesis formulated in the second part of a paper “The Buchanan Report 50 years on”, published in proceedings of IX Conference on “Transportation problems in cities burdened with motor traffic congestion”. An analysis was made on practical tendencies and theoretical searches for a theory of an urban road network’s optimisation, appearing during the past half century. The Report’s thesis on the road network’s structure was used as a benchmark for the analysis – a set of main streets was described as a Buchanan’s network. The Report’s ideas were formed into a set of six basic rules of an optimal network design, allowing Authors to use these rules for an analysis of theoretical and empirical traffic developments. Concerning the optimisation problem, Steenbrinck’s approach was followed, extracting a question of optimal road network architecture from a problem of an optimal management of the network’s effectiveness. A tendency of an isomorphic convergence of the optimal road network for both: traffic management and protection of city environment described by Buchanan, has been found. The outcome was strengthened by simulation experiments done for a road network of Poznań, the network being close to an optimal grid shape. It was proven, that an optimisation problem is coherent with theoretical and simulation searches dealing with the Braess paradox for networks oversaturated or during a saturation process. Effectiveness of a Buchanan’s network presented a problem of a goal function – maximisation of transport capacity of a network being saturated and it’s connection with dynamic traffic management. The problem generally caused by a compatibility deficiency between a demand model (OD–Matrix) and the traffic flow theory has been presented. The optimisation hypothesis was strengthened by results of a research on Macroscopic and Network Fundamental Diagrams (MFD, NFD).

Słowa kluczowe

PL

planowanie miast; ochrona środowiska miejskiego; optymalizacja sieci transportowych; kongestia; zarządzanie ruchem; ITS

EN

urban planning; city environment protection; optimisation of transport networks; congestion; traffic management; ITS

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Transport Miejski i Regionalny
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 23--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krych A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej, Piotrowo 5, 60-965 Poznań

autor

Rychlewski J.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej, Piotrowo 5, 60-965 Poznań

Bibliografia

• 1. Bagloee S.A., Ceder A., Tawana M., Bozic C., A Heuristic Methodology to Tackle Braess’s Paradox Detecting Problem Tailored for Real Road Networks, Transportmetrica A: Transport Science, 2013, (w druku).
• 2. Blunden W. R., The land use transport system, Oxford, Pergamon Press 1971.
• 3. Braess D., Über ein Paradoxon aus der Verkehrsplanung, „Unternehmensforschung” 12/1968.
• 4. Buchanan C., Traffic in towns, for Her Majesty’s Stationary Office by Waterloo & Sons, London 1963.
• 5. Cohen J.E., The Counterintuitive in Conflict and Cooperative, American Scientist, 11/12, 1988.
• 6. Cudziło J., Krych A., Thiem J., Network optimization using simulating Saturn procedure: Conf. Modelling and Management in Transportation, vol.2, EURO Working Group of Transportation, Poznań–Kraków 1999.
• 7. Gaca S., Suchorzewski W., Tracz M., Inżynieria ruchu drogowego. Teoria i praktyka, WKiŁ, Warszawa 2008.
• 8. Gawlikowski A., Ulica w strukturze miasta, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1992.
• 9. Geroliminis N., Daganzo C. F., Existence of urban-scale macroscopic fundamental diagrams: Some experimental findings, Transportation Research, Part B 42/2008.
• 10. Gerominimis N., Sun J., Properties of a well-defined macroscopic fundamental diagram for urban traffic, Transportation Research Part B 45/2011.
• 11. Keyvan-Ekbatani M., Kouvelas A.,Papamichail J., Papageorgiou M., Exploiting the fundamental diagram of urban networks for feedback-based gating. Transportation Research Part B 46/2012.
• 12. Krych A., Dynamiczne zarządzanie ruchem w sieci zatłaczanej, w: Kaczmarek, M., Krych A., Skuteczne zmniejszanie zatłoczenia miast, SITK RP, Poznań 2009.
• 13. Krych A., Efektywność inwestycji drogowych w sieciach przesyconych, w: Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego – II Konferencja Naukowo-Techniczna SITK RP, Poznań 1999.
• 14. Krych A., Optymalizacja sieci drogowej zatłoczonej, w: Wspomaganie decyzji w projektowaniu i zarządzaniu transportem – VI Konferencja Naukowo-Techniczna. SITK RP, Poznań 2007.
• 15. Olszewski P., Fan H.S.L., Tan, Y-W., Area-wide traffic speedflow model for the Singapore CBD, Transportation Research, Part A 29 (4)/1995.
• 16. Olszewski P., Suchorzewski W., Samochód w śródmieściu, WKiŁ, Warszawa 1983.
• 17. O’Sulliwan P., Holtzclaw G.D., Barber G., Transport Network Planning, London, Croom Helm, 1979.
• 18. Ratajczak W., Modelowanie sieci transportowych, Wyd. Naukowe UAM, Poznań 1999.
• 19. Roughgarden, T., Designing Networks for Selfish Users is Hard. FOCS 2001.
• 20. Roughgarden, T., The price of anarchy is independent of the network topology, Proceedings of the 34th Symposium on Theory of Computing, 2002.
• 21. Smeed, R. I., Road capacity of city centers, Traffic Engineering of Control, vol 8 nr 7/1966.
• 22. Steenbrink P.A., Optymalizacja sieci transportowych, WKiŁ, Warszawa 1978.
• 23. Wardrop J.G., Some theoretical aspects of road traffic research, Proceedings, Institute of Civil Engineers, 1/1952.
• 24. Wasiutyński Z., Optymalizacja układów komunikacyjnych, Ossolineum, Wrocław 1976.
• 25. Youn H., Gastner M.T., Jeong H., Price of Anarchy in Transportation Networks: Efficiency and Optimality Control, Physical Review Letters. 101, vol.12, 128701, 2008.

Uwagi

PL

Artykuł opracowano na podstawie referatu wygłoszonego na IX konferencji naukowo-technicznej „Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia komunikacyjnego”, Poznań–Rosnówek , 19–21. VI. 2013 r.