交通规划课件 第5章 交通运行分析

第五章交通运行分析1.交通运行分析功能2.交通阻抗模型3.交通分配技术体系4.道路交通网络分配5.道路交通网络负荷分析6.实验作业：一个网络的交通分配

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交通运行分析功能TranStar交通运行分析模块交通网络数据库+交通方案各交通方式OD矩阵网络交通分配与运行特征指标分析服务于交通方案的系统评估与可视化分析

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交通运行分析功能

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交通运行分析功能

基础数据准备交通网络与交通管理基础数据文件道路交通网络邻接目录表

Conn.txt道路交通网络几何要素表

Geom.txt道路交通网络节点类型表

Cont.txt道路交通网络节点坐标信息表

Coor.txt交通区与网络节点对照表

Chnn.txt节点统计范围确认表

Rtin.txt路段统计范围确认表

Rtil.txt节点交通管理表ManageN.txt路段交通管理表ManageL.txt区域及路段车种禁行交通管理表

ManageR1.txt区域及路段尾号限行交通管理表

ManageR2.txt区域及路段车拥堵收费信息表

ManageC.txt普通交通线路节点数据文件BusNodeBus.txt快速交通线路节点数据文件BusNodeBRT.txt交通需求基础数据文件步行OD矩阵：ODWalk.tsd自行车OD矩阵：ODBic.tsd

常规公交OD矩阵：ODBus.tsd小汽车OD矩阵：ODCar.tsd出租车OD矩阵：ODTaxi.tsd摩托车OD矩阵：ODMotor.tsd大货车OD矩阵：ODTruck.tsd小货车OD矩阵：ODTruCar.tsd智能网联车OD矩阵

2.TranStar

交通阻抗模型交通阻抗分析模块道路路段通行能力分析道路交叉口通行能力分析交通管理对路段通行能力的影响修正交通管理对交叉口通行能力的影响修正道路路段行驶速度与行驶时间分析基础模型：

BPR路阻函数交通管理对路段行驶时间的影响修正交通拥堵收费对交通阻抗的影响修正

…….美国联邦公路局BPR路阻函数模型参数关系曲线图

2.TranStar

交通阻抗模型

交通阻抗分析输入输出文件输入文件：

“交通网络基础信息分析”程序产生的数据文件交通运行分析模块产生的交通流量等数据文件输出文件

存放在分析方案的“result”文件夹中的主要输出数据文件道路交叉口机动车通行能力

CapNodeVeh.tsd道路交叉口非机动车通行

CapNodeBic.tsd机动车路段平均行程时间

TimeLink.tsd公交车路段平均行程时间

TimeLinkBus.tsd机动车路段平均行驶速度

SpdLinkVeh.tsd公交车路段平均行驶速度SpdLinkBus.tsd“cache”文件夹中的主要输出数据文件交通分配模型与分配算法是交通规划软件的核心，技术难度最大的模块博士论文：城市道路交通规划理论方法与应用（1987.3-1989.12）

核心内容：道路交通网络交通分配模型与程序设计2002年2003年2007年2012年2018年

2002年2003年2007年2012年2018年高速公路网络城市道路网络交通管理网络地面公交网络多模式交通网络20年获5项国家科技进步奖，技术突破均是不同交通网络的交通分配模型与算法“交运之星

—TranStar

”采用了国际上最先进的网络交通分配模型

完全自主的多模式交通网络节点交通分配快速算法

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配方法族谱体系当前用于交通网络分析的交通分配方法众多、模型繁杂、体系混乱，且效率很低，分析精度与响应时间不能满足交通分析与仿真的要求。通过对国际上常用城市交通系统交通分配方法的梳理、分析，按路径选择类型、分配模型算法、交通阻抗函数、模型关键参数等要素进行组合、归纳，构建了能覆盖大部分常用交通分配方法的族谱体系。分配方法单路径型交通分配多路径型交通分配单次分配最短路交通分配多路径交通分配多次加载最短路-增量加载交通分配多路径-增量加载交通分配迭代平衡最短路-网络平衡交通分配多路径-网络平衡交通分配

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配一体化分配方法分配方法单路径型交通分配多路径型交通分配单次分配最短路交通分配多路径交通分配多次加载最短路-增量加载交通分配多路径-增量加载交通分配迭代平衡最短路-网络平衡交通分配多路径-网络平衡交通分配一体化分配方法由“交通网络交通分配基础模型与快速算法+模型关键参数

+交通阻抗函数”三部分组合，六类交通分配方法共享一个交通分配基础模型体系（基础模型与快速算法）、用各自的交通分配策略（模型关键参数与交通阻抗函数）去满足城市交通系统规划建设、管理控制与政策制定等不同的应用场景。

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配一体化分配方法

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配的基础模型

距离1200m1000m1500m参数量纲P1P2P30.1m0.00%100.00%0.00%km33.44%34.11%32.45%0.05m0.00%100.00%0.00%km33.39%33.72%32.89%0.01m11.85%87.56%0.59%km33.34%33.41%33.24%

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配的基础模型

3.TranStar

交通分配技术体系

分配方式交通分配方法单次分配最短路交通分配>=100100多路径交通分配[1,20]7.8增量加载最短路-增量加载交通分配>=100100多路径-增量加载交通分配[1,20]7.8迭代平衡最短路-网络平衡交通分配>=100100多路径-网络平衡交通分配[1,20]7.8

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交通分配技术体系

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交通分配技术体系交通网络交通分配的交通阻抗函数交通阻抗函数的形式及其参数主要根据交通网络类型和交通方式的不同而存在差异。国际上常用的交通阻抗函数多数是在美国联邦公路局效用函数（BRP）的基础上，针对不同交通网络类型及交通方式修改与重新标定而成：

3.TranStar

交通分配技术体系交通网络交通分配的节点分配算法节点分配算法按节点特定顺序逐点进行交通分配。针对大型城市的超级交通网络，TranStar采用了“优先队列优化”的改进Dijkstra算法分析最短路矩阵，计算速度大幅度提升。利用Dijkstra算法一次计算能获取所有交通节点至某一O-D作用点的“一批”最短路线这一特点，采用快速排序算法确定网络节点的交通分配顺序，通过“一批”最短路线与节点分配法中每次分配具有相同终点的“一批”O-D量匹配，可一次完成“一批”O-D量的交通分配。一般而言，交通网络交通小区数越多，交通分配快速算法的运算效率越高。分配节点认定有效路径定义最短路线搜索OD矩阵匹配交通流量分析

3.TranStar

交通分配技术体系交通分配一体化技术“交通网络交通分配基础模型与快速算法

+模型关键参数

+交通阻抗函数”三部分组成，使用共享的交通分配模型（基础模型与快速算法）、各自的交通分配策略（模型关键参数与交通阻抗函数）去满足城市交通系统规划建设、管理控制与政策制定等不同的应用场景。

3.TranStar

交通分配技术体系序号分配类型交通分配方法模型参数交通阻抗函数迭代误差控制基础模型1单次分配最短路交通分配100不涉及共享“交通网络交通分配基础模型与快速算法”2多路径交通分配7.83多次加载最短路-增量加载交通分配100不同场景下的交通

阻抗函数加载次数控制4多路径-增量加载交通分配7.85均衡迭代最短路-网络均衡交通分配100收敛偏差控制6多路径-网络均衡交通分配7.8一体化交通分配模型体系

4.TranStar道路交通网络分配行人交通分配

4.TranStar道路交通网络分配功能：道路路段步行速度、路段步行时间预测不同分配方法下道路路段步行交通量预测输入：交通网络信息文件：本集成软件所需的路网信息输入文件均由“道路交通网络基础信息分析”内置模块产生。交通需求信息文件：步行出行小时OD矩阵：ODWalk.tsd、ODManWalk.tsd输出：网络中各路段的步行出行交通量，单位（人/h） VolLinkWak.tsd

在日常的步行交通中，步行流量受步行出行速度的波动性较小，通常步行出行阻抗只考虑路径的长度、与节点延误，网银需考虑步行流量的影响，因此，可选择单次型的最短路交通分配或多路径交通分配。■自行车交通分配

4.TranStar道路交通网络分配功能：自行车道路段通行能力分析自行车道交叉口通行能力分析自行车道路车速、行程时间预测根据路段自行车交通量修正路段机动车通行能力输入：交通网络信息文件：均由“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生。交通需求信息文件：

自行车小时OD矩阵ODBic.tsd、ODManBic.tsd输出：输出的数据文件：VolLinkBic.tsd■通常选择单次型的多路径交通分配或迭代型的最短路-增量加载交通分配。迭代N次分配分五类方式OD矩阵并行分配尾号限行分两次分配公交客车非公交客车货车出租车摩托车道路路段、交叉口交通阻抗修正N次2次区域禁行对OD矩阵的影响修正

尾号限行对OD量分配过程的影响修正路段行驶时间交叉口延误交通拥堵收费＋＋交通管理措施交通控制策略交通政策法规机动车交通分配超万个交通节点的大型交通网络动态、静态、实时交通分配算法

4.TranStar道路交通网络分配

4.TranStar道路交通网络分配功能：路段和交叉口的运行车速、行程时间预测公交车分配网络选择输入：交通网络信息文件均由“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生。交通需求信息文件

公交车小时OD矩阵

ODBus.tsd

小汽车OD矩阵

ODCar.tsd

摩托车OD矩阵

ODMotor.tsd

出租车OD矩阵

ODTaxi.tsd

货车OD矩阵

ODTruck.tsd输出：机动车交通分配

4.TranStar道路交通网络分配机动车交通分配■节点批量处理与并行计算的多模式交通网络交通分配技术多模式交通网络快速分配多模式OD矩阵同步仿真节点批量分配算法目标核函数有效路径并行搜索算法路径搜索模型城市多模式公交网络协同设计与智能服务关键技术及应用2018年度国家科技进步二等奖

4.TranStar道路交通网络分配

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析自行车路段交通负荷分析⑴模块功能本模块的主要功能是根据道路交通网络基础信息模块产生的路网相关信息以及交通分配的结果计算出各路段自行车交通负荷（即路段交通量与通行能力之比）。⑵输入文件本模块需输入的基础数据文件有：“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“自行车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件本模块所输出的数据文件有：道路网络路段自行车交通负荷 VCLinkBic.tsd道路网络路段自行车通行能力

CapLinkBic.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析自行车交叉口交通负荷分析⑴模块功能本模块的主要功能是根据道路交通网络基础信息模块产生的路网相关信息以及交通分配的结果计算出各交叉口自行车交通负荷（即交叉口交通量与通行能力之比）。⑵输入文件本模块需输入的基础数据文件有：“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“自行车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件本模块所输出的数据文件有： 道路交叉口自行车交通负荷

VCNodeBic.tsd

道路交叉口自行车通行能力

CapNodeBic.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析机动车路段交通负荷分析⑴模块功能本模块的主要功能是根据道路交通网络基础信息模块产生的路网相关信息以及交通分配的结果计算出各路段机动车交通负荷（即路段交通量与通行能力之比）。⑵输入文件本模块需输入的基础数据文件有：“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“机动车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件本模块所输出的数据文件有：

道路网络路段机动车交通负荷VCLinkVeh.tsd

道路网络路段机动车通行能力

CapNodeVeh.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析机动车交叉口交通负荷分析⑴模块功能本模块的主要功能是根据道路交通网络基础信息模块产生的路网相关信息以及交通分配的结果计算出各交叉口机动车交通负荷（即交叉口交通量与通行能力之比）。⑵输入文件本模块需输入的基础数据文件有：“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“机动车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件本模块所输出的数据文件有：道路交叉口机动车交通量 VolNodeVeh.tsd道路交叉口小客车交通量 VolNodeCar.tsd道路交叉口摩托车交通量 VolNodeMot.tsd道路交叉口出租车交通量 VolNodeTax.tsd道路交叉口货车交通量 VolNodeTrk.tsd道路交叉口公交车交通量 VolNodeBus.tsd道路网络路段机动车交通负荷

VCLinkVeh.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析道路网络交叉口延误与排队分析⑴模块功能对道路交叉口延误的分析，根据不同类型的交叉口采用具有高度可比性的不同类型计算模型进行，分信号控制交叉口、无控交叉口、主路优先交叉口、环形交叉口、立体交叉口五种交叉口类型。⑵输入文件本模块需输入的基础数据文件有：“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“机动车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件

交通网络交叉口平均延误

DelayNode.tsd

交通网络交叉口平均排队

QueueNode.tsd

交通网络路段平均排队

QueueLink.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析交通负荷下分方式网络最短时耗分析⑴模块功能本模块的主要功能是根据道路交通网络基础信息模块产生的路网相关信息以及交通分配的结果计算出分方式网络最短时耗。⑵输入文件“交通网络基础信息分析”和“交通管理基础信息分析”内置模块产生的部分数据文件“交通运行分析”模块中“步行交通分配、自行车交通分配、机动车交通分配”所产生的部分数据文件⑶输出文件步行交通出行路段时间消耗

TmLoadLinkWalk.tsd非机动车出行路段时间消耗

TmLoadLinkBic.tsd普通公交出行路段时间消耗

TmLoadLinkBus.tsd机动车出行路段时间消耗

TmLoadLinkCar.tsd轨道交通出行路段时间消耗

TmLoadLinkSub.tsd步行交通网络最短时间矩阵

MatrixTmLoadWalk.tsd非机动车网络最短时间矩阵

MatrixTmLoadBic.tsd普通公交网络最短时间矩阵

MatrixTmLoadBus.tsd机动车网络最短时间矩阵

MatrixTmLoadCar.tsd轨道交通网络最短时间矩阵

MatrixTmLoadSub.tsd

5.TranStar道路交通网络交通负荷分析本