第五章交通運行分析1.交通運行分析功能2.交通阻抗模型3.交通分配技術(shù)體系4.道路交通網(wǎng)絡(luò)分配5.道路交通網(wǎng)絡(luò)負荷分析6.實驗作業(yè)：一個網(wǎng)絡(luò)的交通分配

1.TranStar

交通運行分析功能TranStar交通運行分析模塊交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫+交通方案各交通方式OD矩陣網(wǎng)絡(luò)交通分配與運行特征指標分析服務(wù)于交通方案的系統(tǒng)評估與可視化分析

1.TranStar

交通運行分析功能

1.TranStar

交通運行分析功能

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準備交通網(wǎng)絡(luò)與交通管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件道路交通網(wǎng)絡(luò)鄰接目錄表

Conn.txt道路交通網(wǎng)絡(luò)幾何要素表

Geom.txt道路交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型表

Cont.txt道路交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點坐標信息表

Coor.txt交通區(qū)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對照表

Chnn.txt節(jié)點統(tǒng)計范圍確認表

Rtin.txt路段統(tǒng)計范圍確認表

Rtil.txt節(jié)點交通管理表ManageN.txt路段交通管理表ManageL.txt區(qū)域及路段車種禁行交通管理表

ManageR1.txt區(qū)域及路段尾號限行交通管理表

ManageR2.txt區(qū)域及路段車擁堵收費信息表

ManageC.txt普通交通線路節(jié)點數(shù)據(jù)文件BusNodeBus.txt快速交通線路節(jié)點數(shù)據(jù)文件BusNodeBRT.txt交通需求基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件步行OD矩陣：ODWalk.tsd自行車OD矩陣：ODBic.tsd

常規(guī)公交OD矩陣：ODBus.tsd小汽車OD矩陣：ODCar.tsd出租車OD矩陣：ODTaxi.tsd摩托車OD矩陣：ODMotor.tsd大貨車OD矩陣：ODTruck.tsd小貨車OD矩陣：ODTruCar.tsd智能網(wǎng)聯(lián)車OD矩陣

2.TranStar

交通阻抗模型交通阻抗分析模塊道路路段通行能力分析道路交叉口通行能力分析交通管理對路段通行能力的影響修正交通管理對交叉口通行能力的影響修正道路路段行駛速度與行駛時間分析基礎(chǔ)模型：

BPR路阻函數(shù)交通管理對路段行駛時間的影響修正交通擁堵收費對交通阻抗的影響修正

…….美國聯(lián)邦公路局BPR路阻函數(shù)模型參數(shù)關(guān)系曲線圖

2.TranStar

交通阻抗模型

交通阻抗分析輸入輸出文件輸入文件：

“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件交通運行分析模塊產(chǎn)生的交通流量等數(shù)據(jù)文件輸出文件

存放在分析方案的“result”文件夾中的主要輸出數(shù)據(jù)文件道路交叉口機動車通行能力

CapNodeVeh.tsd道路交叉口非機動車通行

CapNodeBic.tsd機動車路段平均行程時間

TimeLink.tsd公交車路段平均行程時間

TimeLinkBus.tsd機動車路段平均行駛速度

SpdLinkVeh.tsd公交車路段平均行駛速度SpdLinkBus.tsd“cache”文件夾中的主要輸出數(shù)據(jù)文件交通分配模型與分配算法是交通規(guī)劃軟件的核心，技術(shù)難度最大的模塊博士論文：城市道路交通規(guī)劃理論方法與應(yīng)用（1987.3-1989.12）

核心內(nèi)容：道路交通網(wǎng)絡(luò)交通分配模型與程序設(shè)計2002年2003年2007年2012年2018年

2002年2003年2007年2012年2018年高速公路網(wǎng)絡(luò)城市道路網(wǎng)絡(luò)交通管理網(wǎng)絡(luò)地面公交網(wǎng)絡(luò)多模式交通網(wǎng)絡(luò)20年獲5項國家科技進步獎，技術(shù)突破均是不同交通網(wǎng)絡(luò)的交通分配模型與算法“交運之星

—TranStar

”采用了國際上最先進的網(wǎng)絡(luò)交通分配模型

完全自主的多模式交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點交通分配快速算法

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配方法族譜體系當前用于交通網(wǎng)絡(luò)分析的交通分配方法眾多、模型繁雜、體系混亂，且效率很低，分析精度與響應(yīng)時間不能滿足交通分析與仿真的要求。通過對國際上常用城市交通系統(tǒng)交通分配方法的梳理、分析，按路徑選擇類型、分配模型算法、交通阻抗函數(shù)、模型關(guān)鍵參數(shù)等要素進行組合、歸納，構(gòu)建了能覆蓋大部分常用交通分配方法的族譜體系。分配方法單路徑型交通分配多路徑型交通分配單次分配最短路交通分配多路徑交通分配多次加載最短路-增量加載交通分配多路徑-增量加載交通分配迭代平衡最短路-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配多路徑-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配一體化分配方法分配方法單路徑型交通分配多路徑型交通分配單次分配最短路交通分配多路徑交通分配多次加載最短路-增量加載交通分配多路徑-增量加載交通分配迭代平衡最短路-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配多路徑-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配一體化分配方法由“交通網(wǎng)絡(luò)交通分配基礎(chǔ)模型與快速算法+模型關(guān)鍵參數(shù)

+交通阻抗函數(shù)”三部分組合，六類交通分配方法共享一個交通分配基礎(chǔ)模型體系（基礎(chǔ)模型與快速算法）、用各自的交通分配策略（模型關(guān)鍵參數(shù)與交通阻抗函數(shù)）去滿足城市交通系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)、管理控制與政策制定等不同的應(yīng)用場景。

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配一體化分配方法

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配的基礎(chǔ)模型

距離1200m1000m1500m參數(shù)量綱P1P2P30.1m0.00%100.00%0.00%km33.44%34.11%32.45%0.05m0.00%100.00%0.00%km33.39%33.72%32.89%0.01m11.85%87.56%0.59%km33.34%33.41%33.24%

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配的基礎(chǔ)模型

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系

分配方式交通分配方法單次分配最短路交通分配>=100100多路徑交通分配[1,20]7.8增量加載最短路-增量加載交通分配>=100100多路徑-增量加載交通分配[1,20]7.8迭代平衡最短路-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配>=100100多路徑-網(wǎng)絡(luò)平衡交通分配[1,20]7.8

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配的交通阻抗函數(shù)交通阻抗函數(shù)的形式及其參數(shù)主要根據(jù)交通網(wǎng)絡(luò)類型和交通方式的不同而存在差異。國際上常用的交通阻抗函數(shù)多數(shù)是在美國聯(lián)邦公路局效用函數(shù)（BRP）的基礎(chǔ)上，針對不同交通網(wǎng)絡(luò)類型及交通方式修改與重新標定而成：

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通網(wǎng)絡(luò)交通分配的節(jié)點分配算法節(jié)點分配算法按節(jié)點特定順序逐點進行交通分配。針對大型城市的超級交通網(wǎng)絡(luò)，TranStar采用了“優(yōu)先隊列優(yōu)化”的改進Dijkstra算法分析最短路矩陣，計算速度大幅度提升。利用Dijkstra算法一次計算能獲取所有交通節(jié)點至某一O-D作用點的“一批”最短路線這一特點，采用快速排序算法確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的交通分配順序，通過“一批”最短路線與節(jié)點分配法中每次分配具有相同終點的“一批”O(jiān)-D量匹配，可一次完成“一批”O(jiān)-D量的交通分配。一般而言，交通網(wǎng)絡(luò)交通小區(qū)數(shù)越多，交通分配快速算法的運算效率越高。分配節(jié)點認定有效路徑定義最短路線搜索OD矩陣匹配交通流量分析

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系交通分配一體化技術(shù)“交通網(wǎng)絡(luò)交通分配基礎(chǔ)模型與快速算法

+模型關(guān)鍵參數(shù)

+交通阻抗函數(shù)”三部分組成，使用共享的交通分配模型（基礎(chǔ)模型與快速算法）、各自的交通分配策略（模型關(guān)鍵參數(shù)與交通阻抗函數(shù)）去滿足城市交通系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)、管理控制與政策制定等不同的應(yīng)用場景。

3.TranStar

交通分配技術(shù)體系序號分配類型交通分配方法模型參數(shù)交通阻抗函數(shù)迭代誤差控制基礎(chǔ)模型1單次分配最短路交通分配100不涉及共享“交通網(wǎng)絡(luò)交通分配基礎(chǔ)模型與快速算法”2多路徑交通分配7.83多次加載最短路-增量加載交通分配100不同場景下的交通

阻抗函數(shù)加載次數(shù)控制4多路徑-增量加載交通分配7.85均衡迭代最短路-網(wǎng)絡(luò)均衡交通分配100收斂偏差控制6多路徑-網(wǎng)絡(luò)均衡交通分配7.8一體化交通分配模型體系

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配行人交通分配

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配功能：道路路段步行速度、路段步行時間預(yù)測不同分配方法下道路路段步行交通量預(yù)測輸入：交通網(wǎng)絡(luò)信息文件：本集成軟件所需的路網(wǎng)信息輸入文件均由“道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生。交通需求信息文件：步行出行小時OD矩陣：ODWalk.tsd、ODManWalk.tsd輸出：網(wǎng)絡(luò)中各路段的步行出行交通量，單位（人/h） VolLinkWak.tsd

在日常的步行交通中，步行流量受步行出行速度的波動性較小，通常步行出行阻抗只考慮路徑的長度、與節(jié)點延誤，網(wǎng)銀需考慮步行流量的影響，因此，可選擇單次型的最短路交通分配或多路徑交通分配?！鲎孕熊嚱煌ǚ峙?/p>

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配功能：自行車道路段通行能力分析自行車道交叉口通行能力分析自行車道路車速、行程時間預(yù)測根據(jù)路段自行車交通量修正路段機動車通行能力輸入：交通網(wǎng)絡(luò)信息文件：均由“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生。交通需求信息文件：

自行車小時OD矩陣ODBic.tsd、ODManBic.tsd輸出：輸出的數(shù)據(jù)文件：VolLinkBic.tsd■通常選擇單次型的多路徑交通分配或迭代型的最短路-增量加載交通分配。迭代N次分配分五類方式OD矩陣并行分配尾號限行分兩次分配公交客車非公交客車貨車出租車摩托車道路路段、交叉口交通阻抗修正N次2次區(qū)域禁行對OD矩陣的影響修正

尾號限行對OD量分配過程的影響修正路段行駛時間交叉口延誤交通擁堵收費＋＋交通管理措施交通控制策略交通政策法規(guī)機動車交通分配超萬個交通節(jié)點的大型交通網(wǎng)絡(luò)動態(tài)、靜態(tài)、實時交通分配算法

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配功能：路段和交叉口的運行車速、行程時間預(yù)測公交車分配網(wǎng)絡(luò)選擇輸入：交通網(wǎng)絡(luò)信息文件均由“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生。交通需求信息文件

公交車小時OD矩陣

ODBus.tsd

小汽車OD矩陣

ODCar.tsd

摩托車OD矩陣

ODMotor.tsd

出租車OD矩陣

ODTaxi.tsd

貨車OD矩陣

ODTruck.tsd輸出：機動車交通分配

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配機動車交通分配■節(jié)點批量處理與并行計算的多模式交通網(wǎng)絡(luò)交通分配技術(shù)多模式交通網(wǎng)絡(luò)快速分配多模式OD矩陣同步仿真節(jié)點批量分配算法目標核函數(shù)有效路徑并行搜索算法路徑搜索模型城市多模式公交網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計與智能服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用2018年度國家科技進步二等獎

4.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)分配

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析自行車路段交通負荷分析⑴模塊功能本模塊的主要功能是根據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息模塊產(chǎn)生的路網(wǎng)相關(guān)信息以及交通分配的結(jié)果計算出各路段自行車交通負荷（即路段交通量與通行能力之比）。⑵輸入文件本模塊需輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件有：“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“自行車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件本模塊所輸出的數(shù)據(jù)文件有：道路網(wǎng)絡(luò)路段自行車交通負荷 VCLinkBic.tsd道路網(wǎng)絡(luò)路段自行車通行能力

CapLinkBic.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析自行車交叉口交通負荷分析⑴模塊功能本模塊的主要功能是根據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息模塊產(chǎn)生的路網(wǎng)相關(guān)信息以及交通分配的結(jié)果計算出各交叉口自行車交通負荷（即交叉口交通量與通行能力之比）。⑵輸入文件本模塊需輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件有：“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“自行車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件本模塊所輸出的數(shù)據(jù)文件有： 道路交叉口自行車交通負荷

VCNodeBic.tsd

道路交叉口自行車通行能力

CapNodeBic.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析機動車路段交通負荷分析⑴模塊功能本模塊的主要功能是根據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息模塊產(chǎn)生的路網(wǎng)相關(guān)信息以及交通分配的結(jié)果計算出各路段機動車交通負荷（即路段交通量與通行能力之比）。⑵輸入文件本模塊需輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件有：“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“機動車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件本模塊所輸出的數(shù)據(jù)文件有：

道路網(wǎng)絡(luò)路段機動車交通負荷VCLinkVeh.tsd

道路網(wǎng)絡(luò)路段機動車通行能力

CapNodeVeh.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析機動車交叉口交通負荷分析⑴模塊功能本模塊的主要功能是根據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息模塊產(chǎn)生的路網(wǎng)相關(guān)信息以及交通分配的結(jié)果計算出各交叉口機動車交通負荷（即交叉口交通量與通行能力之比）。⑵輸入文件本模塊需輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件有：“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“機動車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件本模塊所輸出的數(shù)據(jù)文件有：道路交叉口機動車交通量 VolNodeVeh.tsd道路交叉口小客車交通量 VolNodeCar.tsd道路交叉口摩托車交通量 VolNodeMot.tsd道路交叉口出租車交通量 VolNodeTax.tsd道路交叉口貨車交通量 VolNodeTrk.tsd道路交叉口公交車交通量 VolNodeBus.tsd道路網(wǎng)絡(luò)路段機動車交通負荷

VCLinkVeh.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析道路網(wǎng)絡(luò)交叉口延誤與排隊分析⑴模塊功能對道路交叉口延誤的分析，根據(jù)不同類型的交叉口采用具有高度可比性的不同類型計算模型進行，分信號控制交叉口、無控交叉口、主路優(yōu)先交叉口、環(huán)形交叉口、立體交叉口五種交叉口類型。⑵輸入文件本模塊需輸入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件有：“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“機動車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件

交通網(wǎng)絡(luò)交叉口平均延誤

DelayNode.tsd

交通網(wǎng)絡(luò)交叉口平均排隊

QueueNode.tsd

交通網(wǎng)絡(luò)路段平均排隊

QueueLink.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析交通負荷下分方式網(wǎng)絡(luò)最短時耗分析⑴模塊功能本模塊的主要功能是根據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息模塊產(chǎn)生的路網(wǎng)相關(guān)信息以及交通分配的結(jié)果計算出分方式網(wǎng)絡(luò)最短時耗。⑵輸入文件“交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息分析”和“交通管理基礎(chǔ)信息分析”內(nèi)置模塊產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件“交通運行分析”模塊中“步行交通分配、自行車交通分配、機動車交通分配”所產(chǎn)生的部分數(shù)據(jù)文件⑶輸出文件步行交通出行路段時間消耗

TmLoadLinkWalk.tsd非機動車出行路段時間消耗

TmLoadLinkBic.tsd普通公交出行路段時間消耗

TmLoadLinkBus.tsd機動車出行路段時間消耗

TmLoadLinkCar.tsd軌道交通出行路段時間消耗

TmLoadLinkSub.tsd步行交通網(wǎng)絡(luò)最短時間矩陣

MatrixTmLoadWalk.tsd非機動車網(wǎng)絡(luò)最短時間矩陣

MatrixTmLoadBic.tsd普通公交網(wǎng)絡(luò)最短時間矩陣

MatrixTmLoadBus.tsd機動車網(wǎng)絡(luò)最短時間矩陣

MatrixTmLoadCar.tsd軌道交通網(wǎng)絡(luò)最短時間矩陣

MatrixTmLoadSub.tsd

5.TranStar道路交通網(wǎng)絡(luò)交通負荷分析本