文献综述_交通分配模型综述

1、文献综述交通分配模型综述交通分配模型综述城市道路交通问题是一个复杂的社会系统工程.它不仅与市民的生活密切相 关，而且关系到经济的发展和社会的进步，解决城市交通堵塞和交通污染问题己 迫在眉捷。交通分配模型是否合理，对交通均衡和综合效益影响很大。本文首先 介绍交通分配的概念。交通分配己经有很多模型，主要有一般交通分配模型和混 合交通分配模型。一般交通分配模型主要有确定型均衡分配模型、随机均衡分配 模型、最短路分配模型、多路径概率分配模型：混合交通分配模型包括基于随机 用户平衡的混合交通网络流量分配模型、虑出行方式影响对称的混合交通均衡分 配模型等。本文主要对各种模型进行简要分析，并指出各种模型的特

2、点，以便在 毕业论文的企业动态竞争中选择较合适的模型进行求解。关键词：交通分配，道路模型 TOC o 1-5 h z 摘要I HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 前言1 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 几种交通分配模型分析1 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 2.1用户均衡分配模型2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 2.2系统最优平衡分配模型2 HYPERLINK l bookmark33 o

3、Current Document 2. 3弹性0D需求的确定型均衡分配模型3 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 2.4随机均衡分配模型3 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2. 5基于随机用户平衡的混合交通网络流量分配模型4 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.6考虑出行方式影响对称的混合交通均衡分配模型4 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.7城市道路交通发展规划模型5 HYPERLINK

4、l bookmark51 o Current Document 总结6 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 参考文献7交通分配模型综述1 .前言交通量分配即是将己经预测出的0D交通量按照一定的规则符合实际地分配到 道路网中的各条道路上，并求出各条道路的交通流量。0D交通量是两点之间的交 通量，即从出发地到目的地之间的交通量。一般的道路网中，两点之间（即0与D之 间）有很多条道路，如何将0D交通量正确合理地分配到0与D之间的各条道路上即是 交通分配要解决的问题。根据对交通流时变特性的假设不同，交通分配模型可分为静态交通分配和动 态交通分配两大类别：

5、静态交通分配模型以年平均日交通流量为描述对象，说明 的是一种路网交通处于稳定时的交通情况；动态交通分配模型描述的是时变交通 流，与静态交通分配模型不同，它需要说明车辆由于受到交通阻塞影响在路网上 的滞留情况。有关交通信息情况的假设分为两种基本情况：用户掌握确定自己交 通选择所需的路网交通情况，因而确切知道自己应该走哪条道路，对应形成确定 型模型；用户并不掌握确切的交通情况，而是根据有限的信息选择自认为是正确 的路线，由此建立了概率型模型。几种交通分配模型分析基本符号定义：铝：起讫点尸-S间的0D交通量；凡：路段a上的交通流量；。：路段a上的期望阻抗；/“（）：路段口上的期望阻抗函数，因而儿）；

6、充：0D对,-s间的第k条路径上的交通流量；U： 0D对r s间的第k条路径上总阻抗；程：0-1变量，如果路段a在OD对r-s间的第k条路径上，莓=1,否则耄二0：N：网络中节点的集合；L：网络中路段的集合；R：网络中出发地的集合；S：网络中目的地的集合；会：，-s间的所有路径的集合。2.1用户均衡分配模型如果所有的道路利用者都准确知道各条道路所需的行走时间并选择走行时间 最短的道路，最终两点之间被利用的各条道路的走行时间会相等。没有被利用的 道路的走行时间更长。这种状态被称之为道路网的平衡状态。在道路网的利用者 都知道网络的状态并试图选择最短路径时，网络会达到平衡状态。在考虑拥挤对路径阻抗影

7、响的网络中，当网络达到平衡状态时，每组0D的各 条被利用的路径具有相等而且最小的阻抗；没有被利用的路径的阻抗大于或者等 于最小路径阻抗。可用以下模型描述均衡状态：式中表示均衡状态下0D对r-s间的路径阻抗，即最小路径阻抗。有交通流守恒条件可用公式则表示为：fZ=qr，s同时 frs ZG，Pk,r,s路径交通量以与路段交通量易之间的关系式为：r s k总路径阻抗与路段阻抗的关系式为：C： = 械M, V妇 V,景,Vs 。a平衡分配模型可描述如下：mmZ(x)=、匚匕如ast：工J：=q*r,s代次Nk,r,sr s k2. 2系统最优平衡分配模型路网中所有用户共同决定其出行路线，使系统的总阻

8、抗达到最小，这种状态 称为系统最优状态。与用户平衡状态不同的是系统最优状态中用户可以通过单方 面改变路线而达到改变路径阻抗的目的。在考虑拥挤对路径阻抗影响的网络中，网络中的交通量应该按某种方式分配 以使网络中交通量的总阻抗最小。出行者单方面改变其出行路线，不会改变系统 总阻抗。模型可描述为：mmZ(x) = v“(x“)asJ：ZX=0，g，s kfrs NO,Pk,r,s2.3弹性OD需求的确定型均衡分配模型在现实中，0D交通量的大小可能会受网络运行情况的影响。例如，在交通堵 塞严重时有些道路网利用者可能会放弃自己开车而乘坐公交车，有的其至取消原 计划的出行。为了反映这种现象，0D交通量0可

9、假定成r和s之闻路径阻抗的函数, 即q” = SN,s上式中，*：尸-s之间的最短路径阻抗；q,()：r-s间的需求函数。该问题可表达为下列的数学规划模型：mmZ(x,q) =以如s%伫=qW，sfl 2 0,城,r,s2. 4随机均衡分配模型随机用户均衡SUE是指这样一种交通流分布形态，在这个状态下，任何一个 出行者均不可能通过单方面改变出行路径来减少自己的估计行驶阻抗。研究随机用户均衡定义可知，在该均衡状态下，某个0D对之间所有己被选用 的路径上，并不一定有相同的实际阻抗值，而只满足下述条件：fZ=q”P：Nk,r,s模型可描述为：mmZ(x) = -NG既】知+ “(兀)- Zj；。(勿

10、如rrszizi2.5基于随机用户平衡的混合交通网络流量分配模型基本符号定义：qrs 一一起始节点r到终讫节点s总的0D流量；qkrs 一一第k种出行方式从起始节点r到终讫节点s的0D流量；X： 一一第k种出行方式在弧a上的流量；f一一第k种出行方式在路径m上的流量；一一第k种出行方式在弧a上的期望阻抗；诺5一一第k种出行方式在路径m上的期望阻抗；C 一一第k种出行方式在路径m上的阻抗；P一一第k种出行方式选择路径m的概率；P：一一出行者选择第k种出行方式的概率；在我国城市交通中，以混合交通居主要地位，即在一个路面上各种交通模式 并存。在同一 0D对r-s间，人们可以选择公交车、私家车、摩托车

11、，甚至自行车、 步行等方式出行，而人们对每种出行方式的偏好程度因为其舒适度、花费、方便 性、出行时间等因素的考虑而各不相同。混合交通均衡分配模型可描述如下：k arsP rs mDp rsrsm qts =q“ k2.6考虑出行方式影响对称的混合交通均衡分配模型进行交通分布的0D分配时，往往将各种出行方式的0D分配独立开来，在进 行某一出行方式的交通网络流量分配时不考虑其他出行方式的交通流量对其分配 的影响。事实上，现在许多城市虽然大都在双向车道之间设有实体分隔，各向车 流之间因此也不会产生相互影响，但是并未开设各种交通方式的专用车道系统， 如小汽车、公交车、摩托车一起混合行驶，各种车辆问普遍

12、存在着相互干扰。符号标记定义如下：一一0D对ss间第k种出行方式的吸引力；S：(c)一一0D对ss间第k种出行方式的期望理解阻抗；考虑出行方式间相互影响时，路段阻抗函数可表示为4，就)当假设出行方式之间的相互影响对称时，有逃以=也旦1弛（K，琮）花（：盘）nj=7况 况 “划（E，琮 ）_ 览（K，蓝）况=况 5洗m,5）_名n,琮就）;，dXa攻*而且假设就（*，5）_“7_ 人说：（兄，3） f 3模型可描述为：minZ（x,g） =- 叔：或,丁,尸）+化（心,）-；。%（0，顼仞 k rs mk ak a+Jo口-4（。，况,.&）口-上2,4瓦名：。k b a，k ”k rsq：次*

13、0,W,k2. 7城市道路交通发展规划模型车辆既是交通工具，乂是交通障碍，而后者往往被人们忽视。下面的经验公 式反映了两者之间的关系：v = . py（l-一 ）/o Pmxx 其中V表示瞬时车流速度（公里/小时），表示允许车行最大速度，Q表示瞬时车 流密度（辆/公里），Qmax表示最大车流密度（使得车辆不得不停下来的密度），P。 表示边界密度（当PP.时，车辆可以最大速度行驶，且保证各个方向都是安全 的。传统的城市道路交通规划的指导思想是，在车辆任意增加的前提下增加道路, 以减小车辆静止平均密度，实现交通畅通.但是，随着经济的发展，汽车生产技 术的提高，使道路的增长速度跟不上车辆增长速度，这

14、就导致了车辆静止平均密 度逐年增大。结果，尽管花费了大量人力物力修路架桥，但换来的不是交通顺畅， 而是越来越严重的交通拥挤。根据可持续发展的战略思想，给出一个关于城市道路交通发展规划的模型：1皿顼*内+. + *亳M+ + %/” 2存 s.t.+ + a.x b.其中表示第j种交通工具（辆）=C/表示第j种交通工具单车费用系数（包括固定资产费用、维持运行费用和污染费用）（元/年辆）。表示第j 种交通工具单车载客量（人/辆）。九表示A城市瞬时交通流量的最大值（人）。 。，/表示第j种交通工具单车按规定的最大速度安全行驶时所必须占用的最小道路 面积（平方米/辆）O如表示A城市道路总面积（平方米）

15、O总结交通分配是城市道路管理的问题，合理的交通分配模型对解决城市交通堵塞 和交通污染问题有重要意义。正确的交通分配方法应能较好地再现实际交通状态， 而这种实际的交通状态是交通网络用户路径选择的结果。本文简要分析了7种模 型，这些模型各自基于一定的假设前提，具有不同的适用条件。这些假设前提和 实际情况或多或少有出入，因此很难找到一种模型普遍适用。为了节约能源，为 了保护资源和环境，为了交通畅通和交通的可持续发展，在大城市，对交通工具 的最佳选择是自行车和大型机动交通工具。总的来说，各种交通模型都离不开0D 交通量和路径选择，都依赖于所选取的可行路径集合和路径组抗。在从出发点到 目的地的路由组合中，找出一条或若干条最优路由是各个交通模型追求的基本目 标。参考文献周溪昭.混合交通运量分布与均衡配流组合模型研究J。系统工程学报，2000, 15(2)： 153-157刘灿齐.现代交通规划学M.北京：人民交通出版社，2001高自友、任华玲.城市动态交通流分配模型与算法M.人民交通出版社，2005刘海旭，蒲云.多类型弹性需求随机用户平衡分配模型J.系统工程理论方法应用，2005, 14(2)： 159-161陆化普.交通规划理论与方法M