道路网络分析

4.1.4 交通分配的研究历程
qAB=1000
A
B
4.1.4 交通分配的研究历程
所以在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。
基于Wardrop原理的分配方法：平衡分配 其他：非平衡分配
1
4.1.4 交通分配的研究历程
A
100 100
100
qAB=100(pcu/h)
全有全无分配
拥 挤 特 性
100
B
4.1.4 交通分配的研究历程
随着实际应用和理论研究的深入，研究人 员发现该最短径路方法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。 实际网络中，路网上存在着较严重的拥挤，路 阻是随着交通流量的增加而递增的，出行的流 量会在 “1 多条径路”中权衡选择。
最小的径路叫“最短径路”。
4.1.4 交通分配的研究历程
人们最初进行交通流分配的研究时，多采 用全有全无(all or nothing)的最短路径方 法，该方法处理的是非常理想化的城市交通 网络，即假设网络上没有交通拥挤，路阻是 固定不变的，一个OD对间的流量都分配在 “一条径路”，即最短径路上。
4.1 概述
4.1.1 交通分配的内涵
将预测获得的各方式机动 车OD交通量，按照一定 规则，符合实际地分配到 路网中各条道路上，并求 出各条道路的交通量。
1
4.1.1 交通分配的内涵
4.1.2 交通分配的应用情形
(1)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。 (2)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来说，现 状交通网络的缺陷。 (3)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优劣。
Wardrop第一原理 (用户平衡，ＵＥ)
在道路的利用者都确切知道网络的交通状态并试 图选择最短径路时，网络将会达到平衡状态。在 考虑拥挤对行驶时间影响的网络中，当网络达到 平衡状态时，每个OD对的各条被使用的径路具 有相等而且最小的行驶时间；而没有被使用的径 路的行驶时间大于或等于最小行驶时间。
4.1.4 交通分配研究历程／Ｗａｒｄｒｏｐ平衡原理
1
4.1.2 交通分配的应用情形
进行交通流分配时所需要的基本数据： （1）表示需求的OD交通量出行矩阵。在拥挤的城市 道路网中通常采用高峰期OD交通量出行矩 阵，在城市间公路网中通常采用年平均日交通量（ AADT）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1 择原则。
4.1.3 交通分配中的基本概念
1、路段(Link):交通网络上相邻两个节点之间
的交通线路称作“路段”。
2、路径(Path):交通网络上任意一对OD点对
之间，从发生点到吸引点一串连通的路段的有 序排列叫做这一OD点对之、最短路径:一对OD点之间的径路中总阻抗
1
4.1.4 交通分配的研究历程
Wardrop平衡原理
如果两点之间有多条道路且之间的交通量又很少的情 况下—>交通量显然沿最短径路走； 交通量增加—>最短路上流量增加—>走行时间增加； 一部分交通量将选择次短路径，随着两点之间交通量 的继续增加，两点之间的所有路径都有可能被利用。
4.1.4 交通分配的研究历程
2）交通网络的组成 在城市交通规划中，主要对快速路、主干道、 次干道以及交通性的支路进行研究。
交通小区与交通网络的对应
交通小区和交通网络确定后，需要将小区间的OD 交通量的作用点转移到与该小区重心比较靠近的交 通网络节点上。 通常交通节点个数远多于OD作用点个数。如南京 市交通规划中，有179各节点，而小区仅97个。 在交通网络中，只有作为OD作用点的交通节点之间 有OD交通量需要进行分配，其它节点间并无OD交 通量，不用进行分配。
4.2.1 邻接矩阵
邻接矩阵也称为连通矩阵，它表示路网中节点与节点 之间邻接关系，它的元素只为0或1，当两点之间连通 时取1，否则取值为0。
对包含n个节点的网络，其邻接矩阵为n阶方阵L，方 阵L中的元素定义为：
Wardrop平衡原理
用户平衡状态（User Equilibrium）： 如果所有的道路利用者（驾驶员）都能够准确知 道各条路径的走行时间，并选择走行时间最短的 路径，最终两点之间所有被利用路径的走行时 间会相等，没有被利用路径的走行时间会更长。 此称为路网平衡状态。
4.1.4 交通分配研究历程／Ｗａｒｄｒｏｐ平衡原理
Wardrop第二原理 (系统最优，ＳＯ) 系统平衡条件下，在拥挤网络中，交通流 应按照平均或总的出行成本最小的方式来 分配。
Wardrop平衡原理
第一原理和第二原理的比较
第一原理主要是建立个体驾驶员使其自身出行费 用最小化的行为模型 第二原理是面向交通规划师和工程师的 一般来说，这两个原理所得到的流量是不同的。 人们只能期望实际交通流按照Wardrop第一原理 (即用户平衡)的近似解来分配，第二原理为交通 管理人员提供了一种决策方法。
实际分析中，一般根据需求的不同而对实际路网进 行简化。通常只对快速道、主次干道及交通性支路 所组成的路网进行计算处理。
交通网络描述的关键，是如何实现路网在计算机上 的表述和处理。使计算机能够对网络进行各种辩 识、搜索、存储及运算。
交通小区与交通网络的对应
1）交通小区划分 是进行现状OD调查和未来OD预测的基础； 交通调查和规划前，需要先将规划区域划分成 若干交通小区。
平衡分配与非平衡分配
在交通分配过程中： 如果交通分配模型采用Wardrop第一、第二 原理，则该模型为平衡模型； 如果交通分配模型不使用Wardrop第一、第 二原理，而是采用启发式方法或其它近似方 法的分配模型，则该模型为非平衡模型。
4.2 道路网络的计算机描述
交通分配中所使用的路网由节点和连线组成。节点 一般代表交叉口或小区的质心，连线则代表路段。