4 道路交通网络分析

j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
i
1
0
1
0
？
0
0
0
0
0
2
1
0
1
0
1
0
0
0
0
3
0
1
0
0
0
1
0
0
0
4
？
0
0
0
1
0
1
0
0
5
0
1
0
1
0
0
0
1
0
6
0
0
1
0
1
0
0
0
1
7
0
0
0
1
0
0
0
1
0
8
0
0
0
0
1
0
1
0
1
9
0
0
0
0
0
1
0
1
0
3、邻接目录表
采用两组数表示网络的邻接关系，
一组为一维数组R(i)，表示与i节点相连接的边的条数；
什么是网络交通分配？ 就是把各种出行方式的OD矩阵按照一定的 准则分配到交通网络中的各条道路上，求 出各路段（交叉口)的交通流量及相关的 交通指标，为交通网络的规划设计与评价 提供依据。
TranStar软件进行交通分配的演示
交通分配可以归纳为问题形式：
已知：1.道路交通网络（有向图表示形式）； 2.路段特性函数（即路段阻抗函数）； 3. OD矩阵。
——平衡分配与非平衡分配(?)
一、交通网络的计算机表示方法
1、道路网络信息化处理 2、邻接矩阵 3、邻接目录表 4、权矩阵
1、道路网络信息化处理
将具体道路交通网络（路段和交叉 口）抽象为便于计算机识别和处理 的信息 通过对道路和交叉口的分类体现交 通供给条件对交通需求的影响
城市道路按道路在城市的道路系统中的地位、交通 功能、沿线建筑物及车辆和行人进出的服务频率，以 及行车速度分为：快速路、主干路、次干路、支路。
快速路
服务优先权 高
其他机动车
主干路
公共交通
非机动车 行人 低 支路 次干路 主干路 快速路
交通网络分析中增加了高架、郊区公路和高速公路
次干路 支路
《城市道路交通规划设计规范》
网络分析中把E进一步分为无控制和优先权交叉口
TranGIS演示如何设定道路和交叉口属性
2、邻接矩阵
1 节 点 i与 节 点 j有 边 相 联 lij 0 否 则 ， 节 点 i与 节 点 j无 边 相 联
道路网络规划方案交通质量要求
平均交通负荷度： 平均道路拥挤率： 平均交叉口延误: 服务水平：
路段
<= 0.40 <= 0.05
C级
交叉口
<= 0.60
<= 30sec D级
道路网络方案调整
小规模调整:
交叉口类型调整 道路等级及宽度调整
中规模调整: 网络结构调整 道路功能调整
大规模调整 ………. ……….
另一组为二维数组V(i,j)，表示与i节点相连接的第j个节点的
节点号
?
?
4、权矩阵
0, dil ,
ij,
ij i, j不相邻 i, j之间的实际阻 i与j抗 相（ 邻）
j1
2
3
4
5
6
7
8
9
i
1
0
3
∞
？
∞
∞
∞
∞
∞
2
3
0
3
∞
2
∞
∞
∞
∞
3
∞
3
0
∞
∞
4
∞
∞
∞
4
？
∞
∞
0
3
∞
3
∞
∞
5
∞
2
∞
3
0
∞
∞
3
∞
6
∞
∞
4
路段路阻函数
常用模型
✓美国联邦公路局路阻函数模型
✓回归路阻函数模型
t t0 [ 1 k 1 ( V 1 /C 1 ) k 3 k 2 ( V 2 /C 2 ) k 4 ]
阻抗，在交通网络分配中又称为路权
交通分配中的路权(即两交叉口之间的出行时间)等于 路段行驶时间与交叉口延误之和
T(i,j)=t(i,j)+d(i,j) T(i,j)——路段［i,j］的路权； t(i,j)——路段［i,j］的行驶时间； d(i,j)——在i交叉口与j交叉口相邻进口道上的车辆
平均延误
其中：1.道路交通网络的有向图形式是交通网络 的数学化描述（计算机可识别的表示方法）；
2. 路段的阻抗包含多项内容，如路段行程 时间、安全性、费用和舒适程度等，但最主要的 是行程时间；也可以是包含各因素的综合阻抗；
3. 各种方式的OD矩阵一般从实际OD调查， 由交通分布预测获取。
教材主要内容：
1、交通网络的计算机表示方法 2、交通阻抗分析方法 3、交通分配方法
交通网络分析是交通网络规划的基础。 那么网络中的交通流是怎样产生的？
从宏观角度看，我们所看到的道路交通流量是 交通需求在既有道路系统和交通管理系统条件下 的具体表现； 从微观角度看，道路交通流量是大量出行者对 出行路径选择的结果。
道路交通流分布是出行者对出行路径选择的结 果，出行者对出行路径选择的分析主要是通过 网络交通分配来实现的。
每一OD对之间有很多条路径，如何将OD量正确、合理 地分配到这些路径上？这是交通分配问题的核心。
40+20
A
30+10
✓选择路径20 行为？ ✓采用何种分配方法？
10
40 10
30
30+10
出行量T(A--B) = 40+30+20+10
20+40
B
二、交通阻抗分析方法
权矩阵在表示交通网络时，就考虑了交通阻抗， 体现了实际交通状况 实际中交通阻抗大，道路越拥堵，路径被选择的 概率就越小 阻抗是出行者路径选择行为的基础
求解：道路网络中各路段（交叉口）的交通量及 阻抗值。 Sheffi Y. Urban transportation networks: equilibrium analysis with mathematical programming methods. Englewood Cliffs: Prentice-Hall Inc,1985
∞2Biblioteka 0∞∞5
7
∞
∞
∞
3
∞
∞
0
4
∞
8
∞
∞
∞
∞
3
∞
4
0
2
9
∞
∞
∞
∞
∞
5
∞
2
0
TranStar中存储的数据与交通网络图形的互换
练习：写出邻接目录表和权矩阵
交通分配可以归纳为问题形式：
已知：1.道路交通网络（有向图表示形式）； 2.路段特性函数（即路段阻抗函数）； 3. OD矩阵。
求解：道路网络中各路段（交叉口）的交通量及 阻抗值。 Sheffi Y. Urban transportation networks: equilibrium analysis with mathematical programming methods. Englewood Cliffs: Prentice-Hall Inc,1985
某城市机动车高峰小时交叉口交通量分布
某城市高峰小时路段自行车交通量分布
应用—交通质量评价
交通负荷度：V/C 服务水平等级：
A级： V/C 小于0.4， 畅行车流 B级： V/C =0.4~0.6， 稳定车流（延误小） C级：V/C =0.6~0.75，稳定车流（延误大） D级：V/C =0.75~0.9，接近不稳定车流 E级：V/C =0.9~1.0， 不稳定车流 F级：V/C 大于1.0， 强制车流