《道路交通网络分析》ppt课件

1、第四章第四章 道路交通网络分析道路交通网络分析 中心中心交通分配交通分配交通网络分析研讨在特定的外部环境道路根底设交通网络分析研讨在特定的外部环境道路根底设备、交通管理措施、交通控制方案等和交通需求备、交通管理措施、交通控制方案等和交通需求不同交通方式的不同交通方式的OD表条件下道路交通流的分布表条件下道路交通流的分布情况。交通供应与交通需求的综协作用情况。交通供应与交通需求的综协作用p从宏观角度看，我们所看到的道路交通流量是从宏观角度看，我们所看到的道路交通流量是交通需求在既有道路系统和交通管理系统条件下交通需求在既有道路系统和交通管理系统条件下的详细表现；的详细表现；p从微观角度看，道路交

2、通流量是大量出行者对从微观角度看，道路交通流量是大量出行者对出行途径选择的结果。出行途径选择的结果。 道路交通流分布是出行者对出行途径选择的结道路交通流分布是出行者对出行途径选择的结果，出行者对出行途径选择的分析主要是经过果，出行者对出行途径选择的分析主要是经过网络交通分配来实现的。网络交通分配来实现的。交通分配可以归纳为问题方式：交通分配可以归纳为问题方式：知：知：1.1.道路交通网络有向图表示方式；道路交通网络有向图表示方式； 2. 2.路段特性函数即路段阻抗函数；路段特性函数即路段阻抗函数； 3. OD 3. OD矩阵。矩阵。求解：道路网络中各路段交叉口的交通量及求解：道路网络中各路段交

3、叉口的交通量及阻抗值。阻抗值。Sheffi Y. Urban transportation networks: equilibrium analysis with mathematical programming methods. Englewood Cliffs: Prentice-Hall Inc,1985什么是网络交通分配？什么是网络交通分配？就是把各种出行方式的就是把各种出行方式的ODOD矩阵按照一定的矩阵按照一定的准那么分配到交通网络中的各条道路上，求准那么分配到交通网络中的各条道路上，求出各路段交叉口出各路段交叉口) )的交通流量及相关的的交通流量及相关的交通目的，为交通网络的规划

4、设计与评价交通目的，为交通网络的规划设计与评价提供根据。提供根据。AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量出行量T(A-B) = 40+30+20+10每一每一ODOD对之间有很多条途径，如何将对之间有很多条途径，如何将ODOD量正确、合理地量正确、合理地分配到这些途径上？这是交通分配问题的中心。分配到这些途径上？这是交通分配问题的中心。u哪些途径能分配到流量？哪些途径能分配到流量？u各条途径分配多少流量？各条途径分配多少流量？模拟出行者对出行途径的选择模拟出行者对出行途径的选择交通需求量交通需求量 交通网络交通网络道路交通流分布道路交通流分布交通分配的原理交通分

5、配的原理OD表表路段、交叉口路段、交叉口交通量等交通量等“网络加载网络加载Network Loading)交通分配方法按分配形状来分：交通分配方法按分配形状来分：单途径单途径多途径多途径 单途径型AB100100100出行量出行量 T(A-B)=100辆辆AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量出行量T(A-B) = 40+30+20+10 多途径型交通分配方法按分配手段来分：交通分配方法按分配手段来分：无迭代无迭代有迭代有迭代无迭代一次加载无迭代一次加载AB100100100出行量出行量 T(A-B)=100辆辆 有迭代分配方法 交通分配方法分类交通分配方法分类

6、“网络加载网络加载Network Loading)又称又称“全有全无分配全有全无分配All or Nothing,All or Nothing,简称简称AON)AON)：利用利用 AON AON网络加载机制模拟平衡分配的最简单方式网络加载机制模拟平衡分配的最简单方式其思绪其思绪？取路段阻抗路权为常数，然后仅执行一次取路段阻抗路权为常数，然后仅执行一次AONAON网网络加载过程络加载过程 最短路交通分配 AB100100100出行量出行量 T(A-B)=100辆辆寻觅最短路！寻觅最短路！目的目的? ?n最短路算法最短路算法？nDijkstraDijkstra算法标号法算法标号法2 23 37 7

7、8 89 94 45 56 64.204.203.934.204.201.961.964.203.934.204.204.201 1实例：知交通节点实例：知交通节点1 1、3 3、7 7、9 9分别为分别为A A、B B、C C、D D四个交通区的四个交通区的形心，并给定交通区的形心，并给定交通区的ODOD矩阵，用最短路进展交通分配。矩阵，用最短路进展交通分配。A AB BC CD D找找A-DA-D之间的最短路之间的最短路A-DA-D出行量出行量500500课堂练习假设假设C-BC-B之间的之间的ODOD为为500500，用最短路算法分配用最短路算法分配C-BC-B之间的之间的ODOD，并写

8、出并写出A-DA-D、C-BC-B分配叠加后路网上各路段的流量分配叠加后路网上各路段的流量输入输入O-DO-D矩阵及网络几何信息矩阵及网络几何信息计算路权计算路权计算最短路权矩阵计算最短路权矩阵辩识各辩识各O-DO-D点对间的最短道路并分配该点对间的最短道路并分配该O-DO-D量量累加交叉口及路段交通量累加交叉口及路段交通量最后一最后一O-D O-D 点对点对? ?输出各路段及交叉口总分配交通量输出各路段及交叉口总分配交通量转入下一转入下一O-DO-D点对点对是是否否 将将ODOD表分解成表分解成K K个部分，逐次加载，并逐次更新路权个部分，逐次加载，并逐次更新路权 分配次数分配次数K与与 每

9、次的每次的 O-D量分配率量分配率%K 分配次序12346789 10 1100 260 40 350 30 20 440 30 20 10 530 25 20 15 10 1020 20 15 1055555u路段路阻函数路段路阻函数常用模型常用模型美国联邦公路局路阻函数模型美国联邦公路局路阻函数模型 回归路阻函数模型回归路阻函数模型 )/(1 0CVtt多途径概率交通分配多途径概率交通分配 AB30P=0.3P=0.5 50P=0.220T=100iikTTkP)exp(/ )exp()(假设从交通区假设从交通区1 1到到2 2比较可行的线路有三条：比较可行的线路有三条：1 12 23 3

10、1 14 43 31 15 53 3交通区交通区1 1到到2 2之间的出行量为之间的出行量为10001000辆辆求三条道路上分配到的交通量？求三条道路上分配到的交通量？iikTTkP)exp(/ )exp()(如下两条道路能否可行？如下两条道路能否可行？1-2-4-31-2-4-31-4-5-31-4-5-355答案：可行答案：可行那么对于复杂网络如何确那么对于复杂网络如何确定可行道路的总体？定可行道路的总体？能否可采用按照路段和节点逐个判别的方式来求解交通能否可采用按照路段和节点逐个判别的方式来求解交通分配问题呢？分配问题呢？怎样判别哪些路段和节点可以分配到交通量？怎样判别哪些路段和节点可以

11、分配到交通量？怎样确定路段和节点的分配概率？怎样确定路段和节点的分配概率？sr有效路段：有效路段： Lmin(j,s) = Lmin(I,s) 路段的终点路段的终点j比讫点比讫点i更接近出行目的地更接近出行目的地s i ij j有效道路有效道路: : 由有效路段组成由有效路段组成有效道路长度有效道路长度: L(I-j,s)=d(I,j)+Lmin(j,s): L(I-j,s)=d(I,j)+Lmin(j,s) 等于有效路段的路段加上有效路段终点离出行等于有效路段的路段加上有效路段终点离出行目的地的最短路权目的地的最短路权 改良的多途径交通分配模型mitittktksrP1/ )(exp/ )(

12、exp),( 改良模型与Dial模型的区别？mitittktksrP1/ )(exp/ )(exp),(iikTTkP)exp(/ )exp()(1、有效路段和有效道路的引入2、参数的改良，可以稳定在33.5之间例：知节点例：知节点1 1到到9 9之间的交通量为之间的交通量为10001000，用改良的，用改良的多途径分配方法求解路段分配到的交通量。多途径分配方法求解路段分配到的交通量。多途径分配方法步骤多途径分配方法步骤1 1、从起点开场逐个判别与之相邻的有效路段、从起点开场逐个判别与之相邻的有效路段2 2、计算有效道路长度、计算有效道路长度3 3、计算有效路段分配率、计算有效路段分配率4 4、计算有效路段分配量、计算有效路段分配量5 5、转入下一个节点、转入下一个节点前提：该节点上游的一切节点均已分配终了前提：该节点上游的一切节点均已分配终了课堂练习课堂练习n写出路段写出路段5-85-8之间分配流量的计算公式之间分配流量的计算公式注：先写出路段注：先写出路段2-52-5之间分配流量的计算公式之间分配流量的计算公式 容量限制-多途径交通分配AB123312