第8章交通量分配一

2
❖ 概括而言，交通流分配，就是将预测得出的 OD 交通量，根据已知的道路网描述，按照 一定的规则符合实际地分配到路网中的各条 道路上去，进而求出路网中各路段的交通流 量、所产生的 OD 费用矩阵，并据此对城市 交通网络的使用状况做出分析和评价。
3
❖ 理论发展进程： ❖ 1、全有全无的最短路径方法 ❖ 非常理想化的城市交通网络，即假设网络上
第八章 交通流分配
第1节 交通流分配理论的产生与发展 第2节 交通量分配中的基本概念 第3节 非平衡分配方法 第4节 平衡分配方法 第5节 随机分配方法 第6节 动态交通流分配
（重点） （重点） （重点） （重点）
1
第一节 交通流分配理论的产生与发展
❖ 城市交通网络上形成的交通流量分布是两种机制相 互作用直至平衡的结果。一种机制是：系统用户即 各种车辆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；另一种机制是：路网 提供给用户的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，用户遇到的阻力即对应 的行驶阻抗越高。两种机制的交互作用使人们不易 找到出行的最佳行驶路线和最终形成的流量分布结 果。
没有交通拥挤，路阻是固定不变的，一个 OD 对间的流量都分配在“一条 路 径 ”， 即最短 路 径 路 上。
❖ 对于城市之间非拥挤公路网的规划设计过程 中的交通流分配是比较合适的，但对于既有 的城市内部拥挤的交通网络，该方法的结果 与网络实际情况出入甚大。
4
❖ 2、1952 年，著名交通问题专家 Wardrop 提 出了网络平衡分配的第一、第二定理，人们 开始采用系统分析方法和平衡分析方法来研 究交通拥挤时的交通流分配，带来了交通流 分配理论的一次大的飞跃。
驶所需要的时间； ❖ q a ---- — 路段a上的交通量； ❖ c a ---- —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； ❖ a 、 b — ----- 阻滞系数，在美国公路局 交通分配 交通
流分配 程序中， a 、 b 参数的取值分别为 a =0.15、 b =4。也可由实际数据用回归分析求得。 可知：走行时间 行驶时间 是路段流量的单调递增函数。
8
第二节 交通流分配中的基本概念
一、交通流分配
i
j
小汽车
9
❖1、交通分配 交通流分配 涉及到以下
几个方面 :
❖ (1) 可以是 将现状OD 交通量分配到现状交通 网络上，以分析目前交通网络的运行状况，如 果有某些路段的交通量观测值，还可以将这些 观测值与在相应路段的分配结果进行比较，以 检验 四阶段预测 模型的精度。
13
❖ 交通网络上的路阻，应包含反映交通时间、 交通安全、交通成本、舒适程度、便捷性 和准时性等等许多因素。
❖ 经过大量的理论分析和工程实践，人们得 出影响路阻的主要因素是时间，因此交通 时间常常被作为计量路阻的主要标准。
14
❖ 交通阻抗由两部分组成路段上的阻抗和节点处 的阻抗。
❖ 1.路段阻抗
❖ （1）表示需求的OD 交通量出行矩阵 。 ❖ （2）路网定义，即路段及交叉口特征和属性
数据，同时还包括其时间 — - 流量函数。 ❖ （3） 径路 选择原则。
12
二、交通阻抗
道路阻抗在 交通分配 交通流分配 中可以通过 路阻函数来描述，所谓路阻函数是指路段行驶 时间与路段交通负荷，交叉口延误与交叉口负 荷之间的关系。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阻抗。
❖
（8-1）
❖ 对于公路行驶时间函数的研究，既有通过实测 数据进行回归分析的，也有进行理论研究的。 其中被广泛应用的是由美国道路局(Bureau of Public Road，BPR)开发的函数，被称为BPR 函数，形式为:
15
❖
（8-3）
❖ 式中 ： t a ---- —路段a上的阻抗； ❖ t 0 ---- —零流阻抗，即路段上为空静状态时车辆自由行
6
❖ 3、1977 年，美国加州大学伯克利分校的 Daganzo 教授及麻省理工学院的 Sheffi 教授 提出了随机性分配的理论。
❖ 其前提是认为出行者对路段阻抗的估计值与 实际值之间的差别是一个随机变量，出行者 会在“多条 路 径 路 ”中选择，同一起讫点 的流量会通过不同的 路 径 路 到达目的地。 随机性分配理论和方法的提出，在拟合、反 映现实交通网络实际的进程中又推进了一大 步。
16
❖ 从交通流分配的观点出发，理想的路段阻抗函数应该 具备下列的性质：
❖ (1)真实性，用它计算出来的 走行时间 行驶时间 应具 有足够的真实性。
❖ (2)函数应该是单调递增的，流量增大时， 走行时间 行驶时间不应减少。
❖ (3)函数应该是连续可导微的。 ❖ (4)函数应该允许一定的“超载”，即当流量等于或超
10
❖ (2) 也可以是将规划年OD 交通量分布 预测值 分配到现状交通网络上，以发现对规划年的 交通需求而言，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。
❖ (3) 还可以是将规划年OD 交通量分布预测值 分配到 规划交通网络上，以评价交通网络规 划方案的合理性 。
11
❖2、进行 交通分配 交通流分配 时所需要 的基本数据有：
7
❖ 确定性分配能够较好的反映网络的拥挤性， 随机性分配能够较好地反映出行选择行为的 随机性，但是要真正地符合路网实际情况， 还有更重要更基本的交通需求的时变性需要 反映出来。
❖ 也就是说，需要一种交通流分配方法能够将 路网上交通流的拥挤性、路径选择的随机性、 交通需求的时变性综合集成地刻画反映出来， 这正是研究交通问题的人们一直积极探索的 领域。
❖ 首先，人们进行了确定性的分配研究，其前 提是假设出行者能够精确计算出每条 路 径 路 的阻抗，从而能作出完全正确的选择决定， 且每个出行者的计算能力和水平是相同的。 可见确定性分配反映了网络的拥挤特性，反 映了路阻随流量变化的实际，该方法是一次 理论的进步。
5
❖ 但是，进一步研究实际网络中出行者的出行 行为发现，现实中出行者对路段阻抗的掌握 只能是估计而得。因为出行者的计算能力和 水平是各异的，对同一路段不同出行者的估 计值不会完全相同。