《交通分配基础》ppt课件

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1、8.1概述8.2交通流分配的基本概念8.3路网最短路算法8.4路段和交叉口的通行能力第八章交通分配基础交通分配是“四阶段”交通需求预测法的最后一个环节。所谓交通分配就是将各种出行方式的空间OD量分配到具体的交通网络上。本课程的重点、难点、核心问题之一基础知识：最优化理论、图论、计算机技术8.1概述通过交通分配所得到的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。进行交通分配的前提条件是:已知OD交通量，高峰期OD交通量或年平均日交通量（AADT）；网络图；路径选择原则，分为线路固定类型和线路不固定类型；网络中各路段的走行时间（或走行时间函数）。两种机制：系

2、统用户试图通过在网络上选择最佳行驶路线来达到自身出行费用最小的目标；路网服务水平与系统被使用的情况密切相关，道路上的车流量越大，用户遇到的阻力越高，运营方试图通过服务使得系统资源利用效率最高。交互作用结果：路网上的流量分布系统用户运营方路网服务水平选择反馈平衡平衡交通流分配问题=网络环境下的径路选择问题交通流分配理论的产生与发展全有全无0-1(All-or-Nothing)的最短路径方法Dail(Multi-Route)的多径路选择方法基于Logit模型(Multi-Route)的多径路选择方法J.G.Wordrop：第一、第二平衡原理(1952)Beckmann：数理规划

3、表示(1956)LeBlanc：将Frank-Wolfe法用于求解数理规划模型(1975)Daganzo,Sheffi(1977)：随机一、路阻函数或交通阻抗函数(CostFunction)1.路段上的阻抗路段：ta=f(qa)美国联邦道路局(BureauofPublicRoad，BPR)开发的BPR函数：式中：ta—路段a上的阻抗；t0—零流阻抗，即路段上为无流量状态时车辆自由行驶所需要的时间；qa—路段a上的交通量；ca—路段a的实际通过能力，即单位时间内路段实际可通过的车辆数；α、β—阻滞系数，在美国公路局交通分配程序中，α、β参数的取值分别为α=0.15、β=4。也

4、可由实际数据用回归分析求得。8.2交通流分配的基本概念理想的路段阻抗函数应该具备下列的性质：(1)真实性；(2)单调递增；(3)连续可微；(4)允许一定的“超载”；(5)阻抗函数应该具有很强的移植性。2、节点处的阻抗1958年英国TRRL（TransportandRoadResearchLaboratory）研究所式中：T—信号周期长度；λ—进口道有效绿灯时间与信号周期长度之比，即绿信比；Q—进口道的交通流量；X—饱和度，X=Q/S，S为进口道通行能力。上式由F.V.Webster提出(公式适用范围X<0.67)。在具体分配过程中，由路段行驶时间及交叉口延误共同组成出行交通

5、阻抗。Wardrop第一平衡原理：每个OD对的各条被使用的径路具有相等而且最小的行驶时间；没有被使用的径路的行驶时间大于或等于最小行驶时间。用户平衡(UserEquilibrium，UE)前提条件：准确完备的信息、理智的选择行为Wardrop第二平衡原理：在系统平衡条件下，拥挤的路网上交通流应该按照平均或总的出行成本最小为依据来分配。系统最优原理（SystemOptimization，SO）二、交通平衡问题（一）径路与最短径路定义1.路段：交通网络上相邻两个节点之间的交通线路称作“路段”。2.径路：交通网络上任意一OD点对之间，从发生点到吸引点一串连通的路段的有序排列叫做这

6、一OD点对之间的径路。3.最短径路：一对OD点之间的径路中总阻抗最小的径路叫“最短径路”。三、径路与最短径路径路1径路2径路1OD一、Dijkstra法二、矩阵迭代法三、最短径路辨识8.3路网最短路算法Dijkstra在1959年首先提出，也称为标号法（Label-correctingMethod）。常用于计算从某一指定点（起点）到另一指定点（终点）之间的最小阻抗。Dijkstra法可以同时求出网络中所有节点到某一节点的全部最小阻抗。一、Dijkstra算法（标号法）(1)算法思想①首先从起点O开始，给每个节点一个标号,分为T标号和P标号两类；T标号是临时标号，表示从起点O

7、到该点的最短路权的上限；P标号是固定标号，表示从起点O到该点的最短路权。②标号过程中，T标号一直在改变，P标号不再改变，凡是没有标上P标号的点，都标上T标号。③算法的每一步把某一点的T标号改变为P标号，直到所有的T标号都改变为P标号。即得到从始点O到其他各点的最短路权，标号过程结束。(2)算法步骤Step1，初始化：给起点1标上P标号P(1)=0，其余各点均标上T标号T1(j)=∞，j=2,3,…,n。即表示从起点1到1的最短路权为0，到其他各点的最短路权的上限临时定为∞。标号中括号内数字表示节点号，下标表示第几步