交通运输问题与日常生活联系紧密,也是运筹学研究的一个重要分支。随着形势的不断发展,交通系统也日益复杂,原有的“头痛医头,脚痛医脚”的方式只是暂时解决目前的问题,难以从根本上改善交通系统的性能,使其达到最优的状态。因此,本文从系统科学的观点出发,从大处着手,不断细化,在交通网络设计、道路定向和信号灯实时控制三个层次上递阶优化当前的交通系统,共分四章: 第一章绪论。城市交通系统很复杂,涉及很多领域的问题,但就其主体内容而言,可以分为路网优化设计、道路的管理与利用、车流的调度与管理等三个不同的层次。 交通和运输供给能力的不足,已严重影响了经济发展中旅客和各种商品在自然空间上的合理流动,成为制约一个国家或地区国民经济快速发展的瓶颈。为了克服这一瓶颈现象,就需要增加交通运输能力,为此必须加大对交通基础设施建设的投资力度。但是目前世界各国中,无论发展中国家还是发达国家,资金不足问题都是交通运输发展中的最大障碍之一。城市交通网络设计问题是交通规划中的一个重要组成部分,指的是在有限的资金投入条件下,选择最优投资策略,通过改进现有网络中的某些路段或在现有网络中增加新的路段使整个网络达到某种性能最优的目的,从而满足人们日益增长的交通需求。 道路的管理与利用是城市交通管理的重要工作,它主要是在一个给定的路网基础上,考虑如何对现有道路的通行能力合理配置,以最大限度地满足城市交通需求。而道路通行能力的配置是通过对车道的划分来实现的,不同的划分方式会使各方向的通行能力不同,我们的目的就是在各种划分方案中找一个既满足实际需要又符合科学原理的划分方案。一条道路只有两个不同的方向,因此车道的划分实际上就是指定每个车道的通行方向,我们称其为道路定向。所谓一个定向是合理的,是指定向之后,任何一个割集中相反方向上弧的数目相差不会大于1。道路定向的方法很多,不同方案的效果大相径庭。