交通分配方法-分配.ppt
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1、第六节第六节 网络交通分配网络交通分配 交通分配就是把各种出行方式的空间交通分配就是把各种出行方式的空间交通分配就是把各种出行方式的空间交通分配就是把各种出行方式的空间ODOD量分配到具体的交通网络上,通过交通分配所量分配到具体的交通网络上,通过交通分配所量分配到具体的交通网络上,通过交通分配所量分配到具体的交通网络上,通过交通分配所得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的依据。网络是否合理的依据。网络是否合理的依据。网络是否合理的依据。现状现状OD量在现状交通
2、网络上的分配量在现状交通网络上的分配 分析目前交通网络的运行状况,检验四阶段预测分析目前交通网络的运行状况,检验四阶段预测模型的精度。模型的精度。规划年规划年OD分布预测值在现状交通网络上的分配分布预测值在现状交通网络上的分配 以规划年的交通需求找出现状交通网络的缺陷,以规划年的交通需求找出现状交通网络的缺陷,为后面交通网络的规划设计提供依据。为后面交通网络的规划设计提供依据。规划年规划年OD分布预测值在规划交通网络上的分配分布预测值在规划交通网络上的分配 评价交通网络规划方案的优劣。评价交通网络规划方案的优劣。两类分配:两类分配:运行线路固定运行线路固定运行线路不固定运行线路不固定一、综述一
3、、综述WARDROPWARDROP原理原理原理原理WardropWardrop第一原理:网络上的交通以这样一第一原理:网络上的交通以这样一第一原理:网络上的交通以这样一第一原理:网络上的交通以这样一种方式分布,就是所有使用的路线都比没有种方式分布,就是所有使用的路线都比没有种方式分布,就是所有使用的路线都比没有种方式分布,就是所有使用的路线都比没有使用的路线费用小。使用的路线费用小。使用的路线费用小。使用的路线费用小。用户优化平衡模型用户优化平衡模型用户优化平衡模型用户优化平衡模型(User Optimized EquilibriumUser Optimized Equilibrium)简称)
4、简称)简称)简称UEUEWardropWardrop第二原理:车辆在网络上的分布,第二原理:车辆在网络上的分布,第二原理:车辆在网络上的分布,第二原理:车辆在网络上的分布,使得网络上所有车辆的总出行时间最小。使得网络上所有车辆的总出行时间最小。使得网络上所有车辆的总出行时间最小。使得网络上所有车辆的总出行时间最小。系统优化平衡模型(系统优化平衡模型(系统优化平衡模型(系统优化平衡模型(System Optimized System Optimized Equilibrium Equilibrium)简称)简称)简称)简称SOSO交通分配方法交通分配方法交通分配方法交通分配方法平衡分配法平衡分配
5、法平衡分配法平衡分配法 如果分配模型满足如果分配模型满足如果分配模型满足如果分配模型满足WARDROPWARDROP第一、第一、第一、第一、第二原理,则该方法为平衡分配法。第二原理,则该方法为平衡分配法。第二原理,则该方法为平衡分配法。第二原理,则该方法为平衡分配法。非平衡分配法非平衡分配法非平衡分配法非平衡分配法 如果采用模拟方法进行分配称之为非如果采用模拟方法进行分配称之为非如果采用模拟方法进行分配称之为非如果采用模拟方法进行分配称之为非平衡分配法。平衡分配法。平衡分配法。平衡分配法。1 1、平衡分配法、平衡分配法、平衡分配法、平衡分配法固定需求分配法固定需求分配法固定需求分配法固定需求分
6、配法 在分配模型中,出行在分配模型中,出行在分配模型中,出行在分配模型中,出行ODOD矩阵矩阵矩阵矩阵T(i,j)T(i,j)固定不变。固定不变。固定不变。固定不变。BeckmannBeckmann提出固定需求的用户优化平衡模型:提出固定需求的用户优化平衡模型:提出固定需求的用户优化平衡模型:提出固定需求的用户优化平衡模型:求解算法:求解算法:求解算法:求解算法:Frank-WolfeFrank-Wolfe算法算法算法算法1 1、平衡分配法、平衡分配法、平衡分配法、平衡分配法固定需求分配法固定需求分配法固定需求分配法固定需求分配法 对于系统优化,对于系统优化,对于系统优化,对于系统优化,Daf
7、ermasDafermas提出固定需求的系统提出固定需求的系统提出固定需求的系统提出固定需求的系统优化平衡模型:优化平衡模型:优化平衡模型:优化平衡模型:弹性需求平衡分配模型弹性需求平衡分配模型弹性需求平衡分配模型弹性需求平衡分配模型 这类分配模型中,出行这类分配模型中,出行这类分配模型中,出行这类分配模型中,出行ODOD矩阵矩阵矩阵矩阵T T在分配在分配在分配在分配过程中是连续变化的,过程中是连续变化的,过程中是连续变化的,过程中是连续变化的,ODOD点对之间的出行量点对之间的出行量点对之间的出行量点对之间的出行量取决于出行时间。取决于出行时间。取决于出行时间。取决于出行时间。模型同固定需求
8、分配模型,约束条件用模型同固定需求分配模型,约束条件用模型同固定需求分配模型,约束条件用模型同固定需求分配模型,约束条件用上式替代。求解时将其转化为固定需求问题上式替代。求解时将其转化为固定需求问题上式替代。求解时将其转化为固定需求问题上式替代。求解时将其转化为固定需求问题求解。求解。求解。求解。组合分配平衡模型组合分配平衡模型组合分配平衡模型组合分配平衡模型 在组合分配模型中,交通分配与出行分在组合分配模型中,交通分配与出行分在组合分配模型中,交通分配与出行分在组合分配模型中,交通分配与出行分布或方式划分为同步进行,并相互影响。布或方式划分为同步进行,并相互影响。布或方式划分为同步进行,并相
9、互影响。布或方式划分为同步进行,并相互影响。平衡分配模型特点平衡分配模型特点平衡分配模型特点平衡分配模型特点 结构严谨,思路明确。但维数太大,约结构严谨,思路明确。但维数太大,约结构严谨,思路明确。但维数太大,约结构严谨,思路明确。但维数太大,约束条件太多,求解困难。束条件太多,求解困难。束条件太多,求解困难。束条件太多,求解困难。2、非平衡模型、非平衡模型 分配手段分配手段分配手段分配手段型态型态型态型态无迭代分配方法无迭代分配方法无迭代分配方法无迭代分配方法有迭代分配方法有迭代分配方法有迭代分配方法有迭代分配方法单路径型单路径型单路径型单路径型最短路(全有全无)最短路(全有全无)最短路(全
10、有全无)最短路(全有全无)分配分配分配分配容量限制分配容量限制分配容量限制分配容量限制分配多路径型多路径型多路径型多路径型多路径分配多路径分配多路径分配多路径分配容量限制容量限制容量限制容量限制多路径多路径多路径多路径分配分配分配分配二、最短路(全由全无)交通分配法二、最短路(全由全无)交通分配法 在分配中,取路权(两交叉口间的出行时间)在分配中,取路权(两交叉口间的出行时间)在分配中,取路权(两交叉口间的出行时间)在分配中,取路权(两交叉口间的出行时间)为常数,即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延为常数,即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延为常数,即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延为常数,即假设
11、车辆的路段行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一ODOD点点点点对应的对应的对应的对应的ODOD量被全部分配在连接该量被全部分配在连接该量被全部分配在连接该量被全部分配在连接该ODOD点对的最短点对的最短点对的最短点对的最短线路上,其他道路上分配不到交通量。线路上,其他道路上分配不到交通量。线路上,其他道路上分配不到交通量。线路上,其他道路上分配不到交通量。缺陷:导致出行分布量不均匀,全部集中在最短缺陷:导致出行分布量不均匀,全部集中在最短缺陷:导致出行分布量不均
12、匀,全部集中在最短缺陷:导致出行分布量不均匀,全部集中在最短路上。路上。路上。路上。各种分配方法的基础各种分配方法的基础各种分配方法的基础各种分配方法的基础辩识各辩识各OD点对间的最短路线并分配该点对间的最短路线并分配该OD量量计算最短路权矩阵计算最短路权矩阵累加交叉口、路段交通量累加交叉口、路段交通量最后一最后一OD点对?点对?转入下一转入下一OD点对点对输出各路段、交叉口总分配交通量输出各路段、交叉口总分配交通量输入输入OD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 最短路分配方法流程图最短路分配方法流程图三、容量限制分配方法三、容量限制分配方法容量限制分配是一种动态的交通分配方
13、法,它容量限制分配是一种动态的交通分配方法,它容量限制分配是一种动态的交通分配方法,它容量限制分配是一种动态的交通分配方法,它考虑了路权与交通负荷之间的关系,即考虑了考虑了路权与交通负荷之间的关系,即考虑了考虑了路权与交通负荷之间的关系,即考虑了考虑了路权与交通负荷之间的关系,即考虑了交叉口、路段的通行能力限制,比较符合实际交叉口、路段的通行能力限制,比较符合实际交叉口、路段的通行能力限制,比较符合实际交叉口、路段的通行能力限制,比较符合实际情况。情况。情况。情况。容量限制分配有:容量限制分配有:容量限制分配有:容量限制分配有:(1 1)容量限制)容量限制)容量限制)容量限制增量加载分配增量加
14、载分配增量加载分配增量加载分配(2 2)容量限制)容量限制)容量限制)容量限制迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配1 1、容量限制、容量限制、容量限制、容量限制增量加载分配增量加载分配增量加载分配增量加载分配 先将先将先将先将ODOD表中的每一个表中的每一个表中的每一个表中的每一个ODOD量分解成量分解成量分解成量分解成K K部分,即将原部分,即将原部分,即将原部分,即将原ODOD表分解成表分解成表分解成表分解成K K个个个个ODOD分表,分表,分表,分表,然后分然后分然后分然后分K K次用最短路分配模型分配次用最短路分配模型分配次用最短路分配模型分配次用最短路分配模型分配ODOD
15、量。量。量。量。每次分配一个每次分配一个每次分配一个每次分配一个ODOD分表,并且每分配一次,分表,并且每分配一次,分表,并且每分配一次,分表,并且每分配一次,路权修正一次,路权采用路阻函数修正,路权修正一次,路权采用路阻函数修正,路权修正一次,路权采用路阻函数修正,路权修正一次,路权采用路阻函数修正,直到把直到把直到把直到把K K个个个个ODOD分表全部分配到网络上。分表全部分配到网络上。分表全部分配到网络上。分表全部分配到网络上。容量限制交通分配容量限制交通分配AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量出行量T(A-B)=40+30+20+10123456789
16、1012345101006050403020403030252020202015101510101055555分配次序K分配次数分配次数K K与每次的与每次的ODOD量分配率()量分配率()容量限制交通分配方法流程图容量限制交通分配方法流程图 输入输入OD表及几何信息表表及几何信息表分解原分解原OD表为表为n个个OD表表确定路段行驶时间确定路段行驶时间确定交叉口延误确定交叉口延误计算路权计算路权确定网络最短路权矩阵确定网络最短路权矩阵按最短路法分配每一按最短路法分配每一OD点对点对OD量量累计路段、交叉口分配交通量累计路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量最
17、后最后OD点对?点对?最后一最后一OD表?表?转入下一转入下一OD点对点对否否否否是是是是转入下一转入下一OD点对点对2 2、容量限制、容量限制、容量限制、容量限制迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配 先假设网络中各路段流量为零,按零流量计算路先假设网络中各路段流量为零,按零流量计算路先假设网络中各路段流量为零,按零流量计算路先假设网络中各路段流量为零,按零流量计算路权,并分配整个权,并分配整个权,并分配整个权,并分配整个ODOD表,然后按分配流量计算路权,重表,然后按分配流量计算路权,重表,然后按分配流量计算路权,重表,然后按分配流量计算路权,重新分配整个新分配整个新分配整个新分
18、配整个ODOD表,最后比较新分配的路段流量与原分表,最后比较新分配的路段流量与原分表,最后比较新分配的路段流量与原分表,最后比较新分配的路段流量与原分配的路段流量,新计算的路权与原计算的路权,若两配的路段流量,新计算的路权与原计算的路权,若两配的路段流量,新计算的路权与原计算的路权,若两配的路段流量,新计算的路权与原计算的路权,若两者比较接近,满足迭代精度要求,则停止迭代,获得者比较接近,满足迭代精度要求,则停止迭代,获得者比较接近,满足迭代精度要求,则停止迭代,获得者比较接近,满足迭代精度要求,则停止迭代,获得最后的分配交通量。若不能满足迭代精度要求,则根最后的分配交通量。若不能满足迭代精度
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