道路交通规划多媒体课件第五章2.ppt

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1、第三节第三节 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。2021/9/241某城

2、市机动车高峰小时路段交通量分布某城市机动车高峰小时路段交通量分布2021/9/242某城市机动车高峰小时交叉口交通量分布某城市机动车高峰小时交叉口交通量分布2021/9/243某市上班高峰小时路段自行车交通量分布某市上班高峰小时路段自行车交通量分布2021/9/244一、综述一、综述WARDROPWARDROP原理原理原理原理WardropWardrop第一原理：网络上的交通以这第一原理：网络上的交通以这第一原理：网络上的交通以这第一原理：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样一种方式分布，就是所有使用的路线都样一种方式分布，就是所有使用的路线都样一种方式分布，就是所有使用的路

3、线都比没有使用的路线费用小；比没有使用的路线费用小；比没有使用的路线费用小；比没有使用的路线费用小；WardropWardrop第二原理：车辆在网络上的分第二原理：车辆在网络上的分第二原理：车辆在网络上的分第二原理：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布，使得网络上所有车辆的总出行时间最布，使得网络上所有车辆的总出行时间最布，使得网络上所有车辆的总出行时间最小。小。小。小。2021/9/245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、

4、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。2021/9/2461 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 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

5、T(i,j)T(i,j)固定不变。其固定不变。其固定不变。其固定不变。其模型为：模型为：模型为：模型为：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2021/9/247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

6、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。2021/9/248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

7、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，结构严谨，思路明确，但维数太大，结构严谨，思路明确，但维数太大，结构严谨，思路明确，但维数太大，约束条件太多，求解困难。约束条件太多，求解困难。约束条件太多，求解困难。约束条件太多，求解困难。2021/9/2492、非平衡模型、非平衡模型最短路（全有全无）分配最短路（全有全无）分配容量限制分配容量限制分配多路径分配多路径分配容量限制容量限制多路径分配多路径分配202

8、1/9/2410交通交通需求需求交通流交通流重分布重分布道路及交叉道路及交叉口流量预测口流量预测交通网络交通网络质量评价质量评价交通规划方案交通规划方案车辆路径车辆路径选择模拟选择模拟最短路交通分配最短路交通分配容量限制交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径交通分配多路径多路径-容量限制交通分配容量限制交通分配调整交通管理措施调整交通管理措施O-D矩阵矩阵道路交通网络交通流重分布模拟道路交通网络交通流重分布模拟2021/9/2411交通流重分布基础：交通流重分布基础：车辆路径车辆路径选择模拟选择模拟最短路交通分配最短路交通分配容量限制交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径交通分配多

9、路径多路径-容量限制交通分配容量限制交通分配交通规划方案交通规划方案2021/9/2412二、最短路交通分配二、最短路交通分配 在分配中，取路权（两交叉口间的在分配中，取路权（两交叉口间的在分配中，取路权（两交叉口间的在分配中，取路权（两交叉口间的出行时间）为常数，即假设车辆的路段出行时间）为常数，即假设车辆的路段出行时间）为常数，即假设车辆的路段出行时间）为常数，即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一口交通负荷的影响。每一口交通负荷的影响。每一口交通负荷的影

10、响。每一ODOD点对应的点对应的点对应的点对应的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点对的最点对的最点对的最点对的最短线路上，其他道路上分配不到交通量。短线路上，其他道路上分配不到交通量。短线路上，其他道路上分配不到交通量。短线路上，其他道路上分配不到交通量。2021/9/2413最短路交通分配最短路交通分配 AB100100100出行量出行量 T(A-B)=100辆辆2021/9/2414三、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

11、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

12、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2021/9/24151 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表，表，表，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

13、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。2021/9/2416 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+102021/9/2417123456789101234

14、5101006050403020403030252020202015101510101055555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（）2021/9/24182 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

15、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

16、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要求，则根最后的分配交通量。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要求，则根据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足迭代精度。迭代精度。迭代精度。迭代精度。2021/9/2419四、多路径交通分配方法四、多路径交通分配方法1 1、分配模型、分配模型、分配模型、分配模型出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线

17、出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的概率可用概率可用概率可用概率可用LOGITLOGIT路径选择模型计算。路径选择模型计算。路径选择模型计算。路径选择模型计算。P(r,s,k)ODP(r,s,k)OD量量量量T(r,s)T(r,s)在第在第在第在第k k条出行路线上的条出行路线上的条出行路线上的条出行路线上的分配率；分配率；分配率；分配率；t(k)t(k)第第第第k k条出行线路的路权；条出行

18、线路的路权；条出行线路的路权；条出行线路的路权；tt各各各各出行路线的平均路权，出行路线的平均路权，出行路线的平均路权，出行路线的平均路权，分配参数；分配参数；分配参数；分配参数；mm有有有有效出行线路条数。效出行线路条数。效出行线路条数。效出行线路条数。2021/9/2420多路径概率交通分配多路径概率交通分配AB30P=0.3P=0.5 50P=0.220T=1002021/9/2421 多路径交通分配多路径交通分配考虑最短路考虑最短路、随机两因素、随机两因素 mA1kB2021/9/2422运用本模型时，首先必须确定每一运用本模型时，首先必须确定每一运用本模型时，首先必须确定每一运用本模

19、型时，首先必须确定每一ODOD点点点点对对对对(r,s)(r,s)的有效路段及有效出行线路。的有效路段及有效出行线路。的有效路段及有效出行线路。的有效路段及有效出行线路。有效路段有效路段有效路段有效路段i,ji,j为路段终点为路段终点为路段终点为路段终点j j比路段起点比路段起点比路段起点比路段起点i i更靠近出行终点更靠近出行终点更靠近出行终点更靠近出行终点s s。有效出行线路有效出行线路有效出行线路有效出行线路由有效路段组成线路。由有效路段组成线路。由有效路段组成线路。由有效路段组成线路。每一每一每一每一ODOD点对的点对的点对的点对的出行量只在它相应的有效出行量只在它相应的有效出行量只在

20、它相应的有效出行量只在它相应的有效出行路线上进行分配。出行路线上进行分配。出行路线上进行分配。出行路线上进行分配。本模型能较好地反映路径选择过程中的最本模型能较好地反映路径选择过程中的最本模型能较好地反映路径选择过程中的最本模型能较好地反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。短路因素及随机因素。短路因素及随机因素。短路因素及随机因素。2021/9/2423五、容量限制五、容量限制多路径分配多路径分配该该该该方法考虑了路权与交通负荷之间的关方法考虑了路权与交通负荷之间的关方法考虑了路权与交通负荷之间的关方法考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制，使系及交叉口、路段通行能力的

21、限制，使系及交叉口、路段通行能力的限制，使系及交叉口、路段通行能力的限制，使分配结果更加合理。分配结果更加合理。分配结果更加合理。分配结果更加合理。包括：多路径包括：多路径包括：多路径包括：多路径增量加载分配、多路增量加载分配、多路增量加载分配、多路增量加载分配、多路径径径径迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配迭代平衡分配2021/9/2424容量限制容量限制-多路径交通分配多路径交通分配AB12331218123064T=100=60+30+102021/9/2425交通网络规划方案交通网络规划方案交通阻抗分析交通阻抗分析车辆路径选择模拟车辆路径选择模拟交通流重分布模拟交通流重分布模拟道路及

22、交叉口的速道路及交叉口的速度、流量等输出度、流量等输出交交通通分分配配预预测测反馈反馈调整调整2021/9/2426六、交通管理对交通流影响的原理六、交通管理对交通流影响的原理影响车辆运行的交通阻抗影响车辆运行的交通阻抗对鼓励通行的交通流，减少交通阻抗对鼓励通行的交通流，减少交通阻抗对限制通行的交通流，增加交通阻抗对限制通行的交通流，增加交通阻抗以达到调整网络交通流量的目的以达到调整网络交通流量的目的2021/9/2427速度速度 道路车辆速度、行驶时间预测道路车辆速度、行驶时间预测 畅行车流畅行车流 正常车流正常车流 拥挤车流拥挤车流 交通负荷交通负荷 路段交通阻抗路段交通阻抗T=f(V/C)时间2021/9/2428 交叉口延误预测 延误延误 D 交通负荷交通负荷 交叉口交通阻抗交叉口交通阻抗2021/9/2429