道路網(wǎng)絡(luò)分析ppt課件(已修改)
2025-05-19 02:22 本頁面
【正文】 第四章 道路網(wǎng)絡(luò)分析 一、 概述 1 四、 平衡分配方法 五 、非平衡分配方法 二 、道路網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)描述 三、 交通阻抗的計(jì)算 概述 1 交通分配的內(nèi)涵 將預(yù)測獲得的各方式機(jī)動(dòng)車 OD交通量 ， 按照一定 規(guī)則 ， 符合實(shí)際地分配到 路網(wǎng) 中各條道路上，并求出各條道路的交通量。 交通分配的內(nèi)涵 1 交通分配的應(yīng)用情形 (1)將 現(xiàn)狀 OD交通量分配到現(xiàn)狀交通網(wǎng)絡(luò) 上，以分析目前交通網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。 (2)將 規(guī)劃年 OD交通量分布預(yù)測值分配到現(xiàn)狀交通網(wǎng)絡(luò) 上，以發(fā)現(xiàn)對規(guī)劃年的交通需求來說，現(xiàn)狀交通網(wǎng)絡(luò)的缺陷。 (3)將 規(guī)劃年 OD交通量分布預(yù)測值分配到規(guī)劃交通網(wǎng)絡(luò) 上，以評價(jià)交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案的優(yōu)劣。 1 交通分配的應(yīng)用情形 進(jìn)行 交通流分配 時(shí)所需要的基本數(shù)據(jù)： （ 1）表示需求的 OD交通量出行矩陣 。在擁擠的城市道路網(wǎng)中通常采用高峰期 OD交通量出行矩 陣，在城市間公路網(wǎng)中通常采用年平均日交通量（AADT）的 OD交通量出行矩陣 ； （ 2）路網(wǎng)定義，即路段及交叉口特征和屬性數(shù)據(jù)，同時(shí)還包括其時(shí)間 — 流量函數(shù) ； （ 3） 徑路選擇原 則。 交通分配中的基本概念 路段 (Link):交通網(wǎng)絡(luò)上相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的交通線路稱作 “ 路段 ” 。 路徑 (Path):交通網(wǎng)絡(luò)上任意一對 OD點(diǎn)對之間，從發(fā)生點(diǎn)到吸引點(diǎn)一串連通的路段的有序排列叫做這一 OD點(diǎn)對之間的徑路。一個(gè) OD點(diǎn) 對之間可以有多條徑路。 最短路徑 :一對 OD點(diǎn)之間的徑路中總阻抗最小的徑路叫 “ 最短徑路 ” 。 交通分配的研究歷程 1 人們最初進(jìn)行交通流分配的研究時(shí)，多采用全有全無 (all or nothing)的最短路徑方法，該方法處理的是非常理想化的城市交通網(wǎng)絡(luò)，即假設(shè)網(wǎng)絡(luò)上沒有交通擁擠，路阻是固定不變的，一個(gè) OD對間的流量都分配在“ 一條徑路 ” ，即最短徑路上。 100 100 A B qAB=100(pcu/h) 100 100 擁擠特性 交通分配的研究歷程 全有全無分配 交通分配的研究歷程 1 隨著實(shí)際應(yīng)用和理論研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)該最短徑路方法對于城市之間 非擁擠 公路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的交通流分配是比較合適的，但對于既有的城市內(nèi)部 擁擠 的交通網(wǎng)絡(luò)，該方法的結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況出入甚大。 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，路網(wǎng)上存在著較嚴(yán)重的擁擠，路阻是隨著交通流量的增加而遞增的，出行的流量會(huì)在 “ 多條徑路 ”中權(quán)衡選擇。 A B qAB=1000 交通分配的研究歷程 1 所以在 1952年，著名交通問題專家 Wardrop提 出了網(wǎng)絡(luò)平衡分配的第一、第二定理，人們開 始采用系統(tǒng)分析方法和 平衡分析方法 來研究交 通擁擠時(shí)的交通流分配，帶來了交通流分配理 論的一次大的飛躍。 交通分配的研究歷程 基于 Wardrop原理的分配方法：平衡分配 其他：非平衡分配 交通分配的研究歷程 Wardrop平衡原理 如果兩點(diǎn)之間有多條道路且之間的交通量又很少的情況下 — 交通量顯然沿最短徑路走； 交通量增加 — 最短路上流量增加 — 走行時(shí)間增加； 一部分交通量將選擇次短路徑，隨著兩點(diǎn)之間交通量的繼續(xù)增加，兩點(diǎn)之間的所有路徑都有可能被利用。 Wardrop平衡原理 用戶平衡狀態(tài)（ User Equilibrium）： 如果所有的道路利用者（駕駛員）都能夠準(zhǔn)確知 道各條路徑的走行時(shí)間，并選擇走行時(shí)間最短的 路徑，最終兩點(diǎn)之間所有 被利用路徑的走行時(shí) 間會(huì)相等 ，沒有被利用路徑的走行時(shí)間會(huì)更長。 此稱為路網(wǎng)平衡狀態(tài)。 交通分配的研究歷程 Wardrop第一原理 (用戶平衡，ＵＥ ) 在道路的利用者都確切知道網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)并試圖選擇最短徑路時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。在考慮 擁擠對行駛時(shí)間 影響的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，每個(gè) OD對的各條 被使用的徑路具有相等而且最小的行駛時(shí)間；而沒有被使用的徑路的行駛時(shí)間大于或等于最小行駛時(shí)間 。 交通分配研究歷程／ Ｗａｒｄｒｏｐ 平衡原理 Wardrop第二原理 (系統(tǒng)最優(yōu)， ＳＯ ) 系統(tǒng)平衡條件下，在擁擠網(wǎng)絡(luò)中，交通流應(yīng)按照 平均或總的出行成本最小 的方式來分配。 交通分配研究歷程／ Ｗａｒｄｒｏｐ 平衡原理 Wardrop平衡原理 第一原理和第二原理的比較 第一原理主要是建立個(gè)體駕駛員使其自身出行費(fèi) 用最小化的行為模型 第二原理是面向交通規(guī)劃師和工程師的 一般來說，這兩個(gè)原理所得到的流量是不同的。 人們只能期望實(shí)際交通流按照 Wardrop第一原理 (即用戶平衡 )的近似解來分配，第二原理為交通 管理人員提供了一種決策方法。 平衡分配與非平衡分配 在交通分配過程中： 如果交通分配模型采用 Wardrop第一、第二 原理，則該模型為平衡模型； 如果交通分配模型不使用 Wardrop第一、第 二原理，而是采用啟發(fā)式方法或其它近似方 法的分配模型，則該模型為非平衡模型。 道路網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)描述 交通分配中所使用的路網(wǎng)由 節(jié)點(diǎn) 和 連線 組成。節(jié)點(diǎn) 一般代表交叉口或小區(qū)的質(zhì)心，連線則代表路段。 實(shí)際分析中，一般根據(jù)需求的不同而對實(shí)際路網(wǎng)進(jìn) 行 簡化 。通常只對快速道、主次干道及交通性支路 所組成的路網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算處理。 交通網(wǎng)絡(luò)描述的關(guān)鍵，是如何實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)在 計(jì)算機(jī)上 的表述和處理 。使計(jì)算機(jī)能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種辯 識、搜索、存儲(chǔ)及運(yùn)算。 交通小區(qū)與交通網(wǎng)絡(luò)的對應(yīng) 1）交通小區(qū)劃分 是進(jìn)行現(xiàn)狀 OD調(diào)查和未來 OD預(yù)測的基礎(chǔ)； 交通調(diào)查和規(guī)劃前，需要先將規(guī)劃區(qū)域劃分成 若干交通小區(qū)。 2）交通網(wǎng)絡(luò)的組成 在城市交通規(guī)劃中，主要對快速路、主干道、 次干道以及交通性的支路進(jìn)行研究。 交通小區(qū)與交通網(wǎng)絡(luò)的對應(yīng) 交通小區(qū)和交通網(wǎng)絡(luò)確定后，需要將小區(qū)間的 OD 交通量 的作用點(diǎn)轉(zhuǎn)移到與該小區(qū) 重心 比較靠近的交 通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。 通常交通節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)遠(yuǎn)多于 OD作用點(diǎn)個(gè)數(shù)。如南京 市交通規(guī)劃中，有 179各節(jié)點(diǎn)，而小區(qū)僅 97個(gè)。 在交通網(wǎng)絡(luò)中，只有作為 OD作用點(diǎn)的交通節(jié)點(diǎn)之間有 OD
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