第4章-8-交通分配方法-分配要点课件.ppt

1、第六节第六节 网络交通分配网络交通分配 现状现状OD量在现状交通网络上的分配量在现状交通网络上的分配 分析目前交通网络的运行状况，检验四阶段预测分析目前交通网络的运行状况，检验四阶段预测模型的精度。模型的精度。 规划年规划年OD分布预测值在现状交通网络上的分配分布预测值在现状交通网络上的分配 以规划年的交通需求找出现状交通网络的缺陷，以规划年的交通需求找出现状交通网络的缺陷，为后面交通网络的规划设计提供依据。为后面交通网络的规划设计提供依据。 规划年规划年OD分布预测值在规划交通网络上的分配分布预测值在规划交通网络上的分配 评价交通网络规划方案的优劣。评价交通网络规划方案的优劣。两类分配：两类

2、分配：运行线路固定运行线路固定运行线路不固定运行线路不固定的出行量从jijiTjiXjiTjiXjiXjiVdxxtrrrrijraraVaa,0,.,s.t.)(min00,s),(j ),(),(),( s.t.),(),()(min,jiVsjTjiVkjVjiVfjiVfvfskissjiijssjiij),(),(jitFjiT辩识各辩识各OD点对间的最短路线并分配该点对间的最短路线并分配该OD量量计算最短路权矩阵计算最短路权矩阵累加交叉口、路段交通量累加交叉口、路段交通量最后一最后一OD点对？点对？转入下一转入下一OD点对点对输出各路段、交叉口总分配交通量输出各路段、交叉口总分配交

3、通量输入输入OD矩阵及网络几何信息矩阵及网络几何信息计算路权计算路权 最短路分配方法流程图最短路分配方法流程图AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量出行量T(A-B) = 40+30+20+10 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（）容量限制交通分配方法流程图容量限制交通分配方法流程图 输入输入OD表及几何信息表表及几何信息表分解原分解原OD表为表为n个个OD表表确定路段行驶时

4、间确定路段行驶时间确定交叉口延误确定交叉口延误计算路权计算路权确定网络最短路权矩阵确定网络最短路权矩阵按最短路法分配每一按最短路法分配每一OD点对点对OD量量累计路段、交叉口分配交通量累计路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量最后最后OD点对？点对？最后一最后一OD表？表？转入下一转入下一OD点对点对否否否否是是是是转入下一转入下一OD点对点对输入输入OD表及几何信息表表及几何信息表设路段流量为设路段流量为0确定路段行驶时间确定路段行驶时间确定交叉口延误确定交叉口延误计算路权计算路权确定网络最短路权矩阵确定网络最短路权矩阵按最短路法分配每一按最短路法分配每一

5、OD点对点对OD量量累计路段、交叉口分配交通量累计路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量最后最后OD点对？点对？流量、路权精度？流量、路权精度？转入下一转入下一OD点对点对否否不满足不满足是是是是 增量加载分配与迭代平衡分配的原理是基本相同的，分配过程中最主要的是确定路权及计算最短路权矩阵。 迭代平衡分配的结果优于增量加载分配的结果，但迭代平衡法事先无法估计迭代次数及计算工作量。 增量加载分配最大的优点是事先能估计分配次数及计算工作量，便于上机安排，只要分配次数选择适当，其精度是可以保证的。一般采用五级分配比较适宜。 容量限制法存在的不足： 此法与最短路分配

6、法相同，出行者因其出行目的、喜好、路况及习惯的缘故，并不一定选择最短路径，并且对不熟悉各种可能替代路线的人，最短路径更无从选定。 其次，重复分配的方式，在理论上的依据不足，因为出行者对路网的交通需求乃为一次完成，而非经过数次不同的出行时间，才决定最后的路线。1、分配模型、分配模型 与单路径分配相比，多路径分配方法的优点是克服了单路与单路径分配相比，多路径分配方法的优点是克服了单路径分配中径分配中流量全部集中于最短路流量全部集中于最短路上这一不合理现象，使各上这一不合理现象，使各条条可能的出行路线均分配到交通量可能的出行路线均分配到交通量。 Dial于于1971年提出了初始的概率分配模型，模型反

7、映了年提出了初始的概率分配模型，模型反映了出行路线被选用的概率随着线路长度的增加而减少的规律。出行路线被选用的概率随着线路长度的增加而减少的规律。Florian和和Fox于于1976年对年对Dial模型进行了修正，认为出模型进行了修正，认为出行者从连接两交通区路线的可行子系统中选用路线行者从连接两交通区路线的可行子系统中选用路线k概率概率为：为： P(k)第第k条出行路线上的分配率；条出行路线上的分配率； t(k)第第k条出行线路的路权；条出行线路的路权；t各出行路线的平均路权，各出行路线的平均路权，参数参数。 1( )exp( )expiP kt kt i 2、分配模型的改进、分配模型的改进

8、 最短路因素最短路因素-出行者希望最短、最快、最方便出行者希望最短、最快、最方便 随机性因素随机性因素-交通网络复杂性、交通状况的随机性、出行交通网络复杂性、交通状况的随机性、出行者出行的不确定性者出行的不确定性 Logit方法设某方法设某OD点对点对(r, s)之间每个出行者总是选择他之间每个出行者总是选择他认为阻抗最小的路径认为阻抗最小的路径k（称出行者主观判断的阻抗值为（称出行者主观判断的阻抗值为“感知阻抗感知阻抗”）。各出行线路被选用的概率可用）。各出行线路被选用的概率可用LOGIT路路径选择模型计算。径选择模型计算。 P(r,s,k)OD量量T(r,s)在第在第k条出行路线上的分配率

9、；条出行路线上的分配率；t(k)第第k条出行线路的路权；条出行线路的路权；t各出行路线的平均路权，各出行路线的平均路权，参数；参数；m有效出行线路条数。有效出行线路条数。 mitittktksrP1exp)(exp),(多路径概率交通分配多路径概率交通分配AB30P=0.3P=0.5 50P=0.220T=100 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. .A1kB3 3、网络的处理：有效路段与有效路线、网络的处理：有效路段与有效路线 对可供选择的出行路线较明确的网络，对可供选择的出行路线较明确的网络，

10、DialDial模型可获得较模型可获得较精确的分配结果。如图中，从交通区精确的分配结果。如图中，从交通区1 1至交通区至交通区2 2比较可行的比较可行的出行路线有出行路线有3 3条：条：1 1）- - -，行驶时间为，行驶时间为30 min30 min；2)2)- - -，行驶时间为，行驶时间为25min25min；3)3)- - -、行驶时间为、行驶时间为30 min30 min。如果参数取。如果参数取0.20.2，从，从l l区至区至2 2区的出行量为区的出行量为10001000辆。辆。则则3 3条路线被选用的概率分别为条路线被选用的概率分别为0.2120.212、0.5760.576、0

11、.2120.212。3 3条条线路分配到的交通量分别为线路分配到的交通量分别为212212辆、辆、576576辆及辆及212212辆。辆。但如果网络中，节点至及节点至的行驶时间不是但如果网络中，节点至及节点至的行驶时间不是10min10min而是而是5min5min那么路线那么路线- - - -的行驶时间为的行驶时间为30min30min，路，路线线- - - -的行驶时间仅为的行驶时间仅为25min25min。这些路线的行驶时间不。这些路线的行驶时间不大于前述大于前述3 3条可行路线，它们是否也算可行出行路线而参与分条可行路线，它们是否也算可行出行路线而参与分配呢配呢? ?如果不算，路段如果

12、不算，路段- -、- -没有分配到交通量，与实没有分配到交通量，与实际情况不符。如果算，那么如何确定可行出行路线的总体际情况不符。如果算，那么如何确定可行出行路线的总体? ?对对于该简单网络可以枚举其可能线路，但对于大型网络又如于该简单网络可以枚举其可能线路，但对于大型网络又如何解决何解决? ?如对含有如对含有10001000个交通节点的大型网络，两相隔较远的个交通节点的大型网络，两相隔较远的交通区之间的不同出行线路可达几万甚至几十万条。对于这些交通区之间的不同出行线路可达几万甚至几十万条。对于这些问题问题DialDial模型无所适从。模型无所适从。55 改进的多路径分配模型成功地解决了这一复

13、杂问题。该方改进的多路径分配模型成功地解决了这一复杂问题。该方法中引进法中引进有效路段有效路段及及有效出行路线有效出行路线两个概念。有效路段两个概念。有效路段i，j被定义为路段被定义为路段终点终点j j比比路段路段起点起点i更靠近出行更靠近出行目的地目的地s的路段的路段。即沿该路段前进能更接近出行终点。因此，有效路段的判别即沿该路段前进能更接近出行终点。因此，有效路段的判别条件为：条件为： 对于路段对于路段i，j ，如果，如果Lmin(j，s)Lmin(i，s)，则则路段路段 i i，j j 为为有效路段有效路段，Lmin(a，b)为节点为节点a至节点至节点b的最短路权的最短路权。 有效路段有

14、效路段是相对于是相对于OD点对点对(r，s)而言的，某一路段在某一而言的，某一路段在某一OD点对下为有效路段，而在另一点对下为有效路段，而在另一OD点对下可能为非有效路点对下可能为非有效路段。有效出行路线必须由一系列的有效路段所组成，每一段。有效出行路线必须由一系列的有效路段所组成，每一OD点对的出行量只在它相应的有效出行路段上进行分配。点对的出行量只在它相应的有效出行路段上进行分配。 有效出行路线有效出行路线L(i - j，s)的长度被定义为有效路段的长度被定义为有效路段i，j的路的路权权d(i，j)加上有效路段终点加上有效路段终点j至出行终点至出行终点s的最短路权的最短路权Lmin(j，s

15、) ，即即L(i j，s) = d(i，j) +Lmin(j，s)运用本模型时，首先必须确定每一运用本模型时，首先必须确定每一ODOD点对点对(r,s)(r,s)的有效路段及的有效路段及有效出行线路。有效出行线路。有效路段有效路段i,ji,j为路段终点为路段终点j j比路段起点比路段起点i i更靠近出行终点更靠近出行终点s s。有效出行线路有效出行线路由有效路段组成线路。由有效路段组成线路。每一每一ODOD点对的出行量只在它相应的有效出行路线上进行分配。点对的出行量只在它相应的有效出行路线上进行分配。出行者从出行起点出行者从出行起点r r到达出行终点到达出行终点s s，需经过一系列交通节点，需

16、经过一系列交通节点( (交叉口交叉口) )，每经一个交通节点，都必须在该节点所邻接的有，每经一个交通节点，都必须在该节点所邻接的有效路段中选择一条路段作为他出行路线的一部分，继续进行。效路段中选择一条路段作为他出行路线的一部分，继续进行。在交通节点处，可供出行者选择的有效出行路线条数等于该在交通节点处，可供出行者选择的有效出行路线条数等于该节点所邻接的有效路段个数。通常的城市交通网络中节点所邻接的有效路段个数。通常的城市交通网络中3 35 5个。个。模型能较好反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。模型能较好反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。输入网络几何信息、路权表及输入网络几何信息

17、、路权表及OD表表计算各节点之间的最短路权计算各节点之间的最短路权令令i出行起点节点号出行起点节点号判别节点判别节点i的有效路段及有效出行路线的有效路段及有效出行路线计算有效路段计算有效路段i,j的边权的边权Lw(i,j)计算节点计算节点i的点权的点权Dw(i,j)、流入率、流入率P(i,j)计算有效路段计算有效路段i,j的的OD分配率分配率Q(i,j)计算有效路段计算有效路段i,j的本次分配交通量的本次分配交通量Q(i,j)累计各路段、交叉口之分配交通量，输出累计各路段、交叉口之分配交通量，输出路段、交叉口分配交通量及分配率矩阵路段、交叉口分配交通量及分配率矩阵最后一最后一OD对？对？否否已

18、到出行终点？已到出行终点？以某一有效路以某一有效路段终点段终点j代替代替i否否转入下一转入下一OD点对点对是是是是例 试用多路径方法分配从节点至节点的出行量T(1,9)1000辆h。分配网络如图所示，网络中数据为行驶时间。 AB1233121812P20 4.33P303 .P103 .40P105.30P202 .6P304 .4P102 .P204 .P303 .27T=100 = 60 + 30 + 10是是输入输入OD表及几何信息表表及几何信息表分解原分解原OD表为表为n个个OD表表确定路权确定路权确定网络最短路权矩阵确定网络最短路权矩阵按多路径模型分配每一按多路径模型分配每一OD点对

19、的点对的OD量（即多路径分配算法子程序）量（即多路径分配算法子程序）累计路段、交叉口分配交通量累计路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量输出路段、交叉口分配交通量最后最后OD点对？点对？最后一最后一OD表？表？转入下一转入下一OD点对点对否否否否转入下一转入下一OD分表分表是是交通网络规划方案交通网络规划方案交通阻抗分析交通阻抗分析车辆路径选择模拟车辆路径选择模拟交通流重分布模拟交通流重分布模拟道路及交叉口的速道路及交叉口的速度、流量等输出度、流量等输出交通分配预测交通分配预测反馈反馈调整调整速度速度 道路车辆速度、行驶时间预测道路车辆速度、行驶时间预测 畅行车流畅行车流 正常车流正

20、常车流 拥挤车流拥挤车流 交通负荷交通负荷 路段交通阻抗路段交通阻抗T = f (V/C)时间 交叉口延误预测 延误延误 D 交通负荷交通负荷 交叉口交通阻抗交叉口交通阻抗交通交通需求需求交通流交通流重分布重分布道路及交叉道路及交叉口流量预测口流量预测交通网络交通网络质量评价质量评价交通规划方案交通规划方案车辆路径车辆路径选择模拟选择模拟最短路交通分配最短路交通分配容量限制交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径交通分配多路径多路径-容量限制交通分配容量限制交通分配调整交通管理措施调整交通管理措施O-D矩阵矩阵道路交通网络交通流重分布模拟道路交通网络交通流重分布模拟交通流重分布基础：交通流重分布基础：车辆路径车辆路径选择模拟选择模拟最短路交通分配最短路交通分配容量限制交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径交通分配多路径多路径-容量限制交通分配容量限制交通分配交通规划方案交通规划方案