交通网络与交通建模课件

基本概念1．出行（Trip）甲地乙地Trip人有目的进行的由特定的出发地点（起点，Origin）到目的地（终点，Destination）的单方向的移动。出行目的：上班、上学、下班、放学、生活、娱乐、公务等等。出行端点（Tripend）：对应于出行的两个端点即起点和终点。第1页/共63页基本概念1．出行（Trip）甲地乙地Trip人有目的进行的1方式出行（Unlinkedtrip）：每一个利用不同的交通方式所进行的移动。目的出行（Linkedtrip）：不考虑所使用的交通方式，只考虑从起点到终点的移动。基于家庭的出行(HomeBase)：自家、朋友家;非基于家庭的出行(NonHomeBase)：宾馆、饭店、单位、车站、商场等等。代表交通方式：在所用的多个交通方式中最主要的交通方式或在一个目的出行中所使用的最长距离的交通方式。第2页/共63页方式出行（Unlinkedtrip）：每一个利用不同的交通2工作单位家宾馆第一出行：工作①地铁第二出行：业务②③④⑤出租第三出行：回家⑥公共汽车①②③④⑤⑥

①工作：地铁；②会议：出租；③接客人：出租；④返回：出租；⑤送客：出租；⑥回家：公共汽车。某人的出行例：工作业务回家第3页/共63页工作单位家宾馆第一出行：工作①地铁①②③④⑤⑥①工作：地铁32.出行目的(TripPurpose)：上班、上学、购物、娱乐、观光、业务、回家等。3.出行距离(TripDistance)：某车辆一次出行的行驶距离。

平均出行距离(AveragetripDistance)：某对象地区或调查路线（路段）利用车辆出行距离的平均值。第4页/共63页2.出行目的(TripPurpose)：上班、上学、购物44.当量交通量（pcu--PassengerCarUnit）：将实际车辆数换算为轿车数后的交通量；5.道路通行能力（RoadTrafficCapacity）：在一定道路和交通条件下，一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数。pcu/h，pcu/12h，pcu/24h；6.交通拥挤度（DegreeofTrafficCongestion）：某截面的实际交通量与其通行能力之比；7.行车速度（TravelSpeed）、平均行驶速度（MeanofTravelSpeed）以及包括停车时间在内的区间平均行驶速度（km/h）。第5页/共63页4.当量交通量（pcu--PassengerCarUni5交通网络的一些概念通常，我们把交通网络用一个拓扑图来表示，也就是一系列的节点集合和弧的集合。交通网络中的节点代表路口、车站或者区域中心等，而弧则表示连接节点之间的道路或者交通方式，因此交通网络中的弧也可以被称为路段。交通网络图一般都是有向图。在交通网络中一般不会包括平行弧和环弧。第6页/共63页交通网络的一些概念通常，我们把交通网络用一个拓扑图来表示，也6对于交通网络来说，路段具有很多不同的特性，包括：·路段长度；·路段费用；·路段能力（最大承受交通流量）；在这个简单的交通网络中，有一个起点A，两个终点B和C。五条路段，四个内部节点，五条路径。第7页/共63页对于交通网络来说，路段具有很多不同的特性，包括：在这个简单的7路径表示从起点到终点的一系列节点以及连接这些节点的路段的集合环路表示起点和终点为同一个节点的路径树表示在网络中的每一个节点只能被访问（或者到达）一次第8页/共63页路径表示从起点到终点的一系列节点以及连接这些节点的环路表示起8一种比较简单的网络拓扑为线性交通网络，比如对于高速公路网、主干线网、铁路网、航空网等。在这种网络结构中，可以有很多的起点和终点，不过在起点终点之间，不存在路径的选择问题。另外一种网络是一种格状网络，一般情况下，城市交通网络就属于这种网络结构。在这种交通网络中，不仅仅包含很多的起点和终点，而且在每一对起点终点之间都有很多条路径供出行者选择。第9页/共63页一种比较简单的网络拓扑为线性交通网络，比如对于高速另外一种网9城市交通中的交叉口的结构第10页/共63页城市交通中的交叉口的结构第10页/共63页10简单方法如果将交叉口的节点展开，例如将丁字路口展成6个节点，6条弧；十字路口可展成8个节点，12条弧，这样，路网中的交叉口及路段的费用都可以弧的阻抗函数出现，若某路口禁止车辆左转弯，或某路段的一个方向禁止某种车辆通行，则将相应弧上的阻抗定义为无穷大。第11页/共63页简单方法如果将交叉口的节点展开，例如将丁字路口展成6个节点，11第12页/共63页第12页/共63页12在公交网络中，节点用来表示出行的起点、公交线路站点、转乘枢纽站等，弧则表示公交线路路段（用实线表示）和出行人步行路段（一般用虚线表示）。第13页/共63页在公交网络中，节点用来表示出行的起点、公交线路站点、第13页13第二节交通小区划分交通小区分区遵照以下原则

现有统计数据采集的方便性。

均匀性和由中心向外逐渐增大。

充分利用自然障碍物。

包含高速公路匝道、车站、枢纽。

考虑土地利用。

第14页/共63页第二节交通小区划分交通小区分区遵照以下原则现有统计数14交通小区划分的一例

第15页/共63页交通小区划分的一例第15页/共63页15第三节交通网络与线路布局城市交通网络基本形式

方格网式带状放射状环形放射状自由式

第16页/共63页第三节交通网络与线路布局城市交通网络基本形式方格网式161.方格网式

优点：各部分的可达性均等，秩序性和方向感较好，易于辨别，网络可靠性较高，有利于城市用地的划分和建筑的布置。缺点：网络空间形式简单、对角线方向交通的直线系数较小。

第17页/共63页1.方格网式优点：各部分的可达性均等，秩序性和方向感较好2.带状

带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴向延伸，并且与一些相垂直的次级交通线路组成类似方格状的交通网。城市的土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接近自然，对地形、水系等条件适应性较好。

第18页/共63页2.带状带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴3.放射状

放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间

第19页/共63页3.放射状放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间第4.环形放射状

以放射状交通线路承担内外出行，并连接主城与卫星城；环形交通网承担区与区之间或过境出行，连接卫星城之间，减少卫星城之间的出行穿越主城中心。

第20页/共63页4.环形放射状以放射状交通线路承担内外出行，并连接主城与5.自由式

该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限制而使道路自由布置，因此其优点是较好地满足地形、水系及其它限制条件。缺点是无秩序、区别性差，同时道路交叉口易形成畸形交叉。

第21页/共63页5.自由式该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限制21城市交通网络型式与城市类型

城市规模与路网型式

城市性质与路网型式

城市在区域交通网中的位置与路网型式

城市发展形态结构与路网型式中央组团式、分散组团式、带状、棋盘式和自由式

第22页/共63页城市交通网络型式与城市类型城市规模与路网型式第22页/共22（1）道路网密度(km/km2)

单位城市用地面积内道路的长度，表示区域中道路网的疏密程度。道路网密度(km/km2)=城市建成区内道路总长(km)/城市建成区用地面积(km2)

一是我国经济基础薄弱、资金不足和政策导向等，致使城市基础设施条件非常薄弱，建设水平低。二是从城市结构布局看，我国的城市多为用地紧凑、人口高度密集型城市，道路用地也受到很大程度的限制。

城市交通网络布局的评价指标第23页/共63页（1）道路网密度(km/km2)单位城市用地面积内道路的长（2）干道网间距(km)

两条干道之间的间隔，对道路网密度起到决定作用。

荷兰规定干道间隔为800～1000m；美国为1/2～2英里；丹麦哥本哈根为700m；德国慕尼黑为700～1000m；英国道路多采用区域自动化控制，道路间距以250～700m为宜；日本没有规定干道间隔的具体数值。

第24页/共63页（2）干道网间距(km)两条干道之间的间隔，对道路网密度起交通流的连续性。为了保持车辆行驶效率、提高道路的通行能力，以次干道间距不小于300m，主干道间距不小于600m为宜。

城市用地。对于特大城市和大城市中心区，以次干道间距为300～400m，主干道间距为600～800m为宜。对于城市工业区及城市边缘地区，由于交通量较小，干道间距可以适当增大，以次干道间距为500～600m，主干道间距为1000～1200m为宜。

第25页/共63页交通流的连续性。为了保持车辆行驶效率、提高道路的通行能力，以（3）路网结构

指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的比例，衡量道路网的结构合理性。道路的交通结构应该为“塔”字型，即城市快速路的比例最小、按照城市快速路、主干道、次干道、支路的顺序比例逐渐增高。比例值分别推荐为≤5%、27～30%、32%和33～36%。

第26页/共63页（3）路网结构指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的（4）道路面积率（%）

道路用地(S1)面积占城市建设用地面积的比例。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，要求道路广场用地(S)占城市建设用地的比例为8～15%。为了适应大城市交通发展的需要，建议将我国的城市道路面积率调整到10～30%较为合适。

第27页/共63页（4）道路面积率（%）道路用地(S1)面积占城市建设用地面（5）人均道路面积(m2/人)指城市居民人均占有的道路面积。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，给出了道路广场用地为7～15m2/人。大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。

第28页/共63页（5）人均道路面积(m2/人)第28页/共63页第29页/共63页第29页/共63页29（6）道路网的可达性(accessibility)

指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。该指标值越小，说明其可达性越好，路网密度越大。

Nz为交通小区数；Li为i交通小区到道路网的最短距离。

第30页/共63页（6）道路网的可达性(accessibility)指所有交（7）道路网连接度

指道路网中路段之间的连接程度。

M为道路网中路段数；N为道路网的节点数。

第31页/共63页（7）道路网连接度指道路网中路段之间的连接程度。M为道路第四节交通网络的拓扑建模

网络都是由点集和与此连接的线组成。点的集合称为节点(node)集，用Ｎ表示；连接节点的线段的集合称为路段集，用Ａ表示；在交通网络中，节点集Ｎ包括发生节点集Ｒ、吸引节点集Ｓ和交叉口之类的交汇节点等。发生、吸引节点表示交通小区人口密集或政府行政机关的集中的地点。这些发生、吸引节点对与rs对应，并称之为OD对。

第32页/共63页第四节交通网络的拓扑建模网络都是由点集和与此连接的线32道路交通网络示意图

单向箭头表示单向通行道路，其余路段表示双向通行；虚线代表高速公路匝道或假想路段；〇代表节点；◎代表发生、吸引点。

第33页/共63页道路交通网络示意图单向箭头表示单向通行道路，其余路段表示双33道路铁路123456789101112131415161718192021222324轨道和道路共存的实际交通网络

数字1和2表示铁路车站；数字3～24表示道路交叉口；轨道交通线路与道路网之间在车站处用虚线连接（路段1-3）。

第34页/共63页道路铁路1234567891011121314151617134网络拓扑关系和属性数据库

路段号起点终点长度(km)车道数……道路名1350.204……胜利南街2560.154……胜利南街36130.224……胜利南街413140.114……胜利南街53210.404……胜利南街621240.184……胜利南街7980.254……和平东路8870.254……和平东路9760.084……和平东路106170.504……和平西路……………………………………第35页/共63页网络拓扑关系和属性数据库路段号起点终点长度(km)车道数…35路段－径路连接矩阵是交通需求预测中表示网络流拓扑关系的重要概念。

第36页/共63页路段－径路连接矩阵是交通需求预测中表示网络流拓扑关系的重要概36第37页/共63页第37页/共63页37学院南路西三环西二环莲花池东路明光桥西直门官园桥阜成门复兴门为公桥紫竹桥花园桥航天桥公主坟六里桥西便门北京交通大学北京西客站第38页/共63页学院南路西三环西二环莲花池东路明光桥西直门官园桥阜成门复兴门38学院南路西三环西二环莲花池东路大柳树交大东门魏公村民族大学白石桥展览馆西直门明光村白云观动物园紫竹桥四道口展览路航天桥六里桥钓鱼台木樨桥北京交大特6,105,320,727特6,105,319,320,645,727105,319,601特6,320,727特6,65,320,727特6,727特6,319,702,72716,103,64516,601,645,65116,26,103,319,64516,26,10316,26,103,10516,26,105,601,65126,103,65126,105,60126,65,31926,319103103103103103,601,651103,601,651319,64565,105,319,601特6,320,645,72764564560165,32065,320,特6,320,72765702702663公交车站交叉口皂君庙北京西站第39页/共63页学院南路西三环西二环莲花池东路大柳树交大东门魏公村民族大学白39第40页/共63页第40页/共63页40第五节交通建模与决策模型及其作用模型：对现实世界即建模者感兴趣的系统的一种简化描述，它集中了从某一视角分析该系统所涉及的主要要素。模型分类物理模型(如基于设计的建筑或流体力学模型)；抽象模型(如人文语言模型，数学模型)。

数学模型

通过数学方程重构(复制)系统及系统行为。

数学模型属性

结构(目标与约束)，参数，解域等。第41页/共63页第五节交通建模与决策模型及其作用第41页/共63页41交通问题的特点交通需求的特性----衍生的需求(1)需求的高度数量化和分散化(2)交通需求具有特定空间分布(3)交通需求与供给具有强烈的动态特性交通供给特性------服务设施(1)服务特性(2)整体特性(3)建设周期长(4)政治意义

(5)经济与社会属性复杂交通供给中的拥挤问题拥挤概念的相对性拥挤的外部效果第42页/共63页交通问题的特点第42页/共63页42拥挤的外部效果第43页/共63页拥挤的外部效果第43页/共63页供需平衡理论

一

T和A的关系T—TransportationSystem运输系统A—ActivitySystem活动系统F—Flow流（流的大小、方向、类型）

F=Ｆ(A,T)F取决于Ｔ和ＡＡ＝A(F)Ｆ的模式随时间的变化

可改变Ａ，既影响Ａ

Ｔ＝Ｔ(F)Ｆ的模式在一定时间内将会引起Ｔ的变化

FTA321123第44页/共63页供需平衡理论一

T和A的关系FTA321123TransportationDemand1定义：一定时期社会经济活动所产生的旅客货物的空间位移的需要2度量：客运量、货运量、交通量、客运周转量、货运周转量3来源：社会经济活动4特征：派生(次生)第45页/共63页TransportationDemand1定义：一定时期45人的行为模式个人的选择

（生活方式)活动的模式活动的位置出行的方式（旅客出行）第46页/共63页人的行为模式个人的选择第46页/共63页46企业的行为模式企业的选择（公司发展,利润发展）活动的模式（与产品生产、销售，市场有关）活动的场地（生产地，市场）运输的方式（货运，货流）第47页/共63页企业的行为模式企业的选择（公司发476需求与运输量之间的关系需求是潜在的运输量运输量是实现了的需求第48页/共63页6需求与运输量之间的关系需求是潜在的运输量第48页/需求函数V=D(A,S)V——需求A——活动系统S——运输服务（供应）分析：D~A的相关性需求的结构、空间分布、时间分布，要为交通规划、交通建设、交通组织，交通控制服务（提供框架）第49页/共63页需求函数V=D(A,S)第49页/共63页49调查与资料处理发生吸引的预测结果分布预测方式选择分配预测运输供应分析供需平衡分析社会经济系统规划与发展第50页/共63页调查与资料处理发生吸引的预测结果分布预测方式选择分配预测运输50TransportationSupply1定义：运输系统性能的表达，运输业产品的综合度量2

度量：能力、服务水平3来源：设备（固定设备、移动设备），运输组织4特点：不具备实物形态，不可移动，不可储存第51页/共63页TransportationSupply1定义：运输系统51运输能力与服务水平运输能力：在一定时期内，运输设施所能承受的最大的客运量（货运量或交通量）服务水平：表征运输系统服务的矢量速度、舒适性、可靠性、安全性、价格、时间……在一定条件下，可用服务水平来代替能力，表示供应TSA,TDA(运输系统分析，需求分析)多用服务水平来表示第52页/共63页运输能力与服务水平第52页/共63页52变化特征

time

能力服务

第53页/共63页变化特征第53页/共63页53四运输供需平衡V=D(A,S)S=J(T,V)F=f(A,T)=f(V,S)S0F0V0T0A0V=D(A,S)S=J(T,V)第54页/共63页四运输供需平衡V=D(A,S)S0F0V0T0A0V=F0F3F2F1SVJ1J2D1D2第55页/共63页F0F3F2F1SVJ1J2D1D2第55页/共63页55供需平衡实例收入增加

轿车拥有量增加

轿车吸引力增加

公交车需求降低拥挤与延误增加公交车频率降低提高公交车票价每辆公交车运营里程降低

公交车运营费用增加轿车与公交发展恶性循环第56页/共63页供需平衡实例收入增加56供需平衡实例收入增加

轿车拥有量增加

轿车限制轿车吸引力增加

问题?公交车需求降低拥挤与延误增加公交车频率降低补贴公交优先提高公交车票价每辆公交车运营里程降低

公交车运营费用增加打破轿车与公交发展恶性循环第57页/共63页供需平衡实例收入增加57交通建模问题模型结构

首先要分析有无可能以简单的结构来描述所要研究的系统，例如，能否假定所有方案是独立的？或者有无可能建立一种较为复杂的模型，它可以计算出一个方案选择的条件概率？函数形式能否用线性形式或问题是否要推出更复杂的非线性形式？非线性形式可能能更准确地描述对象系统，但其模型的确定和使用过程中需要更多的资源和更高的技巧。参数确定

这是不可回避的问题，包括使用哪些参数、它们以何种形式出现在模型中等。第58页/共63页交通建模问题模型结构首先要分析有无可能以简单的结构来描述58经典运输模型的结构

小区网络建立基础年数据收集未来规划数据基础年数据库出行发生Tripgeneration

出行分布Tripdistribution

方式选择Modalsplit

网络分配Networktrafficassignment

评价Appraisal第59页/共63页经典运输模型的结构小区网络建立基础年数据59理论与实践间的差距促进理论与实际结合的要点：(1)保证理论模型有稳定的结果(2)保证一致性使用经过验证的模型(3)相信预测变化难免(4)了解模型特性并寻求改善算法(5)更好地了解哪些可以假定不变、哪些可以作为作为决策变量和分析变量得出条件预测结论第60页/共63页理论与实践间的差距促进理论与实际结合的要点：第60页/共6360理论模型的困难实际工作者常常会放弃使用更好理论模型的努力，其原因是：(1)太复杂(2)理论模型所需要的数据没有或很难收集(3)采用实际矩阵比用出行行为模型更容易(4)理论模型不能标定到分析某些计划所需的详细水平(5)对大多数问题最好采用相同模型，因为这样做可以保证评价方法的一致性第61页/共63页理论模型的困难实际工作者常常会放弃使用更好理论模型的努力，其61问题？第62页/共63页问题？第62页/共63页谢谢大家！第63页/共63页谢谢大家！第63页/共63页63基本概念1．出行（Trip）甲地乙地Trip人有目的进行的由特定的出发地点（起点，Origin）到目的地（终点，Destination）的单方向的移动。出行目的：上班、上学、下班、放学、生活、娱乐、公务等等。出行端点（Tripend）：对应于出行的两个端点即起点和终点。第1页/共63页基本概念1．出行（Trip）甲地乙地Trip人有目的进行的64方式出行（Unlinkedtrip）：每一个利用不同的交通方式所进行的移动。目的出行（Linkedtrip）：不考虑所使用的交通方式，只考虑从起点到终点的移动。基于家庭的出行(HomeBase)：自家、朋友家;非基于家庭的出行(NonHomeBase)：宾馆、饭店、单位、车站、商场等等。代表交通方式：在所用的多个交通方式中最主要的交通方式或在一个目的出行中所使用的最长距离的交通方式。第2页/共63页方式出行（Unlinkedtrip）：每一个利用不同的交通65工作单位家宾馆第一出行：工作①地铁第二出行：业务②③④⑤出租第三出行：回家⑥公共汽车①②③④⑤⑥

①工作：地铁；②会议：出租；③接客人：出租；④返回：出租；⑤送客：出租；⑥回家：公共汽车。某人的出行例：工作业务回家第3页/共63页工作单位家宾馆第一出行：工作①地铁①②③④⑤⑥①工作：地铁662.出行目的(TripPurpose)：上班、上学、购物、娱乐、观光、业务、回家等。3.出行距离(TripDistance)：某车辆一次出行的行驶距离。

平均出行距离(AveragetripDistance)：某对象地区或调查路线（路段）利用车辆出行距离的平均值。第4页/共63页2.出行目的(TripPurpose)：上班、上学、购物674.当量交通量（pcu--PassengerCarUnit）：将实际车辆数换算为轿车数后的交通量；5.道路通行能力（RoadTrafficCapacity）：在一定道路和交通条件下，一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数。pcu/h，pcu/12h，pcu/24h；6.交通拥挤度（DegreeofTrafficCongestion）：某截面的实际交通量与其通行能力之比；7.行车速度（TravelSpeed）、平均行驶速度（MeanofTravelSpeed）以及包括停车时间在内的区间平均行驶速度（km/h）。第5页/共63页4.当量交通量（pcu--PassengerCarUni68交通网络的一些概念通常，我们把交通网络用一个拓扑图来表示，也就是一系列的节点集合和弧的集合。交通网络中的节点代表路口、车站或者区域中心等，而弧则表示连接节点之间的道路或者交通方式，因此交通网络中的弧也可以被称为路段。交通网络图一般都是有向图。在交通网络中一般不会包括平行弧和环弧。第6页/共63页交通网络的一些概念通常，我们把交通网络用一个拓扑图来表示，也69对于交通网络来说，路段具有很多不同的特性，包括：·路段长度；·路段费用；·路段能力（最大承受交通流量）；在这个简单的交通网络中，有一个起点A，两个终点B和C。五条路段，四个内部节点，五条路径。第7页/共63页对于交通网络来说，路段具有很多不同的特性，包括：在这个简单的70路径表示从起点到终点的一系列节点以及连接这些节点的路段的集合环路表示起点和终点为同一个节点的路径树表示在网络中的每一个节点只能被访问（或者到达）一次第8页/共63页路径表示从起点到终点的一系列节点以及连接这些节点的环路表示起71一种比较简单的网络拓扑为线性交通网络，比如对于高速公路网、主干线网、铁路网、航空网等。在这种网络结构中，可以有很多的起点和终点，不过在起点终点之间，不存在路径的选择问题。另外一种网络是一种格状网络，一般情况下，城市交通网络就属于这种网络结构。在这种交通网络中，不仅仅包含很多的起点和终点，而且在每一对起点终点之间都有很多条路径供出行者选择。第9页/共63页一种比较简单的网络拓扑为线性交通网络，比如对于高速另外一种网72城市交通中的交叉口的结构第10页/共63页城市交通中的交叉口的结构第10页/共63页73简单方法如果将交叉口的节点展开，例如将丁字路口展成6个节点，6条弧；十字路口可展成8个节点，12条弧，这样，路网中的交叉口及路段的费用都可以弧的阻抗函数出现，若某路口禁止车辆左转弯，或某路段的一个方向禁止某种车辆通行，则将相应弧上的阻抗定义为无穷大。第11页/共63页简单方法如果将交叉口的节点展开，例如将丁字路口展成6个节点，74第12页/共63页第12页/共63页75在公交网络中，节点用来表示出行的起点、公交线路站点、转乘枢纽站等，弧则表示公交线路路段（用实线表示）和出行人步行路段（一般用虚线表示）。第13页/共63页在公交网络中，节点用来表示出行的起点、公交线路站点、第13页76第二节交通小区划分交通小区分区遵照以下原则

现有统计数据采集的方便性。

均匀性和由中心向外逐渐增大。

充分利用自然障碍物。

包含高速公路匝道、车站、枢纽。

考虑土地利用。

第14页/共63页第二节交通小区划分交通小区分区遵照以下原则现有统计数77交通小区划分的一例

第15页/共63页交通小区划分的一例第15页/共63页78第三节交通网络与线路布局城市交通网络基本形式

方格网式带状放射状环形放射状自由式

第16页/共63页第三节交通网络与线路布局城市交通网络基本形式方格网式791.方格网式

优点：各部分的可达性均等，秩序性和方向感较好，易于辨别，网络可靠性较高，有利于城市用地的划分和建筑的布置。缺点：网络空间形式简单、对角线方向交通的直线系数较小。

第17页/共63页1.方格网式优点：各部分的可达性均等，秩序性和方向感较好2.带状

带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴向延伸，并且与一些相垂直的次级交通线路组成类似方格状的交通网。城市的土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接近自然，对地形、水系等条件适应性较好。

第18页/共63页2.带状带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴3.放射状

放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间

第19页/共63页3.放射状放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间第4.环形放射状

以放射状交通线路承担内外出行，并连接主城与卫星城；环形交通网承担区与区之间或过境出行，连接卫星城之间，减少卫星城之间的出行穿越主城中心。

第20页/共63页4.环形放射状以放射状交通线路承担内外出行，并连接主城与5.自由式

该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限制而使道路自由布置，因此其优点是较好地满足地形、水系及其它限制条件。缺点是无秩序、区别性差，同时道路交叉口易形成畸形交叉。

第21页/共63页5.自由式该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限制84城市交通网络型式与城市类型

城市规模与路网型式

城市性质与路网型式

城市在区域交通网中的位置与路网型式

城市发展形态结构与路网型式中央组团式、分散组团式、带状、棋盘式和自由式

第22页/共63页城市交通网络型式与城市类型城市规模与路网型式第22页/共85（1）道路网密度(km/km2)

单位城市用地面积内道路的长度，表示区域中道路网的疏密程度。道路网密度(km/km2)=城市建成区内道路总长(km)/城市建成区用地面积(km2)

一是我国经济基础薄弱、资金不足和政策导向等，致使城市基础设施条件非常薄弱，建设水平低。二是从城市结构布局看，我国的城市多为用地紧凑、人口高度密集型城市，道路用地也受到很大程度的限制。

城市交通网络布局的评价指标第23页/共63页（1）道路网密度(km/km2)单位城市用地面积内道路的长（2）干道网间距(km)

两条干道之间的间隔，对道路网密度起到决定作用。

荷兰规定干道间隔为800～1000m；美国为1/2～2英里；丹麦哥本哈根为700m；德国慕尼黑为700～1000m；英国道路多采用区域自动化控制，道路间距以250～700m为宜；日本没有规定干道间隔的具体数值。

第24页/共63页（2）干道网间距(km)两条干道之间的间隔，对道路网密度起交通流的连续性。为了保持车辆行驶效率、提高道路的通行能力，以次干道间距不小于300m，主干道间距不小于600m为宜。

城市用地。对于特大城市和大城市中心区，以次干道间距为300～400m，主干道间距为600～800m为宜。对于城市工业区及城市边缘地区，由于交通量较小，干道间距可以适当增大，以次干道间距为500～600m，主干道间距为1000～1200m为宜。

第25页/共63页交通流的连续性。为了保持车辆行驶效率、提高道路的通行能力，以（3）路网结构

指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的比例，衡量道路网的结构合理性。道路的交通结构应该为“塔”字型，即城市快速路的比例最小、按照城市快速路、主干道、次干道、支路的顺序比例逐渐增高。比例值分别推荐为≤5%、27～30%、32%和33～36%。

第26页/共63页（3）路网结构指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的（4）道路面积率（%）

道路用地(S1)面积占城市建设用地面积的比例。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，要求道路广场用地(S)占城市建设用地的比例为8～15%。为了适应大城市交通发展的需要，建议将我国的城市道路面积率调整到10～30%较为合适。

第27页/共63页（4）道路面积率（%）道路用地(S1)面积占城市建设用地面（5）人均道路面积(m2/人)指城市居民人均占有的道路面积。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，给出了道路广场用地为7～15m2/人。大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。

第28页/共63页（5）人均道路面积(m2/人)第28页/共63页第29页/共63页第29页/共63页92（6）道路网的可达性(accessibility)

指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。该指标值越小，说明其可达性越好，路网密度越大。

Nz为交通小区数；Li为i交通小区到道路网的最短距离。

第30页/共63页（6）道路网的可达性(accessibility)指所有交（7）道路网连接度

指道路网中路段之间的连接程度。

M为道路网中路段数；N为道路网的节点数。

第31页/共63页（7）道路网连接度指道路网中路段之间的连接程度。M为道路第四节交通网络的拓扑建模

网络都是由点集和与此连接的线组成。点的集合称为节点(node)集，用Ｎ表示；连接节点的线段的集合称为路段集，用Ａ表示；在交通网络中，节点集Ｎ包括发生节点集Ｒ、吸引节点集Ｓ和交叉口之类的交汇节点等。发生、吸引节点表示交通小区人口密集或政府行政机关的集中的地点。这些发生、吸引节点对与rs对应，并称之为OD对。

第32页/共63页第四节交通网络的拓扑建模网络都是由点集和与此连接的线95道路交通网络示意图

单向箭头表示单向通行道路，其余路段表示双向通行；虚线代表高速公路匝道或假想路段；〇代表节点；◎代表发生、吸引点。

第33页/共63页道路交通网络示意图单向箭头表示单向通行道路，其余路段表示双96道路铁路123456789101112131415161718192021222324轨道和道路共存的实际交通网络

数字1和2表示铁路车站；数字3～24表示道路交叉口；轨道交通线路与道路网之间在车站处用虚线连接（路段1-3）。

第34页/共63页道路铁路1234567891011121314151617197网络拓扑关系和属性数据库

路段号起点终点长度(km)车道数……道路名1350.204……胜利南街2560.154……胜利南街36130.224……胜利南街413140.114……胜利南街53210.404……胜利南街621240.184……胜利南街7980.254……和平东路8870.254……和平东路9760.084……和平东路106170.504……和平西路……………………………………第35页/共63页网络拓扑关系和属性数据库路段号起点终点长度(km)车道数…98路段－径路连接矩阵是交通需求预测中表示网络流拓扑关系的重要概念。

第36页/共63页路段－径路连接矩阵是交通需求预测中表示网络流拓扑关系的重要概99第37页/共63页第37页/共63页100学院南路西三环西二环莲花池东路明光桥西直门官园桥阜成门复兴门为公桥紫竹桥花园桥航天桥公主坟六里桥西便门北京交通大学北京西客站第38页/共63页学院南路西三环西二环莲花池东路明光桥西直门官园桥阜成门复兴门101学院南路西三环西二环莲花池东路大柳树交大东门魏公村民族大学白石桥展览馆西直门明光村白云观动物园紫竹桥四道口展览路航天桥六里桥钓鱼台木樨桥北京交大特6,105,320,727特6,105,319,320,645,727105,319,601特6,320,727特6,65,320,727特6,727特6,319,702,72716,103,64516,601,645,65116,26,103,319,64516,26,10316,26,103,10516,26,105,601,65126,103,65126,105,60126,65,31926,319103103103103103,601,651103,601,651319,64565,105,319,601特6,320,645,72764564560165,32065,320,特6,320,72765702702663公交车站交叉口皂君庙北京西站第39页/共63页学院南路西三环西二环莲花池东路大柳树交大东门魏公村民族大学白102第40页/共63页第40页/共63页103第五节交通建模与决策模型及其作用模型：对现实世界即建模者感兴趣的系统的一种简化描述，它集中了从某一视角分析该系统所涉及的主要要素。模型分类物理模型(如基于设计的建筑或流体力学模型)；抽象模型(如人文语言模型，数学模型)。

数学模型

通过数学方程重构(复制)系统及系统行为。

数学模型属性

结构(目标与约束)，参数，解域等。第41页/共63页第五节交通建模与决策模型及其作用第41页/共63页104交通问题的特点交通需求的特性----衍生的需求(1)需求的高度数量化和分散化(2)交通需求具有特定空间分布(3)交通需求与供给具有强烈的动态特性交通供给特性------服务设施(1)服务特性(2)整体特性(3)建设周期长(4)政治意义

(5)经济与社会属性复杂交通供给中的拥挤问题拥挤概念的相对性拥挤的外部效果第42页/共63页交通问题的特点第42页/共63页105拥挤的外部效果第43页/共63页拥挤的外部效果第43页/共63页供需平衡理论

一

T和A的关系T—TransportationSystem运输系统A—ActivitySystem活动系统F—Flow流（流的大小、方向、类型）

F=Ｆ(A,T)F取决于Ｔ和ＡＡ＝A(F)Ｆ的模式随时间的变化

可改变Ａ，既影响Ａ

Ｔ＝Ｔ(F)Ｆ的模式在一定时间内将会引起Ｔ的变化

FTA321123第44页/共63页供需平衡理论一

T和A的关系FTA321123TransportationDemand1定义：一定时期社会经济活动所产生的旅客货物的空间位移的需要2度量：客运量、货运量、交通量、客运周转量、货运周转量3来源：社会经济活动4特征：派生(次生)第45页/共63页TransportationDemand1定义：一定时期108人的行为模式个人的选择

（生活方式)活动的模式活动的位置出行的方式（旅客出行）第46页/共63页人的行为模式个人的选择第46页/共63页109企业的行为模式企业的选择（公司发展,利润发展）活动的模式（与产品生产、销售，市场有关）活动的场地（生产地，市场）运输的方式（货运，货流）第47页/共63页企业的行为模式企业的选择（公司发1106需求与运输量之间的关系需求是潜在的运输量运输量是实现了的需求第48页/共63页6需求与运输量之间的关系需求是潜在的运输量第48页/需求函数V=D(A,S)V——需求A——活动系统S——运输服务（供应）分析：D~A的相关性需求的结构、空间分布、时间分布，要为交通规划、交通建设、交通组织，交通控制服务（提供框架）第49页/共63页需求函数V=D(A,S)第49页/共63页112调查与资料处理发生吸引的预测结果分布预测方式选择分配预测运输供应分析供需平衡分析社会经济系统规划与发展第50页/共63页调查与资料处理发生吸引的预测结果分布预测方式选择分配预测运输113TransportationSupply1定义：运输系统性能的表达，运输业产品的综合度量2

度量：能力、服务水平3来源：设备（固定设备、移动设备），运输组织4特点：不具备实物形态，不可移动，不可储存第51页/共63页TransportationSupply1定义：运输系统114运输能力与服务水平运输能力：在一定时期内，运输设施所能承受的最大的客运量（货运量或交通量）服务水平：表征运输系统服务的矢量速度、舒适性、可靠性、安