交通系统分析绪论课件

1、1绪 论第1页，共28页。2交通系统分析的意义交通系统是由多个子系统构成，子系统之间相互联系、相互影响，形成了及其复杂的关系的系统群体。按照交通工具角度第2页，共28页。3交通系统的构成依赖于分析交通系统的角度或者问题交通系统非常复杂，难以用简单的方法说明他们的关系按照出行角度按照宏观微观角度第3页，共28页。4交通设施网络交通管理措施交通状态交通需求土地利用交通结构交通发展政策土地利用决定了需求总量；交通发展政策影响交通需求；交通结构对应着交通供给，也影响着交通需求；交通供需失衡导致很多问题！第4页，共28页。5社会经济方面：随着国民经济的飞速发展汽车保有量的快速增加。第5页，共28页。6机

2、动化交通需求快速增加，引发大中城市交通拥堵日益严重交通问题受到社会各界广泛关注第6页，共28页。7以北京为例，我们的交通究竟出了什么问题第7页，共28页。8北京的仅为东京的1/6，道路面积率仅为纽约的1/4，北京快速路里程已超其他城市，但低等级道路比例远小于东京等城市纽约市中心区全天平均车速为25.2公里/小时，近郊区可达58.9公里/小时；北京中心区全天平均车速只有17.7公里/小时，近郊区也只有30.9公里/小时。北京市主干路高峰期平均速度只有22.5公里/小时，全天为40.2公里/小时，纽约高峰为28公里/小时，全天为58.2公里/小时。纽约机动车比北京多出近一倍，但早晚高峰并未出现像北

3、京这样严重的交通拥堵 第8页，共28页。9北京的小汽车年均行驶里程为1.5万公里,是伦敦的1.5倍、东京的2倍多,同时也高于洛杉矶、香港等国际大都市。 在东京，路旁或大厦内每小时的停车费约合人民币40元至100元不等，而违章停车的罚款更高达1000元人民币。如此高昂的出行成本让东京的车流畅通了不少。 第9页，共28页。10交通系统分析的意义为交通系统规划提供依据 例如开展交通需求总量和分布的预测，交通方式划分、计算道路上的交通量，设计交通系统为交通设施设计及改造提供依据 交通枢纽扩容、公交分布与规模、交叉口的改造设计为交通管理提供依据 单行线设置、信号协调控制、交通诱导、拥挤收费、停车管理、公

4、交专用道设置、票价设计、停车换乘为交通政策和法规制定提供依据 公交优先、城市交通发展政策、道路交通法修订、第10页，共28页。11交通系统分析的过程1. 交通子系统的界定范围适当：过小，则无法全面而根本的认识和解决交通问题；过大，将考虑过多的与问题无关的因素，浪费人力、物力和财力第11页，共28页。12交通子系统的界定关联要素：抓住主要矛盾，忽略一些次要矛盾在公交与小汽车混行的车道上，忽略了公交车与小汽车之间复杂、随机的影响关系，以两者的行程时间影响关系。第12页，共28页。13交通子系统的界定关系清晰：明确/明确各个要素之间的关系，才能准确认识和把握系统，有助于寻找问题的本质.实施拥挤收费+

5、降低票价+过桥收费措施后的车速分布第13页，共28页。14交通系统分析的过程2. 发现交通的问题定性分析：从定性角度把握系统问题的走向。北京和上海市限制车辆政策有什么结果（18万人申请17600）？定量分析：通过建立问题的数学模型，明确应该采取什么样的措施。实施拥挤收费+降低票价+过桥收费措施后的方式分担率变化第14页，共28页。152. 发现交通的问题结论：将定性和定量相结合，综合各方面的关键要素，对系统给出明确的结论。在进行广州高架路交通控制时，采用了OD调查方法来，掌握OD分布，如何做到？第15页，共28页。16交通系统分析的过程3. 寻找根源明确系统问题后，寻找原因，比较各种影响因素，

6、确定最主要影响因素，有助于找到最优方案。例如车道宽度与通行能力特性分析。确定问题的层次：在寻求问题的根源时，需要对问题进行层次分析。例如确定可持续发展的交通方式评价需要进行层次分析。第16页，共28页。17明确问题关系：明确问题之间的关系，从根源问题入手。抓住主要问题：解决系统的主要问题，但不一定是最大问题。根据 downs定律中，修建道路永远不能满足需求，该如何处理，满足交通需求？3. 寻找根源downs定律：在政府对城市交通不进行有效管制和控制的情况下，新建的道路设施会诱发新的交通量，而交通需求总是倾向于超过交通供给 第17页，共28页。18交通系统分析的过程4. 给出方案提供备选方案：规

7、划中的高、低方案优选方案：折中方案确定方案：通过对优选方案进行评价，往往需要对多目标进行比选，进而决策。第18页，共28页。19厦门莲坂环型交叉口不同控制方案进口道饱和度汇总表进口道流向北左北直南左南直东左东直西左西直样本方差饱和度比较原控制方案0.450.430.360.531.270.760.640.380.0912优化控制方案0.600.600.360.530.850.750.640.560.0214注：样本方差为该控制方案中所有直行与左转进口道饱和度方差。饱和度方差降低了76.5% 否决建设跨线桥的措施，进行环岛交叉口改造！第19页，共28页。20给出方案发现问题发现问题系统界定分析过

8、程总结范围界定，明确要素明确要素间关系定性分析定量分析结论界定问题层次确定问题之间的关系抓住主要矛盾问题提供备选方案优选备选方案确定最优方案第20页，共28页。21交通系统分析方法1. 系统描述方法逻辑模型：例如在CA模型中，交通流被描述为方格，方格为1，表示有车辆；否则为0.物理模型：例如跟车模型、流体模型.数学模型：通过数学方法建立各个要素之间的关系模型。例如重力模型、交通分配模型、Logit模型.仿真模型：借助计算机技术建立的模型交通系统运行的模型，例如CTM模型、CA模型等第21页，共28页。222. 系统优化方法系统分析的目的是寻找系统达到最优目标的方案或策略。系统优化方法在交通系统

9、工程中极为重要，涉及的问题往往造价高昂而复杂.逻辑判断法：通过逻辑判断来确定系统最优方案，由于缺少定量指标，难以确定方案之间的优劣。交通拥挤收费作用？数学优化法：通过数学模型来获得系统的优化目标值，确定系统的最优方案，例如基于路网容量的双层规划优化、信号灯滚动优化等智能优化法：例如通过计算机智能算法来进行系统优化，例如遗传算法、模拟退火算法等等。第22页，共28页。233. 系统评价方法对比评价方法：通过分析各个优化方案的各项指标，对各方案的各项性能指标优劣进行综合分析来获得对方案的整体评价，为系统决策提供最终依据。例如，轨道交通方案。第23页，共28页。24数学评价方法：通过数学模型对系统各

10、项性能进行评价，例如流量公交流量轨道客流排放对比第24页，共28页。25交通系统分析的内容交通参数分析：分析交通流特性参数这些参数分为宏观和微观，宏观参数用于描述整体特性，包括交通流量、速度和，密度；微观参数用于描述车辆之间的运行特性，包括车头时距、车头间距。这些交通流参数包括统计分布特性、道路通行能力和延误。第25页，共28页。26交通供需关系：包括交通设施资源供应和交通量对交通资源的需求两方面，供应方面包括设施布局、规模（长度、面积）、服务速度（通行能力）等；需求方面包括人口和车辆总量、时空分布等。第26页，共28页。27交通状态分析：采用排队论、跟驰理论、交通波理论，从宏、微观层面对交通状态进行描述。例如如下惠州的流量分布状态第27页，共28页。28交通系统优化：主要在某些投入资源约束的条件下，通过调整交通系统的拓扑结构和数量，使得某些交通系统指标最优化。例如以各个方向排队长度不溢出为目标的交通信号