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第三节网络交通分配 交通分配就是把各种出行方式的空间OD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网络是否合理的依据 管理资料 某城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交叉口交通量分布 某市上班高峰小时路段自行车交通量分布 一 综述 WARDROP原理Wardrop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使用的路线费用小 Wardrop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 交通分配方法 平衡分配法如果分配模型满足WARDROP第一 第二原理 则该方法为平衡分配法 非平衡分配法如果采用模拟方法进行分配称之为非平衡分配法 1 平衡分配法 固定需求分配法在分配模型中 出行OD矩阵T i j 固定不变 其模型为 求解算法 Frank Wolfe算法 弹性需求平衡分配模型 这类分配模型中 出行OD矩阵T在分配过程中是连续变化的 OD点对之间的出行量取决于出行时间 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求解 组合分配平衡模型 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 平衡分配模型特点结构严谨 思路明确 但维数太大 约束条件太多 求解困难 2 非平衡模型 最短路 全有全无 分配容量限制分配多路径分配容量限制 多路径分配 交通需求 交通流重分布 道路及交叉口流量预测 交通网络质量评价 交通规划方案 车辆路径选择模拟 最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 容量限制交通分配 调整交通管理措施 O D矩阵 道路交通网络交通流重分布模拟 交通流重分布基础 车辆路径选择模拟 最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 容量限制交通分配 交通规划方案 二 最短路交通分配 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 交叉口延误不受路段 交叉口交通负荷的影响 每一OD点对应的OD量被全部分配在连接该OD点对的最短线路上 其他道路上分配不到交通量 最短路交通分配 A B 100 100 100 出行量T A B 100辆 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 比较符合实际情况 容量限制分配有 1 容量限制 增量加载分配 2 容量限制 迭代平衡分配 1 容量限制 增量加载分配 先将OD表中的每一个OD量分解成K部分 即将原OD表分解成K个OD表 然后分K次用最短路分配模型分配OD量 每次分配一个OD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 直到把K个OD分表全部分配到网络上 容量限制交通分配 A B 40 20 20 30 10 10 40 10 20 40 30 10 30 出行量T A B 40 30 20 10 分配次序 K 分配次数K与每次的OD量分配率 2 容量限制 迭代平衡分配 先假设网络中各路段流量为零 按零流量计算路权 并分配整个OD表 然后按分配流量计算路权 重新分配整个OD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 四 多路径交通分配方法 1 分配模型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概率可用LOGIT路径选择模型计算 P r s k OD量T r s 在第k条出行路线上的分配率 t k 第k条出行线路的路权 t 各出行路线的平均路权 分配参数 m 有效出行线路条数 多路径概率交通分配 A B 30 P 0 3 P 0 550 P 0 2 20 T 100 多路径交通分配 考虑最短路 随机两因素 m A 1 k B 运用本模型时 首先必须确定每一OD点对 r s 的有效路段及有效出行线路 有效路段 i j 为路段终点j比路段起点i更靠近出行终点s 有效出行线路 由有效路段组成线路 每一OD点对的出行量只在它相应的有效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短路因素及随机因素 五 容量限制 多路径分配 该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 使分配结果更加合理 包括 多路径 增量加载分配 多路径 迭代平衡分配 容量限制 多路径交通分配 A B 12 3 3 12 18 12 30 6 4 T 100 60 30 10 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对鼓励通行的交通流 减少交通阻抗