交通流分配课件

1、交通流分配将预测得出的交通小区将预测得出的交通小区i和交通小区和交通小区j之间的分布交通量之间的分布交通量tij，根据已知的道路网描述，按照一定的规则符合实际，根据已知的道路网描述，按照一定的规则符合实际地分配到路网中的各条道路上去，进而求出路网中各地分配到路网中的各条道路上去，进而求出路网中各路段路段a的交通流量的交通流量xa交通流分配现状现状ODOD量分配到现状交通网络上，将分配结果与相应路段的交通量观量分配到现状交通网络上，将分配结果与相应路段的交通量观测值相互比较，以检验模型的精度测值相互比较，以检验模型的精度将现状将现状ODOD量分配到现状交通网络上，以分析目前交通网络的运行状况量分

2、配到现状交通网络上，以分析目前交通网络的运行状况将预测的规划年将预测的规划年ODOD量预测值分配到现状交通网络上，以发现对规划年量预测值分配到现状交通网络上，以发现对规划年的交通需求而言，交通供给存在的问题，为交通供给设计提供依据的交通需求而言，交通供给存在的问题，为交通供给设计提供依据将预测的规划年将预测的规划年ODOD量分配到规划交通网络上，以评价交通网络规划方量分配到规划交通网络上，以评价交通网络规划方案的合理性案的合理性交通流分配 ODOD量，在城市道路网中通常采用高峰小时量，在城市道路网中通常采用高峰小时ODOD量，区域量，区域公路网通常采用年平均日交通量的公路网通常采用年平均日交通

3、量的ODOD量量 交通网络的描述交通网络的描述 阻抗函数阻抗函数 交通分配的方法交通分配的方法交通流分配 城市道路交通网络城市道路交通网络 对城市交通而言，如果需要研究的是城市道路网络的对城市交通而言，如果需要研究的是城市道路网络的交通量，交通分配最终的结果是道路上的交通量，交通分配最终的结果是道路上的机动车流量机动车流量。通常是以标准小汽车（通常是以标准小汽车（PCU）为单位）为单位 我们在进行需求的对象是我们在进行需求的对象是人流和货流。人流和货流。以人流而言，以人流而言，方式划分之后得到的是分方式的方式划分之后得到的是分方式的OD量，那么如何转换量，那么如何转换到机动车？到机动车？交通流

4、分配 公交线网和轨道交通网络公交线网和轨道交通网络 对于公交线网和轨道交通网络关心的是在站点对于公交线网和轨道交通网络关心的是在站点上、下客量和断面客流量，所以其分析的对象上、下客量和断面客流量，所以其分析的对象是人流。是人流。交通流分配交通网络表示方法交通网络表示方法交通流分配两点之间有边连接两点之间无边连接或10,jijil jI 123456789123456789010100000101010000010010000100010100010101010001010001000100010000010101000001010交通流分配两节点之间有边连接给定权两节点之间无边连接jijid0

5、),( j i123456789123456789022202220220122101221022012202220交通流分配节点iR（i）V（i，j）1234567892323432322，41，3，52，61，5，72，4，6，83，5，94，85，7，96，8交通流分配交通阻抗交通阻抗 交通阻抗直接影响到交通流径路的选择和流量的分配；交通阻抗直接影响到交通流径路的选择和流量的分配； 交通阻抗中在交通流分配时通常考虑的是时间；交通阻抗中在交通流分配时通常考虑的是时间； 在进行交通分配时，路段行驶时间与交叉口延误共同组成出在进行交通分配时，路段行驶时间与交叉口延误共同组成出行交通阻抗；行交通

6、阻抗； 路阻函数是指路段行驶时间与路段交通负荷，交叉口延误与路阻函数是指路段行驶时间与路段交通负荷，交叉口延误与交叉口负荷之间的关系交叉口负荷之间的关系交通流分配CVtt10交通流分配222111022211101143CVkCVkttCVkCVkttkk或交通流分配在城市交通网络中的实际出行时间，除路段行驶时间外，交叉口在城市交通网络中的实际出行时间，除路段行驶时间外，交叉口延误占有较大的比重延误占有较大的比重节点阻抗可分为两类：节点阻抗可分为两类：不分流向类，在某个节点各流向的阻抗基本相同，用一个统一不分流向类，在某个节点各流向的阻抗基本相同，用一个统一的值的值Di表示车辆在节点表示车辆在

7、节点i的延误的延误分流向类，不同流向的阻抗不同。交叉口即网络中的节点分流向类，不同流向的阻抗不同。交叉口即网络中的节点i的每的每进口道的平均延误要分别计算。进口道的平均延误要分别计算。交通流分配 Webster延误公式延误公式 HCM85版延误公式版延误公式 HCM2000版延误公式版延误公式交通流分配 一个两相位信号控制的交叉口，各进口道的交通量和一个两相位信号控制的交叉口，各进口道的交通量和饱和流量列于表饱和流量列于表9-2，绿灯间隔时间为，绿灯间隔时间为7s，黄灯时间为，黄灯时间为3s，起动损失时间为，起动损失时间为3s，试计算信号配时。，试计算信号配时。项目项目北进口北进口南进口南进口

8、东进口东进口西进口西进口交通量交通量q（pcu/h）620720390440饱和流量饱和流量（s）2400240010001000交通流分配项目项目北进口北进口南进口南进口东进口东进口西进口西进口流量比流量比y（pcu/h）0.260.30.390.44Maxy1,y20.30.44142*)37(2*3)(0AIdL74. 044. 03 . 0YsYLT10074. 01514*5 . 1155 . 10交通流分配 d（i，j）在在i交叉口与交叉口与j交叉口相邻进口道上的车交叉口相邻进口道上的车辆平均延误；辆平均延误； T信号周期长度；信号周期长度；Q进口道的交通流量；进口道的交通流量；

9、进口道有效绿灯时间进口道有效绿灯时间/ /周期长度，即绿信比；周期长度，即绿信比； x饱和度，饱和度，xQ/(S)，若，若S中已考虑绿信比，则取中已考虑绿信比，则取xQ/S.)52(31222)(65. 0)1 (2)1 (2)1 (),(XQTXQXXTjid交通流分配 第1项表示均匀车辆到达率所产生的延误； 第2项表示车辆到达随机性所产生的延误； 第3项由模拟法求出的补偿项，其参数由英国道路实验室研究模型出来（TRRL）)52(31222)(65. 0)1 (2)1 (2)1 (),(XQTXQXXTjid交通流分配1.当进口饱和度较小时，当进口饱和度较小时，Webster公式计算结果比较

10、合理；公式计算结果比较合理；2.当进口饱和度较大时，如当饱和度趋向于当进口饱和度较大时，如当饱和度趋向于1时，求得的延误趋向于时，求得的延误趋向于无穷大，因此，饱和度越接近于无穷大，因此，饱和度越接近于1，求得的延误越不正确，更无法，求得的延误越不正确，更无法计算过饱和情况下的延误；计算过饱和情况下的延误；3.当当0X0.67，Webster公式计算的结果才是合适的；当饱和度超公式计算的结果才是合适的；当饱和度超过这个范围时，公式则不使用过这个范围时，公式则不使用.4.在接近饱和和超饱和的时，需要使用在接近饱和和超饱和的时，需要使用HCM延误公式；延误公式；5.没有考虑非机动车的影响没有考虑非

11、机动车的影响交通流分配交通流分配 1.最早的交通分配方法是全无全有最短路径的分配方法； 这是一种非常理想化的交通分配方法，即假设网络上没有交通拥挤，交通阻抗是固定不变的，OD对间的流量都分配道最短路径上 该方法在拥挤的城市道路交通网络中，分配的结果于实际有很大的出入；交通流分配 2.平衡分配方法 1952年，Wardrop提出了交通网络平衡分配的第一、第二定理； 开始采用系统分析方法和平衡分析方法研究交通拥挤时的交通流分配；交通流分配3.3.随机分配方法随机分配方法出行者对交通阻抗的掌握只能时估计值，不可能是精确值，出行出行者对交通阻抗的掌握只能时估计值，不可能是精确值，出行者不同，对于同一路

12、段不同出行者的估计值不会完全相同者不同，对于同一路段不同出行者的估计值不会完全相同与确定性分配方法相对；与确定性分配方法相对；19771977年，美国加州大学伯克利分校和麻年，美国加州大学伯克利分校和麻省理工的教授提出了随机性的分配理论；省理工的教授提出了随机性的分配理论；核心思想：从起讫点到终点所有可行路径都会分配到交通流量，核心思想：从起讫点到终点所有可行路径都会分配到交通流量，按照随机性理论来分配，最常用的是按照随机性理论来分配，最常用的是logitlogit分配模型；分配模型；交通流分配 3.3.动态分配方法动态分配方法 交通需求是实时变化的，要根据路网中实时交通量状交通需求是实时变化

13、的，要根据路网中实时交通量状况选择路径，从而进行交通分配；况选择路径，从而进行交通分配； 路网上交通流的拥挤性；路网上交通流的拥挤性；确定性交通分配确定性交通分配 路径选择的随机性；路径选择的随机性；随机性交通分配随机性交通分配 交通需求的时变性；交通需求的时变性；动态交通分配动态交通分配交通流分配交通流分配交通流分配 分配手段分配手段形态形态无迭代分配无迭代分配迭代分配迭代分配单路径型单路径型最短路（全无最短路（全无全有）分配全有）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分配多路径分配容量限制多容量限制多路径分配路径分配交通流分配交通流分配 最短路交通分配最短路交通分配 AB100

14、100100出行量出行量 T(A-B)=100辆辆交通流分配（三）搜寻方法（三）搜寻方法顶点标号法顶点标号法（1 1）T T标号概念与方法：标号概念与方法： 临时性（临时性（Temporary)Temporary)标号；标号；（2 2）P P标号概念与方法：标号概念与方法： 永久性（永久性（Permenent)Permenent)标号；标号；交通流分配三、算法三、算法（1 1）给）给v vs s以以P P标号，标号，P P（v vs s）0 0，其余各点均给，其余各点均给T T标号，标号， T T（v vi i）+；（2 2）若）若v vi i点为刚得到点为刚得到P P标号的点，考虑这样的点标

15、号的点，考虑这样的点v vj j ( (v vi i, v, vj j) )属于属于E E，且，且v vj j为为T T标号，对标号，对v vj j的的T T标号标号 进行如下的更改：进行如下的更改：（3 3）比较所有具有）比较所有具有T T标号的点，把最小者改为标号的点，把最小者改为P P标号，标号， 即：即： 当存在两个以上最小者时，可同时改为当存在两个以上最小者时，可同时改为P P标号。标号。 若全部点均为若全部点均为P P标号则停止。否则用标号则停止。否则用 代代vivi转转 回（回（2 2）。）。 ijijjlvPvTvT)(),(min )(miniivTvPiv交通流分配ABCD

16、A0200200500B2000500100C2005000250D5001002500交通流分配OD点对点对最短路线节点号最短路线节点号OD量量A-B1-2-3200A-C1-4-7200A-D1-4-5-6-9500B-C3-6-5-4-7500B-D3-6-9100C-D7-8-9250B-A3-2-1200C-A7-4-1200C-B7-4-5-6-3500D-A9-6-5-4-1500D-B9-6-3100D-C9-8-7250交通流分配交通流分配交通流分配AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量出行量T(A-B) = 40+30+20+10交通流分配

17、1234567891012345101006050403020 4030302520 20202015 101510 1010 5 5 5 5 5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（）交通流分配路段路段起点起点路段路段终点终点自行自行车交车交通量通量路长路长km自行车自行车影响系影响系数数车道宽车道宽影响系影响系数数交叉口交叉口影响系影响系数数设计设计车速车速零流车零流车速速路段行驶时路段行驶时间间s12200020.81.1113026.72269.4614200020.81.1113026.72269.4621200020.81.1113026.7

18、2269.423200020.81.1113026.72269.46253000211.315065110.77交通流分配第二步 第一次分配30%OD量 ABCDA06060150B60015030C60150075D15030750交通流分配OD点对点对最短路线节点号最短路线节点号OD量量A-B1-2-360A-C1-4-760A-D1-4-5-6-9150B-C3-6-5-4-7150B-D3-6-930C-D7-8-975B-A3-2-160C-A7-4-160C-B7-4-5-6-3150D-A9-6-5-4-1150D-B9-6-330D-C9-8-775交通流分配第三步第三步,修正

19、路权包括路段行驶时间和交叉修正路权包括路段行驶时间和交叉口延误口延误路段路段起点起点路段路段终点终点机动机动车交车交通量通量路长路长km阻塞密阻塞密度度零流量零流量时路段时路段行驶时行驶时间间s第一次第一次分配厚分配厚路段行路段行驶时间驶时间12602127269.46274.39142102127269.46288.5521602127269.4274.3923602127269.46274.392502186110.77110.77交通流分配第三步第三步,修正路权包括路段行驶时间和交叉修正路权包括路段行驶时间和交叉口延误口延误路段路段起点起点路段路段终点终点周期周期s饱和饱和度度进口流进口

20、流量量绿信比绿信比进口道进口道通行能通行能力力延误延误d1延误延误d2总延误总延误d交叉口交叉口类型类型12400.28600.18120110.820.0410.86114400.282100.6212012.630.042.66121400.12600.412016.9106.91223400.12600.412016.9106.91225400.120017520002交通流分配第四步 第二次分配25%OD量 ABCDA05050125B50012525C50125062.5D1252562.50交通流分配1.共同点共同点最短路（全无全有分配）和容量限制分配都是建立在最短路径的最短路（全

21、无全有分配）和容量限制分配都是建立在最短路径的基础上。基础上。说明出行者有网络中所有路径的出行时间的正确信息；并且能基说明出行者有网络中所有路径的出行时间的正确信息；并且能基于信息做出正确路径选择决定，即属于确定性的路径选择行为于信息做出正确路径选择决定，即属于确定性的路径选择行为2.区别区别最短路径选择其路权是常数，即没有考虑通行能力限制和交通拥最短路径选择其路权是常数，即没有考虑通行能力限制和交通拥挤的影响，是一种理想化的交通分配方法，尤其不适用于拥挤状挤的影响，是一种理想化的交通分配方法，尤其不适用于拥挤状态下的交通网络的分配态下的交通网络的分配容量限制交通分配方法其路权是网络中交通量和

22、通行能力的函数，容量限制交通分配方法其路权是网络中交通量和通行能力的函数，即考虑了通行能力和交通拥挤的影响即考虑了通行能力和交通拥挤的影响交通流分配/1/0CVtt交通流分配图图5-7a 交通网络图交通网络图123412345交通流分配表表5-7a OD矩阵矩阵1234101001001002005050300010040000表表5-7b 路段零流量出行时间和通行能力路段零流量出行时间和通行能力路段12345t01015354C300500150200200交通流分配 出行者能否完全掌握网络中所有路径的出行时间的正出行者能否完全掌握网络中所有路径的出行时间的正确信息？能否根据信息做出正确的路

23、径选择决定？确信息？能否根据信息做出正确的路径选择决定？1.1.出行者渴望选择出行时间最短的路径；出行者渴望选择出行时间最短的路径；最短路因素最短路因素2.2.出行者不可能掌握网络中所有路径出行时间的正确信息；出行者不可能掌握网络中所有路径出行时间的正确信息；3.3.出行者社会经济属性的不同，做出的决定也会有一定的差出行者社会经济属性的不同，做出的决定也会有一定的差别；别；随机性的因素随机性的因素由此引出了另一种非平衡算法由此引出了另一种非平衡算法多路径交通分配方法多路径交通分配方法交通流分配 mitittktksrP1exp)(exp),(t交通流分配多路径概率交通分配多路径概率交通分配AB30P=0.3P=0.5 20P=0.250T=100交通流分配 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 mP kttttkiim()expexp1 300350. .A1kB交通流分配1.1.如果采用这样的计算思路：首先找出每一个如果采用这样的计算思路：首先找出每一个ODOD对所有可行路径，对所有可行路径，然后用然后用LogitLogit模型计算其分配的概率。模型计算其分配的概率。2.2.但是每一但是每一ODOD点对之间具有很多不同的出行路线，尤其