第八章_交通分配分析
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学习目标：
交通流分配是交通需求预测的第四阶段，也是本课程 的难点和重点内容。 理解交通流分配、交通阻抗等相关概念。 掌握非平衡分配模型和算法，掌握平衡分配模型和算法； 了解随机均衡分配和动态交通分配基本原理。
重点内容:
熟练应用非平衡分配模型和算法。 比较系统的掌握、应用平衡分配模型和算法。
（ 2）由于公共电汽车是按固定路线行驶的，不能自由选择行 驶路径，故交通分配不包括这部分车辆， 交通流分配的对象 只是走行线路不固定的机动车辆的分布量。
（ 3）本章所讨论的分配方法也适用于出行者对固定线路的公 共交通路径和工具的选择。
二、交通阻抗（路阻）
交通阻抗它直接影响到交通流路径的选择和流量的分配。道路阻抗 在交通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。
ta t0[1 (Va / ca ) ]
零流阻抗
实际通行能力
2.节点处的阻抗
节点处的阻抗是指车辆在交通网络节点处主要指在交叉口处的 阻抗。交叉口阻抗与交叉口的形式、信号控制系统的配时、交 叉口的通过能力等因素有关。在城市交通网络的实际出行时间 中，除路段行驶时间外，交叉口延误占有较大的比重，特别是 在高峰期间，交叉口拥挤比较严重时，交叉口延误可能会超过 路段行驶时间。
ta f (V )
即路段 a 上的费用 ta 不仅仅是路段本身流量的函数，而且是整个 路网上流量 V 的函数。这个一般化的公式在城市道路网上是比较 多见的，因为交叉口的存在，不同路段上的流量会相互影响。
对于公路网而言，由于路段比较长，可以进一步简化，因为 大部分时间是花费在路段上而不是在交叉口上，
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、便捷性和准时性等许多因素。 若想根据这些因素建立一 个科学严密、解释性强的函数模型，非常困难。经过大量的理论分 析和工程实践，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：
其一，交通时间是出行者所考虑的首要因素，尤其在城市道路交通 中；
第一节 交通流分配中的基本概念 第二节 平衡分配法 重点内容 第三节 非平衡分配法 重点内容 第四节 随机分配法 第五节 动态交通流分配法
第一节 基本概念
交通分配(assignment)相关概念
一、交通流分配定义
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，并据 此对城市交通网络的使用状况 做出分析和评价。
3. 还可以是将规划年OD交通量分布预测值分配在规划交通网络 上，以评价交通网络规划方案的优劣和合理性 。
进行交通分配时所需要的基本数据有：
（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 ；
对于城市道路网来说，需要特别指出的是:
（ 1）由于道路的主要承载对象是车辆，交通分配中的出行分 布量一般是指机动车，以标准小汽车(Passenger Count Unit ，PCU)为单位。交通需求预测的第一步是预测 交通产 发 生 量 与 和 吸引量，这个预测值一般是以“人”为单位的，经 过方式划分，将以人为单位的出行量转化成了以车为单位的出 行量。
ta f (Va )
即路段的费用只与该路段的流量及特性相关，这个假定简化 了对路段函数的建立和标定，以及交通流分配模型的开发。
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:
交通流分配目的：计算路径交通 量和路段交通量。
交通分配涉及到以下几个方面:
1. 可以是将现状OD交通量分布分配在现状交通网络上，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。
2. 也可以是将规划年OD交通量分布预测值分配在到现状交通网 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。
（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）路径选择原则。就交通分配的工作特点而言，交通工具的运行线 路可以分为两类，即线路固定类型和线路不固定类型。线路固定类型有 城市公交线网和城市轨道交通网，这些是集体旅客运输；线路不固定类 型有城市道路网、公路网，这一般是指个体旅客运输或货物运输，这类 网络中，车辆是自由选择运行路径的。对于前者，虽然交通工具(如公 共汽车)的线路是限定的，但作为个体的旅客来说，如果某两点之间有 多条线路或多种交通工具，他可以选择不同线路上的交通工具、或同一 线路上的运行速度或交通费用不同的交通工具。因此，如果将旅客看作 是交通元的话，这仍然是一个自由选择运行路径的问题，只不过这时路 径的意义也更广泛些，其中路径选择包含对交通工具的选择。
其二，几乎所有的影响路阻的其他因素都与交通时间密切相关，且 呈现出与交通时间相同的变化趋势；
其三，交通时间比其他因素更易于测量，即使有必要考虑到其他因 素，也常常是将其转Βιβλιοθήκη Baidu为时间来度量。
交通阻抗由两部分组成：路段上的阻抗和节点处的阻抗。
1.路段上的阻抗
在诸多交通阻抗因素中，时间因素最主要。对于单种交通网 络，出行者在进行路径选择时，一般以时间最短为目标。有些交 通网络，路段上的行驶时间与距离成正比，与路段上的流量无关 ，如城市轨道交通网。此时用时间或距离作为阻抗是等价的，为 了量测方便起见，选用路段的距离较好。有些交通网络，如公路 网、城市道路网，路段上的行驶时间与距离不一定成正比，而与 路段上的交通流量有关，此时就选用时间作为阻抗。这类行驶时 间 与距离、流量的关系比较复杂，这种关系可以广义地表达为 ：
交通流分配是交通需求预测的第四阶段，也是本课程 的难点和重点内容。 理解交通流分配、交通阻抗等相关概念。 掌握非平衡分配模型和算法，掌握平衡分配模型和算法； 了解随机均衡分配和动态交通分配基本原理。
重点内容:
熟练应用非平衡分配模型和算法。 比较系统的掌握、应用平衡分配模型和算法。
（ 2）由于公共电汽车是按固定路线行驶的，不能自由选择行 驶路径，故交通分配不包括这部分车辆， 交通流分配的对象 只是走行线路不固定的机动车辆的分布量。
（ 3）本章所讨论的分配方法也适用于出行者对固定线路的公 共交通路径和工具的选择。
二、交通阻抗（路阻）
交通阻抗它直接影响到交通流路径的选择和流量的分配。道路阻抗 在交通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。
ta t0[1 (Va / ca ) ]
零流阻抗
实际通行能力
2.节点处的阻抗
节点处的阻抗是指车辆在交通网络节点处主要指在交叉口处的 阻抗。交叉口阻抗与交叉口的形式、信号控制系统的配时、交 叉口的通过能力等因素有关。在城市交通网络的实际出行时间 中，除路段行驶时间外，交叉口延误占有较大的比重，特别是 在高峰期间，交叉口拥挤比较严重时，交叉口延误可能会超过 路段行驶时间。
ta f (V )
即路段 a 上的费用 ta 不仅仅是路段本身流量的函数，而且是整个 路网上流量 V 的函数。这个一般化的公式在城市道路网上是比较 多见的，因为交叉口的存在，不同路段上的流量会相互影响。
对于公路网而言，由于路段比较长，可以进一步简化，因为 大部分时间是花费在路段上而不是在交叉口上，
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、便捷性和准时性等许多因素。 若想根据这些因素建立一 个科学严密、解释性强的函数模型，非常困难。经过大量的理论分 析和工程实践，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：
其一，交通时间是出行者所考虑的首要因素，尤其在城市道路交通 中；
第一节 交通流分配中的基本概念 第二节 平衡分配法 重点内容 第三节 非平衡分配法 重点内容 第四节 随机分配法 第五节 动态交通流分配法
第一节 基本概念
交通分配(assignment)相关概念
一、交通流分配定义
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，并据 此对城市交通网络的使用状况 做出分析和评价。
3. 还可以是将规划年OD交通量分布预测值分配在规划交通网络 上，以评价交通网络规划方案的优劣和合理性 。
进行交通分配时所需要的基本数据有：
（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 ；
对于城市道路网来说，需要特别指出的是:
（ 1）由于道路的主要承载对象是车辆，交通分配中的出行分 布量一般是指机动车，以标准小汽车(Passenger Count Unit ，PCU)为单位。交通需求预测的第一步是预测 交通产 发 生 量 与 和 吸引量，这个预测值一般是以“人”为单位的，经 过方式划分，将以人为单位的出行量转化成了以车为单位的出 行量。
ta f (Va )
即路段的费用只与该路段的流量及特性相关，这个假定简化 了对路段函数的建立和标定，以及交通流分配模型的开发。
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:
交通流分配目的：计算路径交通 量和路段交通量。
交通分配涉及到以下几个方面:
1. 可以是将现状OD交通量分布分配在现状交通网络上，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。
2. 也可以是将规划年OD交通量分布预测值分配在到现状交通网 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。
（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）路径选择原则。就交通分配的工作特点而言，交通工具的运行线 路可以分为两类，即线路固定类型和线路不固定类型。线路固定类型有 城市公交线网和城市轨道交通网，这些是集体旅客运输；线路不固定类 型有城市道路网、公路网，这一般是指个体旅客运输或货物运输，这类 网络中，车辆是自由选择运行路径的。对于前者，虽然交通工具(如公 共汽车)的线路是限定的，但作为个体的旅客来说，如果某两点之间有 多条线路或多种交通工具，他可以选择不同线路上的交通工具、或同一 线路上的运行速度或交通费用不同的交通工具。因此，如果将旅客看作 是交通元的话，这仍然是一个自由选择运行路径的问题，只不过这时路 径的意义也更广泛些，其中路径选择包含对交通工具的选择。
其二，几乎所有的影响路阻的其他因素都与交通时间密切相关，且 呈现出与交通时间相同的变化趋势；
其三，交通时间比其他因素更易于测量，即使有必要考虑到其他因 素，也常常是将其转Βιβλιοθήκη Baidu为时间来度量。
交通阻抗由两部分组成：路段上的阻抗和节点处的阻抗。
1.路段上的阻抗
在诸多交通阻抗因素中，时间因素最主要。对于单种交通网 络，出行者在进行路径选择时，一般以时间最短为目标。有些交 通网络，路段上的行驶时间与距离成正比，与路段上的流量无关 ，如城市轨道交通网。此时用时间或距离作为阻抗是等价的，为 了量测方便起见，选用路段的距离较好。有些交通网络，如公路 网、城市道路网，路段上的行驶时间与距离不一定成正比，而与 路段上的交通流量有关，此时就选用时间作为阻抗。这类行驶时 间 与距离、流量的关系比较复杂，这种关系可以广义地表达为 ：