智能运输系统概论第3章

• 3.1.2 动态交通分配的基本概念
1）动态用户最优和动态系统最优 • 根据分配中路径选择准则的不同，分为两类：动态用户 最优模型（Dynamic User Optimum，简称DUO）和动态系统 最优模型（Dynamic System Optimum，简称DSO）。前者是 从路网中每个用户的角度考虑，追求每个用户出行的走行时 间最少或费用最低；后者是从路网系统角度考虑，寻求整个 系统总的出行时间最少或费用最低。 • 动态用户最优（DUO）就是指路网中任意时刻、任何OD对 之间被使用的路径上的当前瞬时行驶费用相等，且等于最小 费用的状态。 • 动态系统最优（DSO）就是指在所研究的时段内，出行者 各瞬时通过所选择的出行路径，相互配合，使得系统的总费 用最小。
第3章 智能运输系统的理论基础
•3.1 • 动态交通分配理论 •3.2 •智能协同理论 •3.3• 交通网络实时动态交通信息预测理
论 •3.4• 智能控制理论
• 3.1 动态交通分配理论
• 智能运输系统的发展需要动态交通分配理论的 支持。 • ITS中的先进的出行者信息系统、城市交通流诱 导系统、先进的交通管理系统等核心部分都需要动 态交通分配作为理论基础。
• ITS的研究和实施，对动态交通分配理论提出了 更迫切的需求，极大地推进了动态交通分配理论的 前进步伐。
• 3.1.1 动态交通分配的目的
• 动态交通分配，就是将时变的交通出行合理分配到不 同的路径上，以降低个人的出行费用或系统总费用。 • 在交通供给以及交通需求状况均为已知的条件下，分 析其最优的交通流量分布模式，从而为交通流控制和管理 、城市交通流诱导等提供依据。通过交通流管理和动态路 径诱导在空间和时间尺度上对人们已经产生的交通需求的 合理配置，使得交通路网优质高效地运行。
• 3.1.2 动态交通分配的基本概念
2）路段流出函数模型 • 路段流出函数是动态交通流分配理论中的关键和特殊之 处。在静态交通分配中没有出现，在动态交通分配中流出函 数是反映交通拥挤，抓住网络动态本质特性的关键。在动态 交通分配中，出行者路径选择原则确定后，其路段流入率自 然确定。 • 函数的建立应该确保车辆按照所给出的路段走行时间走 完该路段。还要考虑Carey提出的FIFO（First In First Out，先进先出）原则。假设不论其出行终点如何，同时进 入路段的车辆均以相同的速度行驶，花费相同的时间，这实 质就是FIFO规则的具体表现形式。 • 在分配算法的设计中可以使用车辆在每一时间步长中移 动的距离作为约束。
•——交通网络，为有向连通图。
•——网络节点集，它包括起点集、终点集和中间点集 三个子集。一般用 表示起点或中间点，用 表示终 点•—。—有向弧集，即路段集，路网任意路段用 表示。
•——所有以节点 为起端的弧段集合。 •——所有以节点 为终端的弧段集合。 •——规划时间段，可以取离散值或连续值。 •——所有以节点 为终端的弧段集合。 •—— 时刻路段 上存在的车辆数，即交通负荷。
智能运输系统概论第3章
2020年5月31日星期日
目录
第1章 绪论 第2章 智能运输系统的体系框架 第3章 智能运输系统的理论基础 第4章 交通信息采集与处理技术 第5章 通信技术 第6章 车辆定位技术 第7章 网络技术 第8章 数据库技术 第9章 新技术在智能运输系统中的应用 第10章 交通信息服务系统
• 3.1.3 动态交通分配理论研究现状
• 从提出至今经过了20多年的发展，在理论研究和方法 应用上都有了一定的进步，但是无论国外还是国内，目前 在动态交通分配方面的学术专著还没有见到，这一点不同 于静态交通分配。国内外在动态交通分配领域的研究都正 在积极的进行当中，表现为国外在理论、方法和应用上的 研究较之国内要超前。
• 交通供给状况包括路网拓扑结构和路段特性等，交通 需求状况则是指在每时每刻产生的出行需求及其分布。 • 动态交通分配在交通诱导和交通控制中具有核心地位 和重要的作用，如图所示。
• 3.1.1 动态交通分配的目的
•动 态 交 通 分 配 的 地 位 和 作 用
• 可以看出，动态交通分配是以路网交通流为对象， 以交通控制与诱导为目的开发出来的交通需求预测模型 。
•—— 时刻产生的由起点 到终点 的交通需求，一般 •假定已知。
•——整个规划阶段
内由起点 到终点 的交通需求。
• 3.1.4 动态系统最优和用户最优分配模型
•1）动态交通分配模型的有关定义
•——路段 的阻抗函数，一般为路段行驶时间函数。
• 上述各变量中，都是基于连续时间表达的。如果离散时间表
• 3.1.2 动态交通分配的基本概念
3）路段阻抗特性模型 • 在静态交通流分配中，对阻抗的估计精度要求相对来 说不是很高。但在动态分配下，提高阻抗函数预测精度则 是一个基本要求。 • 在建立阻抗特性模型时，要注意动态交通分配中的状 态变量不是静态交通流分配中的交通量，而是某时刻路段 上的交通负荷，即这一时刻路段上存在点的车辆数。在动 态情形下，用交通量无法描述路段的动态交通特征，交通 量是一个时间观测量，其值是在某一点观测到的，适用于 静态描述；而交通负荷是指某一时刻一个路段上存在的车 辆数，是一个空间观测量，适用于动态描述。
• 理论方面的研究居多，实际应用上还有待于进一步发 展。从总体上来说，自动态交通分配概念提出至今，其研 究仍然处于发展阶段。 • 研究方法可分为：数学规划建模方法、最优控制理论 建模方法、变分不等式理论建模方法和计算机模拟等四种 。
• 3.1.4 动态系统最优和用户最优分配模型
•1）动态交通分配模型的有关定义
• 3.1.4 动态系统最优和用户最优分配模型
•1）动态交通分配模型的有关定义
•—— 时刻路段 上以 为终点的行驶车辆数。
•—— 时刻路段 上车辆流入率。
•—— 时刻路段 上以 为终点的车辆流入率。
•—— 时刻路段 上车辆流出率，一般假定车辆流出率 •函数已知。
•——路段 的路段流出率函数。
•ຫໍສະໝຸດ Baidu— 时刻路段 上以 为终点的车辆流出率。