区域交通网络结构分析与优化
基于复杂网络理论的城市交通网络结构分析
基于复杂网络理论的城市交通网络结构分析城市交通是现代社会生活的重要组成部分,其结构和运行方式直接关系到城市的发展和居民的生活质量。
基于复杂网络理论的城市交通网络结构分析,可以帮助我们更好地理解城市交通的特点和演化规律,并为城市规划和交通优化提供科学依据。
一、城市交通网络的复杂性城市交通网络是一个复杂的系统,由大量节点(交通枢纽)和连接这些节点的边(道路、线路)组成。
这些节点和边的连接形式、交通流量分布、运行特点都具有一定的随机性和复杂性。
1.节点与边的连接形式城市交通网络中的节点可以是不同类型的交通枢纽,如车站、机场、港口等。
这些节点之间的连接形式多样,既有高速公路、街道等线性连接,也有轨道交通线路、航线等点对点连接。
这些连接形式不仅在时空上具有分布差异,还受到地理环境和城市规划的制约,呈现出复杂性和非线性性。
2.交通流量分布城市交通网络中的节点之间存在着复杂的交通流量分布。
通常来说,城市中心区域的交通流量较大,而远离市中心的地区则较小。
同时,不同类型的交通枢纽之间的交通流量也存在差异,例如,车站附近的交通流量通常会比较大,而居民区内部的交通流量则较小。
这种交通流量的分布特点,决定了城市交通网络的结构和稳定性。
3.运行特点城市交通网络的运行特点也是复杂的。
随着城市人口的增长和交通需求的变化,交通流量的分布和网络拓扑结构都会发生变化。
这种变化可能导致一些节点和边的过载,甚至形成交通拥堵。
此外,城市交通中还存在着一定的异质性,不同类型的交通枢纽和交通工具对网络的影响也不同,这进一步增加了城市交通网络的复杂性。
二、基于复杂网络理论的城市交通网络模型基于复杂网络理论的城市交通网络模型可以帮助我们更好地理解这种复杂的系统。
在这些模型中,节点可以表示为城市中的交通枢纽,而边则表示为不同的连接方式(道路、线路等),节点之间的连接强度则表示交通流量的大小。
通过这些模型,我们可以进行各种城市交通网络的分析和仿真实验,来探索不同的交通规划策略和优化方法。
城市交通网络拓扑结构分析与优化
城市交通网络拓扑结构分析与优化随着城市化进程的加速,城市交通问题日益突出。
城市交通网络作为城市运行的重要组成部分,其拓扑结构对于交通效能和城市发展具有重要影响。
本文将对城市交通网络的拓扑结构进行分析与优化。
一、城市交通网络的拓扑结构分析城市交通网络的拓扑结构是指网络中各节点和连接之间的关系。
在拓扑结构分析中,我们关注的是网络的连接方式和节点之间的联系。
首先,城市交通网络的拓扑结构通常是复杂的。
城市中的节点可以是交叉口、公交站点以及地铁站等,而连接可以是道路、公交线路或者地铁线路等。
这些节点和连接构成了城市交通网络的拓扑结构。
通过对城市交通网络的拓扑结构分析,我们可以了解到城市交通网络的复杂程度和整体布局。
其次,城市交通网络的拓扑结构具有一定的规律性。
研究表明,城市的道路网络呈现出类似于分形结构的特征,即小世界网络。
小世界网络的特点是具有较短的平均路径长度和较高的聚集度。
这意味着城市交通网络中的节点之间的距离较短,并且距离较近的节点之间有较高的连接概率。
通过了解城市交通网络的拓扑结构,我们可以针对其规律性进行优化调整,提高交通效能。
三、城市交通网络的拓扑结构优化方法城市交通网络的拓扑结构优化是指通过对网络的节点和连接进行调整,以提高网络的性能和效能。
首先,优化城市交通网络的拓扑结构可以从交通枢纽的规划和布局入手。
合理规划和布局交通枢纽可以提高城市交通网络的整体效能。
例如,在规划和布局地铁线路时,可以考虑将地铁站点布置在人口密集区域和交通繁忙的区域,以满足人们出行需求。
其次,优化城市交通网络的拓扑结构还可以通过交通信号灯的调整来实现。
合理设置信号灯的时间间隔和灯色可以减少交通拥堵和等待时间,提高交通的通行效率。
此外,可以通过交通限行、公交专用道等措施,合理引导交通流动,减少交通拥堵。
最后,优化城市交通网络的拓扑结构还可以借助现代技术手段。
例如,可以利用智能交通系统来监控和管理城市交通流量,提前预警交通拥堵的发生,并调整路线和交通流向,以优化网络的拓扑结构。
交通网络布局及形式 城市路网结构分析 PPT
▪ 容易将过多的交通引入市中心,而外围路网容量得不 到充分
▪ 方向性差,不利于建筑物布置 ▪ 机动性较差
❖改进方法?
自由式道路网
❖ 自由式路网没有固定的形式,多呈不规则状 ❖ 代表城市:重庆、青岛
自由式道路网
自由式道路网
❖ 特点
▪ 常结合自然地形,呈现出不规则状、路网形式多变 ▪ 节省工程费用 ▪ 如果能有机的结合城市布局、建筑布置及城市园林绿
❖ 代表城市:北京、西安等城市的老城区
方格网状路网
方格网状路网
❖ 优点
▪ 布局严整、简洁,方向性,有利于建筑布置 ▪ 交通分布均匀 ▪ 交叉口组织较容易 ▪ 重新分配车流方面具有较大的灵活性
❖缺点
▪ 交叉口较多,对车流运行的连贯有影响 ▪ 非直线系数较大,对角线方向交通联系不便 ▪ 主次干道之间功能不易明确 ▪ 不利于过境交通分流,对城市扩展不利
城市道路功能结构
❖ 功能分级 ▪ 第一级(快速路、主干路)
承担出入境、过境和组团间的长距离、通过性极强、 机动化出行为 主;道路两侧严禁开口的道路
▪ 第二级(次干路)
通过性交通和集散性交通并重,道路两侧可少量开口,既达到一定程 度上的“通”,又满足一定程度上的“达”。
▪ 第三级(支路)
主要以到达和出入为服务目的,允许在道路两侧开口,短距离、集散 性极强的道路,同时满足非机动车形式需要。
化等因素,能取得很好的经济效果、交通效果、景观 效果
❖缺点
▪ 方向性差 ▪ 非直线系数大
混合式路网-方格环形放射式
❖ 混合式路网是根据地区的地形和交通需求将城市 不同区域的道路系统有机结合起来,是城市不同 分阶段发展的体现
混合式路网-方格环形放射式
交通网络拓扑结构分析
交通网络拓扑结构分析交通作为现代城市生活中不可缺少的一部分,在城市发展中具有重要的地位和作用。
随着城市规模的扩大以及交通需求的不断增加,交通网络的拓扑结构也变得越来越复杂。
拓扑结构作为交通网络的核心要素,对交通系统的性能和运转具有重大的影响,因此,我们有必要对交通网络的拓扑结构进行分析。
一、拓扑结构的概念和意义拓扑结构是指构成网络的节点和边的连接方式和组织形式。
在交通网络中,节点代表城市、交叉口和公交站等,而边代表连接这些节点的道路、铁路和公交线路等。
拓扑结构对交通网络的形态、运转和效率产生影响。
通过对拓扑结构的分析,我们能够深入理解交通网络的性质和规律,更好地优化和管理交通系统。
二、拓扑结构的分类根据网络结构的复杂性和连接方式,拓扑结构可分为以下几种类型:1. 零维结构。
也称为点状结构,指网络中只含有节点,两个节点间没有任何边相连。
这种结构一般只用于描述社会网络和生物网络等非交通网络。
2. 一维结构。
也叫线状结构,指网络中只有边相连,没有形成环或回路。
这种结构常见于铁路交通系统中,因为铁路的行车方向是单向的,两条铁路线路中间不能互相交叉,因此形成了一种线状结构。
3. 二维结构。
也称为平面结构,指网络中边形成环或回路,但是运动的轨迹限制在一个平面内。
这种结构常见于道路交通系统中,因为道路的行车方向不限,而且可以制定交通信号控制规则,使得车辆在道路网络中能够流畅通行。
4. 三维结构。
也叫空间结构,指网络中存在立体交叉和相互穿越的运动轨迹。
这种结构常见于交通枢纽或高速公路交叉口,因为这些地方需要实现车辆从不同方向的进出口自由流通,车辆运动的轨迹不限于平面内。
三、拓扑结构的分析方法拓扑结构分析方法主要有以下几种:1. 随机网络模型。
该方法通过数学模型分析网络中节点和边的连通性和密度,推断网络的拓扑结构和特征参数。
2. 复杂网络理论。
复杂网络理论是一种新兴的网络分析技术,其研究范围广泛,包括网络结构、特征参数、网络演化、复杂系统等多个方面。
城市交通网络拓扑结构分析与优化
城市交通网络拓扑结构分析与优化城市发展的不断进步使得城市规模逐渐扩大,交通问题也愈加突出。
城市交通问题是城市管理中的一项重要任务,而城市交通网络的拓扑结构就是这个问题的一个重要参数。
本文将着重分析和讨论城市交通网络拓扑结构的分析和优化。
一、城市交通网络拓扑结构的基本概念城市交通网络是由各种交通设施和运输方式组成的复杂网络系统,在这个网络系统中,节点表示城市中的各种出行方式,而边则表示路径连接。
在城市交通网络中,存在着轻轨、公交、汽车、出租车、自行车等不同种类的交通工具,每种交通工具都通过不同的路径连接起来。
城市交通网络拓扑结构分析的基本概念包括节点、度、连通性、介数、中心度等。
其中节点是指城市交通中的各个交通枢纽站点或路口,度则表示节点的重要性程度,连通性指两个节点之间的连通情况,介数是指所有节点之间的最短路径数目,而中心度则是网络中心节点的指标。
二、城市交通网络拓扑结构的问题城市交通网络拓扑结构存在着一些问题,这些问题严重影响了交通的流通状况和效率。
其中,经常会出现的问题包括:(1)网络瓶颈问题:在城市交通网络中,存在着一些瓶颈路段,这些路段往往是交通流量最大的,因此很容易造成交通堵塞和拥堵,影响交通效率。
(2)交通拥堵问题:城市交通网络往往在高峰期出现交通拥堵问题,影响了交通的流通状况,这也是城市交通网络需要优化的重要原因之一。
(3)节点重要性分布不均问题:城市交通网络中的节点,其重要性程度分布不均,有些节点对整个网络具有重要的影响力,而有些则相对不那么重要,这也会影响交通的流通状况。
三、城市交通网络拓扑结构的优化城市交通网络拓扑结构优化的目的是减少交通流量拥堵和提高交通效率,使交通系统更为流畅、便利、经济。
下面将详细讲述城市交通网络拓扑结构优化的一些方法:(1)路网优化:路网的优化应该从道路设计、分支路线等几个方面入手。
在道路设计方面,应合理决定道路宽度、道路转弯半径等,以适应城市的交通流量和道路标准。
居住区道路交通调研及分析
居住区道路交通调研及分析北辰三角洲奥城、阳光100一期、石人村安置小区目录一、本次调研目的及意义二、居住区概况及区位分析三、居住区道路交通网络结构分析居住区道路分级、道路路宽及横断面居住区出入口分析四、居住区停车设施布局分析五、居住区道路绿化与人性化设计分析六、本次调研总结一、调研目的与意义居住区道路是城市道路的重要组成部分,具有集散、组织车辆交通与人流交通的作用,不同性质与等级的道路具有不同的功能。
随着小汽车逐渐进入中国普通百姓家庭,居住区内小汽车的通行与停放越来越受到关注。
与此同时,追求居住区环境的安逸以及强调居住区交通的人车分流,也对居住区道路交通的规划设计与建设提出了更高的要求。
而通过居住区的规划设计实例调研,可以了解居住区的道路结构系统及停车设施规划设计,熟悉居住区的规划设计的基本手法,巩固和加深对居住区规划设计原理以及对城市居住区规划设计规范的学习。
二、居住区概况及区位分析北辰三角洲奥城:北辰三角洲奥城小区位于长沙市开福区,湘江与浏阳河交汇处,西临湘江,北依浏阳河,东靠芙蓉北路,南抵319国道城区段,规划户数3066户,项目占地面积110万平方米,总建筑规模达537万平方米。
其中,黄海标高39米架空平台上住宅面积300万平方米,酒店、商业、写字楼、公寓等综合公共建筑80万平方米;住宅容积率为4.1,绿化率为40%;平台下社区商业配套和停车库等建筑面积157万平方米,车位比1:0.7,地上车位858,地下车位1229。
开福区位于长沙市北部,因千年古刹开福寺而得名,总面积约为188万平方公里,常住人口约为48万,辖长沙金霞经济开发区、青竹湖生态科技(产业)园、金霞海关保税物流园等“一区两园”和3个镇、10个街道办事处,是省会长沙面积最大、人口最多的城区。
周边信息综合商场新河服饰市场、新一佳长沙开福店、新华夏服饰、维多利购物中心、泰阳商城银行农行华夏支行、工行新河储蓄所、中国移动通信五家岭营业厅、伍家岭邮政所、工商银通分理处医院德福医院、保益堂大药房、同济医院、康泰药号、中南大学湘雅医学院门诊部其它江宴食府、静轩音乐茶楼、冯胖子酒家、银苑海鲜酒楼、大旺角酒店、华悦大酒店、湖南康桥大酒店、溜溜溜食府益阳总店、银星海鲜大酒楼、衡东味美思连锁店两馆一厅长沙市博物馆、长沙市图书馆、长沙市音乐厅写字楼A1区268米地标性甲级写字楼、A2A3区摩天写字楼群、B1B2区soho式写字楼酒店滨江酒店、B1B2商务区酒店、主题商业酒店影院中南地区华谊兄弟旗舰影院教育北辰长雅中学、北辰清水塘小学、北京21世纪幼儿园阳光100一期小区:阳光一百国际新城小区位于岳麓岳麓区猴子石大桥西头北侧,小区占地面积为666670平方米,建筑面积1200000平方米,规划户数6500户,小区容积率为1.47,绿化率为45.60%,约680个停车位。
城市交通网络拓扑结构设计与优化
谢谢
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交通网络的复杂性分析与优化控制
交通网络的复杂性分析与优化控制在当今城市化进程高速发展的背景下,城市里的交通问题也日益凸显。
人口密集、车辆增多、道路狭窄等问题十分常见,给人们的出行带来很大的不便。
因此,交通网络的优化和控制显得越来越重要。
本文将对现有的交通网络的复杂性进行分析,并提出一些优化控制策略,帮助实现交通网络的平稳高效运行。
首先,我们需要明确一个重要的概念——复杂性。
交通网络复杂性是指交通系统的众多组成部分之间互相依存、相互作用的关系、互动性和互异性的总和。
这意味着交通系统是个复杂的系统,或者说是由多个子系统组成的。
每个子系统都有其独特的特征和问题。
例如,车辆子系统、公共交通子系统和行人子系统等。
如何面对这些不同的子系统,最大限度地实现整个交通网络的最优运行,就需要对交通网络进行复杂性分析,并采取相应的优化控制策略。
交通网络的复杂性分析需要考虑以下几个方面。
首先,是交通网络的拓扑结构。
交通网络的节点和连边的设置会对整个交通网络的运行产生很大影响。
因此,交通网络的拓扑结构需要充分考虑城市建设和道路规划等方面的要求。
其次,是交通流的复杂性。
交通流包括车辆流和行人流,各自都有不同的特征和问题。
车辆流的速度与密度成反比,而行人流则会受到拥挤、拥堵和人性化需求等多种因素的影响。
再次,是交通网络的控制策略。
交通网络的控制策略是指如何进行交通流量的调度,包括信号灯控制、道路限行等措施。
而这些控制策略的实施需要充分考虑人性化需求,以及城市塑造的方向。
针对上述分析,我们可以提出一些优化控制策略。
一、优化交通信号配时。
交通信号配时对交通拥堵和行驶时间等方面有很大的影响。
合理地调整信号时长和相位,可以降低拥堵程度和交通瓶颈的产生。
二、完善公共交通。
完善公共交通,包括地铁、公交和轨道交通等,可以减少私人车辆对道路的占用。
而公共交通的完善需要充分考虑人性化需求,关注乘客的乘坐体验和便利度。
三、优化交通指引系统。
交通指引系统是交通网络中的一个重要组成部分,可以提供行驶信息和路线建议。
交通网络拓扑结构的分析和改进研究
交通网络拓扑结构的分析和改进研究交通网络是城市运行的基础,其拓扑结构决定了城市中交通流量的分布和运行效率。
因此,分析交通网络拓扑结构并根据研究结果进行改进,具有重要的理论和实践意义。
本文将从交通网络拓扑结构的定义、分析方法及改进策略三个方面展开讨论。
一、交通网络拓扑结构的定义交通网络是由道路、铁路、航空和水运等交通线路组成的,依据交通流量大小和通行能力的不同,每个路段又可以细分为若干个交通子网络。
交通子网络是交通网络系统中,具有特定功能的独立部分。
它们彼此联系,相互作用,构成了一个整体的交通网络。
拓扑结构是交通网络中各个子网络的连接关系、路段长度、路口交叉等因素组合而成的。
二、交通网络拓扑结构的分析方法1.图论法图论法是研究交通网络结构的一种基本手段。
其基本思路是将整个交通网络抽象为一个数学图形,通过分析图形中的节点和边的关系,揭示出交通网络的结构特征。
常用的图论算法包括最短路径算法、最小生成树算法和网络流算法等。
2.社会网络分析法社会网络分析法是将交通网络当作一个社会网络来分析。
通过分析道路、路口、车辆、人员等多种元素在交通网络中的关系,揭示出社会网络中隐藏的各种规律。
社会网络分析法包括结构、演化和动力学等多个方面。
其中特别鼓励研究关系型组织中社会网络的形成和演化规律。
3.系统动力学法系统动力学法是通过对交通网络的各要素进行动态模拟,揭示交通网络结构的变化规律。
其主要作用在于分析交通网络的非线性特征,有效应对交通网络的不确定性因素。
系统动力学法还可以利用反馈机制来改善交通网络的效能,进而实现优化交通网络结构的目的。
三、交通网络拓扑结构的改进策略交通网络的拓扑结构需要经常进行改善和调整,以适应城市发展和人民生活的需要。
以下是几种常见的拓扑结构改进策略。
1.提高道路通行能力提高道路通行能力是解决城市交通拥堵的重要措施。
提高道路通行能力的方式可以通过扩大道路路面、改善道路红绿灯控制系统、优化城市公共巴士系统等方式来实现。
路网拓扑结构分析及路径规划优化
路网拓扑结构分析及路径规划优化随着交通工具的不断升级,道路网络拓扑结构的优化与路径规划问题变得日益重要。
结构合理的路网能够实现更快速、更高效的交通,而路径规划则直接影响到驾驶行为的安全和交通效率。
本文将就路网拓扑结构分析及路径规划优化进行探讨。
一、路网拓扑结构的分析路网拓扑结构分析指的是对道路网络进行节点和边的抽象,建立数学模型,以揭示其内在的结构和规律。
常见的路网拓扑结构分析方法有最短路径算法、最小生成树算法、网络流算法等。
最短路径算法是利用图论中的最短路径问题,寻找两个节点之间的最短路径。
该算法包括迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法两种方法。
迪杰斯特拉算法适用于稠密图,优先考虑离出发点近的节点;而弗洛伊德算法适用于稀疏图,通过动态规划找到任意两个节点之间的最短路径。
最小生成树算法则是用于求带权无向图的生成树的算法,常见的有普里姆算法和克鲁斯卡尔算法。
普里姆算法是从任意起点开始,每次选择一条连通的最小边长的边并加入生成树中,直到生成树中的边数等于总点数减一为止。
而克鲁斯卡尔算法则是将所有边按权值从小到大排序,每次选取一条边加入生成树中,直到生成树中的边数等于总点数减一为止。
网络流算法则是用于解决最大流和最小割问题的算法,本质上也是一种路径规划。
该算法包括最大流算法和最小费用最大流算法等。
最大流算法是指在图中确定一个源点和汇点,不断地调整流量,使得从源点到汇点的流量最大。
而最小费用最大流算法则是在满足最大流的情况下,使得经过的边的权值之和最小。
二、路径规划的优化路径规划是指在复杂的路网中选择经过路径的过程。
该过程中既要考虑路线的最短时间,也要考虑道路的拥堵情况、路径的流畅性、交通安全等因素。
路径规划优化的目标就是在满足条件的同时,尽可能提高路径的效率。
目前常见的路径规划方法包括Dijkstra算法、A*算法、RS算法等。
Dijkstra算法是基于最短路径算法的一种路径规划方法,用于找到从起点到其他所有网络节点的最短路径。
城市交通网络的结构与运行特性分析
城市交通网络的结构与运行特性分析随着城市的发展,交通问题日益成为人们生活中的一大挑战。
城市交通网络的结构和运行特性,对于解决交通拥堵、提高城市运行效率、改善居民出行体验具有重要意义。
本文将对城市交通网络的结构与运行特性展开分析,并探讨一些实际应用案例。
一、城市交通网络的结构特性城市交通网络的结构特性是指其内在的组织形式和空间布局。
它直接影响着交通系统的运行效率和服务质量。
1.1 中心-辐射结构许多城市交通网络呈现中心-辐射结构。
这种结构下,城市中心区域成为交通网络的中心,各个辐射道路连接着中心区域和其他城市区域。
这种结构模式的优势在于能够快速连接各个城市区域,提高了交通效率。
然而,在高峰期,这种结构也容易造成中心区域的交通拥堵。
1.2 网格结构相较于中心-辐射结构,网格结构在一些新兴城市中较为常见。
城市街道沿着网格状布局,交通网络呈现纵横交错的特点。
这种结构模式的优势是交通分布均匀,交通容量相对较高。
然而,当涉及到交通规划和调度时,网格结构相比中心-辐射结构更复杂。
1.3 联通性与可达性城市交通网络的结构特性还包括联通性和可达性。
联通性指的是各个城市区域间的交通连接程度,而可达性则是指个人、企业或服务设施在规定时间内到达其他区域的能力。
联通性和可达性的高低直接影响着城市居民的出行便利程度和经济运行效率。
二、城市交通网络的运行特性城市交通网络的运行特性决定了交通系统在实际运行中的表现和性能。
它是交通规划和交通管理的重要依据。
2.1 自组织性城市交通网络具有自组织性。
大量的车辆、出行需求和路段选择行为在交通网络中相互作用,形成了交通流的自发调节和分布。
然而,当车流量过大或交通运行受到其他因素的干扰时,系统可能会出现饱和和堵塞,需要通过交通管理手段进行干预。
2.2 非线性与时空变化城市交通网络的非线性特性表现在交通流量与拥堵之间的关系上。
当交通流量超过一定阈值时,就可能触发拥堵现象,而且在不同时间和空间上,交通系统的运行状态存在很大的变化。
交通网络布局及形式 城市路网结构分析 PPT
城市路网
1
城市路网的布局结构
2
城市路网等级结构
3
城市路网功能结构
城市路网布局结构
❖常见的城市道路网形态大体可以分为以 下几种:
▪ 棋盘式(方格网式) ▪ 环形放射式 ▪ 方格环形放射式 ▪ 自由式 ▪ 混合式 ▪ 线性或带形道路网 ▪ 手指状道路网
方格网状路网
❖ 方格网式又称棋盘式,是最常见的一种道路网类型,它适用于地形平 坦的城市。
城市路网等级结构
城市道路等级结构
❖ 根据规范,200万人口以上的大城市道路网 络级配大致为1:2:3:8;人口在50-200万 的城市网络级配大致为 1:3:3.5:10。
❖ 要结合城市的地形、城市形态及交通特性等 因素综合考虑
城市道路功能结构
❖ 区分道路功能的因素
▪ 道路在城市交通的地位 ▪ 承担交通量的出行距离 ▪ 交通量的通过性或集散性特性 ▪ 交通量的生存性或生活性特性
❖ 代表城市:北京、西安等城市的老城区
方格网状路网
方格网状路网
❖ 优点
▪ 布局严整、简洁,方向性,有利于建筑布置 ▪ 交通分布均匀 ▪ 交叉口组织较容易 ▪ 重新分配车流方面具有较大的灵活性
❖缺点
▪ 交叉口较多,对车流运行的连贯有影响 ▪ 非直线系数较大,对角线方向交通联系不便 ▪ 主次干道之间功能不易明确 ▪ 不利于过境交通分流,对城市扩展不利
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带形道路网
❖ 通常以一条干道为轴,沿线两侧布置工业和居住 建筑,从干道分出一些主路联系每侧的建筑群。
❖ 代表城市:兰州、济南
带形道路网
带形道路网
❖ 拉萨路网布局图
带形道路网
❖优点 ▪ 对城市地形条件适应性好 ❖缺点 ▪ 纵向延伸大,易导致公共设施分散 ▪ 缺少强有力的中心,不利于城市的凝聚 ▪ 易导致交通轴向的聚集和中心起向四周的若干条放射线和以 城市中心为圆心的几条环行线组成。
城市路网拓扑结构分析与优化研究
城市路网拓扑结构分析与优化研究城市道路交通是城市发展的重要基础设施之一,而城市路网拓扑结构则是道路交通的具体组成部分。
城市路网拓扑结构的合理优化能够有效地提高城市交通的运行效率,并且降低城市交通拥堵现象的发生率。
因此,本文将从城市路网拓扑结构的角度分析城市交通问题,并提出城市交通拓扑结构分析与优化研究方案。
一、城市路网拓扑结构的组成城市路网拓扑结构主要由路网基础、道路交叉口和道路分支组成。
1. 路网基础路网基础是城市路网拓扑结构的基础组成部分,包括城市主干道、辅路、支路等道路。
城市主干道是连接城市主要的交通枢纽的道路,如火车站、机场、大型购物中心等。
主干道一般都是双向四车道或双向六车道,交通流量相对较大。
辅路是连接主干道和支路的道路,一般都是单向或双向两车道,交通流量较主干道要小一些。
支路是连接城市各个社区和街道的道路,一般都是单向或双向一车道,交通流量相对较小。
2. 道路交叉口道路交叉口是城市路网拓扑结构的关键组成部分,是各条道路交汇的地方,也是交通流量的集中转换点。
根据交叉口形态的不同,道路交叉口可以分为十字路口、环形交叉口、立交桥、人行天桥等。
十字路口是最基本的道路交叉口形态,包括T型路口、丁字路口和十字路口,多为交通量较小的道路交叉口。
环形交叉口是一种圆形的交叉口形态,能够有效地缓解交通拥堵。
但对于交通管理和交通控制的要求也较高。
立交桥是城市现代化快速路交通的典型设施之一,可以将道路交叉处高低不同的车流分开,有效减少事故率。
人行天桥则是急于路上的步行者穿过交叉路口时使用的空中通道,增强交通安全性,缓解路口交通压力。
3. 道路分支道路分支是城市路网拓扑结构的重要组成部分,也是城市道路交通网络的细节组成部分。
道路分支根据其分支状态可分为左转道、右转道、直行道。
左转道、右转道和直行道是城市道路交通中最常用的道路分支分类,根据车流量的不同,行车方向不同的道路分支的数量也会发生变化。
二、城市路网拓扑结构的优化城市路网拓扑结构的优化可以从道路拓扑结构、交叉口拓扑结构和分支拓扑结构等方面进行优化。
智能交通系统中的路网优化模型与算法分析
智能交通系统中的路网优化模型与算法分析智能交通系统在现代城市交通管理中起着至关重要的作用。
随着交通流量的增加,有效优化路网结构和交通流分配成为实现高效、安全、环保交通系统的关键。
在这方面,路网优化模型与算法的分析对于设计和运行智能交通系统至关重要。
本文旨在介绍智能交通系统中常见的路网优化模型与算法,并对其进行分析和评估。
一、路网优化模型1. 网络流模型网络流模型是一种常见的路网优化模型。
它将路网看作一个图,交通流量被视作在图中流动的物质,通过定义合适的流动规则和约束条件,可以求解最优的交通流量分配方案。
其中,最为经典的网络流模型是最小费用流模型和最大流最小割模型。
最小费用流模型的目标是在满足源点到汇点的流量需求的基础上,使总费用最小化;最大流最小割模型的目标是找到最大的流量与最小的割集之间的关系。
2. 博弈论模型博弈论模型是另一种常用的路网优化模型。
它将路网中的交通流量视为参与者之间的竞争行为,通过建立合适的博弈模型,可以找到最优的交通流量分配策略。
其中,最为经典的博弈论模型是纳什均衡模型和系统最优模型。
纳什均衡模型中,每个参与者都选择了使其收益最大化的策略,没有任何一个参与者能够通过改变其策略来提高自己的收益;系统最优模型则是寻求使整个系统的收益最大化的策略。
3. 人工智能模型人工智能模型是近年来迅速发展的一种路网优化模型。
它利用机器学习和优化算法来建立路网模型和预测交通情况,从而优化交通流量分配策略。
人工智能模型可以通过分析大量的交通数据和历史数据,快速学习和识别交通模式,并预测未来的交通情况。
通过将预测结果与优化算法相结合,可以得到最优的交通流量分配方案。
二、路网优化算法1. 路径选择算法路径选择算法是一种常见的路网优化算法。
它根据交通网络的拓扑结构和交通状况,为每个用户提供最优的路径选择。
经典的路径选择算法包括最短路径算法和最小费用路径算法。
最短路径算法通过计算两点之间的最短路径来选择最优路径;最小费用路径算法则考虑道路上的通行费用和交通堵塞情况,选择费用最低的路径。
城市道路网规划布局及优化研究的开题报告
城市道路网规划布局及优化研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程不断加快,城市道路交通问题成为制约城市发展的一个重要因素。
城市道路网络规划布局及优化研究是为了解决城市道路交通问题而展开的,它是城市交通规划的核心之一。
合理的城市道路规划布局及优化设计,对于提升城市交通效率、缓解拥堵、优化交通结构、改善居民出行环境等方面都具有积极的作用。
二、研究意义城市道路网络规划布局及优化研究对于城市的可持续发展具有重要意义。
首先,它能够促进城市交通流畅,提高交通效率。
其次,它能够优化城市交通结构,改善居民的出行环境,提高居民的生活质量。
此外,它还能够减少交通拥堵,降低交通事故的发生率,保障城市道路交通的安全稳定。
三、研究内容本研究计划主要围绕城市道路网络规划布局及优化展开研究,主要包括以下几个方面:1. 综合分析城市道路交通状况,识别存在的问题和不足;2. 探究城市道路网络优化的原则和方法,寻找合适的优化方案;3. 实施优化方案,构建城市道路网络的新格局;4. 对优化方案进行评估和验证,并提出进一步的完善意见和建议。
四、研究方法本研究计划将采用多种研究方法,包括文献研究、案例分析、调查研究、模拟分析、专家评估等。
通过对城市道路网络规划布局及优化的深入研究,提出可行的解决方案,并通过实例验证和优化,达到改善城市交通状况的目的。
五、论文结构本研究的论文结构主要包括以下几个方面:第一章:研究背景与意义该章节主要介绍本研究的选题背景、研究意义和研究内容。
第二章:文献综述该章节主要对国内外关于城市道路网络规划布局及优化领域的研究进展进行综述,并分析现有研究的不足之处。
第三章:城市道路网络现状分析该章节主要对本研究所涉及的城市的道路网络进行现状分析,包括道路交通流量、道路通行能力、交通拥堵情况等指标。
第四章:城市道路网络优化方案设计该章节主要对城市道路网络的优化原则、方法和方案进行设计和实现,并对优化方案进行模拟分析。
第五章:城市道路网络优化方案验证该章节主要对优化方案进行评估和验证,包括对新方案的功能、实用性、安全性等进行专业评估,并对方案进行改进和完善的建议。
交通网络拓扑结构的分析与优化
交通网络拓扑结构的分析与优化随着城市化和经济发展的加速推进,城市交通问题愈发凸显,其中拓扑结构优化是解决交通瓶颈的重要手段之一。
本文将探讨城市交通网络的拓扑结构分析和优化思路,分别从实际情况出发,通过比较不同拓扑结构的优劣性,探讨如何优化交通网络的城市规划。
一、交通网络的拓扑结构分析交通网络的拓扑结构分析是指对同一城市内的交通端点与节点构成的网络进行观察和研究,以便发现其中的隐性规律,实现交通系统的优化管理。
主要从以下几个角度入手进行分析:1. 层级结构分析在实际应用中,交通网络往往具有层级关系,如高速公路、主干道、次干道等,每一层级都有自己的功能与特征,各层级之间则存在重叠关系。
由此,针对交通网络的层级结构进行系统分析,对交通运输时空特征进行深度挖掘和优化调整,具有重要意义。
2. 密度分析密度是指节点间的联系强度,是交通网络研究的基本指标之一。
通过密度分析,可以实现对节点关系研究的深度和广度。
一般来说,密度高的区域交通畅通度高,反之则交通拥堵。
因此,从密度分析入手,实现交通网络环节问题的摸清和改进,可以提高交通的整体效率。
3. 变异系数分析变异系数是指节点之间网络距离的差异,即在地理空间上,各节点间距离的分散程度。
通过变异系数的分析,可以对交通网络的特征进行深入剖析,从而更好地识别各节点在交通体系中的地位和作用。
同时,可以发现和解决因交通变化而带来的问题,以实现优化。
二、交通网络的拓扑结构优化针对交通网络的拓扑结构分析,我们可以通过优化拓扑结构来实现高效的城市交通系统。
在实际应用中,经常采用以下方案:1. 优先考虑主干道和次干道城市交通网络中,主干道和次干道是交通网络的骨架,是其他交通走廊建设的基础。
因此,在优化拓扑结构时,主干道和次干道应该多重视,并对其路线、交通规则进行优化和调整,以保证交通模式的畅通性和高效性。
2. 分析交通密度,实行分段控制在拓扑结构的优化中,应根据不同区域和节点的交通情况设计不同的交通规则。
城市轨道交通的网络拓扑与系统优化
城市轨道交通的网络拓扑与系统优化概述城市轨道交通是解决城市交通拥堵和环境污染的重要方式之一。
为了提高城市轨道交通系统的效率和可持续性,网络拓扑结构和系统运营优化是至关重要的。
本文将探讨城市轨道交通网络的拓扑结构及其对系统运行的影响,并介绍一些常用的系统优化方法。
1. 城市轨道交通网络的拓扑结构1.1 网络节点与线路城市轨道交通网络的拓扑结构由节点和线路组成。
节点代表车站或转换站,线路则代表连接节点的轨道路径。
在设计城市轨道交通网络时,节点的位置及线路的布局应考虑到人口分布、交通需求以及城市规划等因素。
1.2 网络的连通性城市轨道交通网络应具备良好的连通性,使得乘客可以方便地到达各个目的地。
合理的网络连通性设计能够减少换乘次数和行程时间,提高乘客出行的便利性。
2. 城市轨道交通系统的运行优化2.1 车辆调度与运营城市轨道交通系统的运营效率和安全性与车辆调度密切相关。
合理的车辆调度可以减少运行时间和等待时间,提高乘客出行的舒适性。
车辆的停站时间和发车间隔等因素也影响着整个系统的运行效果。
2.2 乘客流量预测与管理准确的乘客流量预测对于优化城市轨道交通系统至关重要。
通过乘客流量数据的分析和预测,可以优化车辆的调度和站点的布局,以满足不同时间段和区域的需求。
2.3 信号优化与控制合理的信号优化与控制可以提高城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
通过优化信号灯的时序和配时策略,可以实现车辆的快速通行和交通的顺畅流动。
3. 城市轨道交通系统优化案例分析3.1 上海地铁网络优化以上海地铁为例,通过对线路布局和车辆调度等方面的优化,使得乘客的出行时间大大缩短,且换乘次数明显减少。
3.2 北京地铁信号控制优化北京地铁通过对信号控制系统的优化,实现了列车的更快运行速度和更短等待时间,提高了运行效率和乘客满意度。
结论城市轨道交通网络的拓扑结构和系统优化对于提高城市交通效率和可持续性具有重要意义。
通过合理的节点布局和线路设计,优化车辆调度和乘客流量管理,并改进信号控制系统,可以使城市轨道交通系统更加高效、安全和便捷。
交通运输网络的脆弱性分析与对策
交通运输网络的脆弱性分析与对策在现代社会,交通运输网络就如同人体的血管,将物资、人员和信息快速且高效地输送到各个角落,支撑着经济的发展和社会的运转。
然而,这个看似强大的网络,实际上却存在着一定的脆弱性。
一、交通运输网络脆弱性的表现1、自然灾害的影响地震、洪水、飓风等自然灾害常常给交通运输网络带来巨大的破坏。
比如,地震可能导致道路断裂、桥梁坍塌,使交通线路瞬间中断;洪水可能淹没道路和铁路,损坏交通设施;飓风则可能摧毁港口设施和机场跑道。
2、人为因素的干扰人为失误,如驾驶员的违规操作、交通管理的不善,都可能引发交通事故,造成局部交通拥堵甚至瘫痪。
此外,恐怖袭击、恶意破坏等恶意行为也会对交通运输网络造成严重破坏。
3、技术故障交通设施和设备的老化、故障也是导致网络脆弱性的一个重要因素。
例如,铁路信号系统故障可能导致列车晚点或停运;航空导航系统出现问题可能影响航班的正常起降。
4、突发事件的冲击公共卫生事件,如传染病的爆发,可能导致人员流动受限,交通需求急剧减少;而大规模的社会活动,如奥运会、音乐节等,又可能使局部地区的交通流量瞬间暴增,超出交通网络的承载能力。
二、交通运输网络脆弱性的成因1、网络结构的复杂性交通运输网络是一个高度复杂的系统,由多种交通方式、众多线路和节点组成。
这种复杂性使得任何一个环节出现问题都可能引发连锁反应。
2、资源分配的不均衡在一些地区,交通基础设施建设相对滞后,资源投入不足,导致交通网络的薄弱环节容易在压力下崩溃。
3、依赖关键节点和线路某些关键的交通枢纽、桥梁、隧道等,一旦出现故障,就可能对整个网络的运行产生重大影响。
4、缺乏有效的应急管理机制在面对突发事件时,由于缺乏完善的应急预案和协调机制,无法迅速、有效地采取措施恢复交通。
三、交通运输网络脆弱性的影响1、经济损失交通中断会导致货物运输延误,影响企业的生产和销售,造成经济损失。
同时,旅游业、服务业等依赖交通的行业也会受到重创。
2、社会秩序紊乱人们的出行受到限制,可能导致工作、学习和生活的不便,引发社会不满和不稳定。
路网分析研判报告
路网分析研判报告一、引言本报告旨在对某地区的路网进行分析和研判,以提供决策者对交通运输规划、优化和管理的参考依据。
通过对路网的分析,可以揭示交通网络的结构、特征和问题,并为解决交通拥堵、提升交通效率等方面的决策提供科学依据。
二、背景介绍2.1 研究目的本次路网分析和研判的目的是为了评估当前的交通状况,发现路网存在的问题,为交通规划和改进提供建议。
2.2 数据来源本次研究使用的数据主要来自于交通管理部门提供的交通流量、道路拓扑结构等相关数据。
三、路网分析3.1 路网拓扑结构分析通过对路网的拓扑结构进行分析,可以了解整个路网的组织形式和特征。
主要包括以下几个方面的分析:•道路数量和长度分布情况•路口数量和分布情况•道路等级分布情况3.2 交通流量分析交通流量是评估路网状况的重要指标之一。
通过对交通流量的分析,可以了解路段的通行能力、拥堵情况和瓶颈路段的位置等。
主要包括以下几个方面的分析:•各路段的交通流量分布情况•拥堵路段和高峰时段的识别•瓶颈路段的位置和原因分析3.3 路网效率分析路网效率是评估交通运输系统的重要指标之一。
通过对路网效率的分析,可以评估交通系统的运行情况和效率水平。
主要包括以下几个方面的分析:•平均车速和通行时间分析•路网运行指数和拥堵指数的计算和比较•不同时间段的路网效率变化情况四、路网研判4.1 问题识别和分析通过对路网的分析,可以识别出存在的问题和影响交通效率的因素。
主要包括以下几个方面:•瓶颈路段和拥堵点的分布情况•道路拓扑结构的合理性和改进方向•高峰时段的交通流量和拥堵情况4.2 建议和改进措施基于对路网的分析和问题识别,可以提出相应的建议和改进措施,以优化交通运输系统的效率和服务水平。
主要包括以下几个方面:•针对瓶颈路段的改善建议,如增加车道、优化信号灯设置等•针对高峰时段的拥堵情况,提出交通疏导和限行措施•针对道路拓扑结构的问题,提出合理的扩建和改进方案五、结论通过对路网的分析和研判,我们可以得出以下结论:•某地区的路网存在瓶颈路段和拥堵点,影响交通效率和通行时间•高峰时段的交通流量较大,需要采取措施疏导交通和缓解拥堵•部分道路拓扑结构不合理,需要进行改进和扩建综上所述,针对以上问题,我们提出了相应的建议和改进措施,以优化路网效率和提升交通服务水平。
城市交通网络拓扑结构分析与优化研究
城市交通网络拓扑结构分析与优化研究随着城市化进程的加速,城市交通拥堵问题日益突出。
为了解决这一问题,研究城市交通网络的拓扑结构并进行优化成为了学术界和政府部门的共同关注点。
本文将探讨城市交通网络的拓扑结构分析与优化研究。
城市交通网络是指由道路、公交、地铁等交通工具组成的网络系统。
拓扑结构是指网络中各节点和连接之间的关系。
通过对城市交通网络的拓扑结构进行分析,可以揭示交通系统中存在的问题及其原因,并为优化措施的制定提供理论指导。
拓扑分析的首要任务是建立城市交通网络的拓扑模型。
一种常用的模型是基于图论的方法,将道路、公交站点等看作网络中的节点,将道路和公交线路视为连接这些节点的边。
通过这种模型可以形成一个包含各种交通工具的综合网络,从而更好地研究城市交通问题。
在拓扑模型的基础上,可以采用特征分析来揭示交通网络的规律。
比如,可以通过节点度分布来研究城市交通网络的节点重要性和网络的鲁棒性。
节点度分布主要描述了网络中各节点的连接程度,节点度越高表示该节点在网络中的重要性越大。
通过分析节点度分布,可以了解到网络中核心路段和节点,从而进行合理的调控。
此外,还可以通过群聚系数分析交通网络的聚集程度。
群聚系数是衡量网络中节点相互连接紧密程度的指标,可以揭示交通网络是否具有完全连接性和高效传输能力。
如果群聚系数较高,说明交通网络在城市中的分布较为均匀,有利于提高通勤效率。
拓扑结构分析为交通网络的优化提供了理论依据。
通过对节点度分布和群聚系数的分析,可以发现网络中易发生堵塞和瓶颈的区域,并提出相应的解决方案。
例如,在交通繁忙的十字路口增设红绿灯,可以使车辆通行更加顺畅;在拥挤的公交线路上增加班次,可以减少旅客的等待时间。
同时,优化研究还可以从网络的拓扑结构入手,提出改进交通网络的新思路。
例如,可以通过增加虚拟节点将分散的小路段连接起来,形成更为高效的交通网络;可以通过增加公共交通线路的覆盖范围,鼓励居民使用公共交通,减少私家车的使用。
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南京理工大学课程论文作者: 蒋增权学号:511101826 学院(系):自动化学院专业: 交通运输工程题目: 区域交通网络结构分析与优化评阅者:得分:二〇一一年十二月区域交通网络结构分析与优化摘要:本文对区域交通网络的结构、主要组成要素等部分进行了分析,建立了区域交通网络及其组成部分的表示方法;通过建立定性和定量结合的目标函数组合,建立了包括结构、性能、环境等方面的区域交通网络结构的多目标优化模型,为区域交通网络科学的定量分析提供方法参考。
关键词:区域交通网络;交通结构分析;交通优化。
经济全球化和区域经济一体化是当前和未来人类社会经济发展的一个主要趋势。
区域经济持续、快速发展将对区域交通网络的布局、结构、功能等各方面不断提出新的要求。
现代区域交通网络不仅是传统交通网络的升级换代,更是带动交通运输方式发生变革的设施平台,也是区域经济全面、协调、可持续发展的重要基础设施。
一、基本概念(一)区域。
区域(region)是一个被广泛使用、内涵十分丰富的概念。
一般认为,地球表面的一定地域空间是我们通常所说的区域,人类的任何生产、生活活动都离不开一定的区域。
区域的自然含义泛指一定的地域空间,即一定范围的土地或空间的扩展。
目前对区域比较全面和本质化的界定是由美国地理学家惠特尔西提出的——“区域是选取并研究地球上存在的复杂现象的地区分类的一种方法”,认为“地球表面的任何部分,如果它在某种指标的地区分类中是均质的话,即为一个区域”,并认为“这种分类指标,是选取出来阐明一系列在地区上紧密结合的多种因素的特殊组合的”。
(二)区域交通的概念目前,对区域交通还未见有一个确定规范的定义。
根据区域相关理论,本文把区域交通概括为:它是区域社会经济系统的子系统,通过交通网络将处于区域系统中的不同区位或不同组成部分连接起来的交通运输系统。
从宏观角度来看,区域交通研究的是某个区域内的交通运输的整体;在范围上,应该包括区域交通网络的布局、交通网络的运输方式、线路等级特性以及交通网络的效率和质量特性,在业务上包括整个区域交通网络的规划、建设和管理等。
(三)区域交通网络的概念区域交通网络,可以定义为:布置在该地区的各种交通运输方式的线段、节点及相应地辅助设施所组成的复合体。
相应,“交通网络结构”可以定义为:交通运输方式的种类、数量、点线的类型、衔接关系以及需求的匹配程度。
在结构上,区域交通网络包括节点、边和权。
(1)节点。
在交通网络拓扑结构中,节点通常表示路段的连接处,是交通流产生、消失和交通流路径变换的地点。
(2)边。
在交通网络拓扑结构中,边用于连接两个节点,具有方向性,通常是交通流行进的主要载体。
(3)权。
权是与该网络有向边相关的指标,例如运输方式的旅行时间、旅行距离、运输费用,以及换乘距离和时间等。
(四)区域交通网络的层次一个区域交通网络一般都比较复杂,包括为数不少的边和节点,差不多是没有边界的非封闭系统。
因此,需要分析交通网络的层次性,划清每一层次的边界,以便可以分层次研究交通网络。
交通网络的层次结构是根据地理条件、行政区划分、交通设施等状况人为地确定的,可以根据具体情况对网络层次、节点划分和弧线的连接等问题进行具体分析。
如在水运网络中,分主干线和支流;在公路网络中,分国道、省道、县道、乡道。
二、区域交通网络结构分析(一)区域交通网络组成区域交通网络包含各种运输方式的车站、枢纽以及纵横交错的运输线路,区域交通网络的基本要素包括节点、边、权以及相应配套设施。
(二)区域交通网络的表示区域交通网是区域内各交通线路及其交通节点所组成的一个系统。
区域交通网络的表示就是如何实现对网络的抽象,并在抽象的基础上通过某种介质表示出来。
目前一般是表示在计算机上,方便进行计算机处理,使计算机能对各种交通网络进行辨识、搜索、存储及运算,为交通分配、网络优化、交通量预测分析及交通质量评价等提供技术和方法支持。
(三)区域交通网络的结构模型鉴于现实的交通运输网的复杂性,在规划中不可避免地要对交通网进行一定程度的简化、假设和抽象描述。
依抽象程度不同,区域交通的描述形式有以下几种:(1)详尽的交通网络。
即近乎完全按照现实网络进行表示和绘制,内容全面,但可能表示和分析较为困难。
详尽的表示方法可以是在计算机上的图形全息表述,也可能是通过复杂的数据结构的数值表示,也可以是比较详细的文字描述。
对于宏观网络或者小区域网络适用。
(2)逻辑网络。
对实际网络进行功能性、或者结构关系的简化,得到抽象的逻辑性网络,其中的节点和边主要代表交通逻辑关系。
(3)功能性、可达性网络表示。
属于逻辑网络的一种,用于对区域部分交通性能的分析。
(4)结构网络。
仅仅模拟区域交通的结构,进行辅助性的管理使用。
(5)参数网络。
仅仅对主要参数进行抽取,一般更适用于规划或者管理的某个方面。
在网络复杂性和组成方面,区域性交通网络可大致分为:(1)蛛状网络,每一节点与所有邻近节点均有运输线相连的网络;(2)通道网络,每对运输起讫点间均有数条运输路径的网络;(3)单线网络,每对运输起讫点间只有一条运输路径的网络;(4)单一运输线,仅用一条运输线描述整个区域的运输网;(5)单一节点,不对区域运输网从空间结构上描述,仅用一个节点表示。
(四)区域交通网络基本形式和特性在区域交通网络中,有一些具有典型的形式和特征的基本形式,对它们进行组合可以形成各式各样的区域形式的交通网络,如图1所示。
这几种网络基本形式在某些情况下是可以相互转换的,而他们之间的优点和缺点也是因具体的情况会有所不同。
图1区域交通网络的基本单元形式(1)全通网络单元:网络单元中的各个节点之间全部相连,一般在区域性的部分网络,或者很大范围内的网络容易出现这种情况。
优点是运输费用最省,运输可靠性最高,各节点运距最短,缺点是基本建设最多,建设总里程最多为数量级为n *(n-1)/2,适用于各个节点之间运量比较大,交通联系很密切的情况,适用于城市群、城镇群以及城市内部交通。
(2)辐射形式(星形)单元:用于中心城市或者一些中心节点的情况,这个节点在区域交通中占据中心位置和枢纽作用。
建设总里程少,数量级为n-1,可靠性一般,中心枢纽交通压力最大。
(3)树形单元:全部节点通过几个层次贯通一体,和顶层的节点链接,适用于人口稀少或者部分特殊用途网络,优点是链接各节点的建设总里程最少,数量级为n-1,可靠性相对较差。
(4)条状(带状)单元:全部节点以直线方式链接。
每个节点只和相近的两个节点链接,如果要和别的节点链接必须通过其他的节点。
用于一些干线交通方式的建设模式,建设总里程数量级为n-1,可靠性极差,简单的条状网络单元是其他各种网络的组成部分。
(5)环形单元:全部节点连城一个环,整个网络也是不中断的网络,适合于一些特殊环境(如沙漠、湖泊、大山周围的交通)以及一些城市和区域的环绕交通,当某个缓解断裂时候,类似于直线的情况,里程数量级为n,可靠性中等。
(五)区域交通网络的几何模型合理的区域交通网络形式有助于整个区域交通系统效率的发挥,提高区域交通的整体可达性,节约建设资金,降低运输时间和运输费用,取得良好的经济、社会和环境效益。
区域交通网络的典型布局形式(见图2)。
通常实际的区域网络总是由以下几种基本的网络组成的。
图2 区域交通网络的典型几何模型(1)放射状。
放射式路网一般适用于重要程度相差较大的节点间的交通联系,有助于促进区域重要城市对周围地区的辐射和影响作用,如我国以北京为核心的铁路网络和以各个中心城市为核心的航空网络都是如此。
(2)全图形式。
路网的通达性好,一般适用于重要程度相当的节点间的直达交通联系,如区域干线网布局规划,如城市交通网、城市群交通网络。
(3)树形。
一般适用于连接干线公路与支线公路,如县乡公路网的布局规划。
这样的网络在一些政治、经济区域具有明显层次特征的情况出现。
(4)并列形式。
采用几条平行线路联系着一系列节点,而处于两条线上的节点之间联系不强,具有效率高、充分发挥两个节点之间的连接作用的优势,其可靠性随着并联的数目的增加而增加。
(5)环形加放射状。
目前很多中心城市和周围区域之间,以及一些重要的交通枢纽和周边区域的交通形式都是这样。
优点是中心区域和连接的各个区域之间非直线系数最小,缺点是,对中心区域的交通组织具有很大的复杂度,中心区域交通压力大,而且一旦中心区域交通发生故障,整个网络将陷入瘫痪,可靠性不够。
(6)棋盘形式。
对于一些区域中交通枢纽重要度差别不大的情况,容易形成这样的形式,优点是交通组织简单方便,机动性强,不会形成复杂的交通枢纽,可靠性相对高,缺点是非直线系数大,而且工程量最大,不容易形成突出的枢纽,不容易集中发展。
(7)混合形式。
往往是几种形式的组合,这样的组合可能会具有几种形式的优点,也可能会具备了几种形式的全部缺点。
实际的区域交通网络往往都是这样的形式,特别是微观的网络大多如此。
(六)区域交通网络的表示方法在区域交通网络分析处理过程中,须将其抽象为节点和边的集合体。
如图3图3 示例交通网络的抽象图1.邻接矩阵区域交通网络最常用的数值表示方式是用邻接矩阵(或连通矩阵)L。
邻接矩阵表示各交通节点之间的一般邻接关系,它的元素L(i,j)按下列规则确定:图3所示网络的邻接矩阵如下表所示。
因为假设了网络中的每条路都是可双向行驶的,所以有L(i,j) = L(j,i)。
即邻接矩阵L是对称矩阵。
2.路编目表在计算机中表示网络结构的另一种方法是路编目表。
该方法可将网络中的多条路任意编排,每条路对应一个顺序号,计算机根据顺序号及每条路的起讫节点号存储网络。
一般情况下,可采用顺序编目的办法:从数值小的节点号开始,在与该节点相邻的各边中,路的另一端的节点号数值小的先排序,己编排过的路(路段)不再编排。
根据路编目表对网络进行搜索,运算不很方便,已不常采用。
但在分配交通量的过程中,为了确定和显示路段上的交通量,需将路段号与路段起讫节点号对应起来,这时用路编目表可带来方便。
图3网络的路编目表如下:3.路权矩阵根据邻接矩阵(或路编目表),计算机可识别节点与节点之间的邻接关系,即能确定网络的连接方式。
但邻接矩阵只是给出节点与节点之间的一般邻接关系,没有给出数量关系(如两节点之间的行驶时间、行驶费用和路程等)。
交通节点与交通节点之间的数量关系通过路权矩阵D来反映。
路权矩阵的元素d(i,j)由下式确定:矩阵的权,依实际需要而定。
如图3所示网络中,如路上的数据为相邻两节点间的公路长度(Km),则该网络的路权矩阵为距离权矩阵,如下表所示。
路权矩阵可包括更多的信息,包括静态信息和动态信息。
4.邻接目录法邻接矩阵和路权矩阵都是n×n阶的,n为交通网络节点个数。
对于较复杂的网络,这两个矩阵都很大,而且矩阵中的绝大多数元素都无意义,网络越复杂,边与节点越多,无效元素所占比例越高,会严重影响表示的可靠性和效率。