交通网络与交通建模.pptx
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1、交通网络与交通建模交通网络与交通建模第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 交通小区划分交通小区划分第三节第三节 交通网络与线路布局交通网络与线路布局第四节第四节 交通网络的数学模型交通网络的数学模型第五节第五节 交通建模与决策交通建模与决策基本概念基本概念1出行(Trip)甲地乙地Trip人有目的进行的由特定的出发地点(起点,Origin)到目的地(终点,Destination)的单方向的移动。出行目的:上班、上学、下班、放学、生活、娱乐、公务 等等。出行端点(Trip end):对应于出行的两个端点即起点和 终点。方式出行(Unlinked trip):每一个利用不同的交通方式 所进行
2、的移动。目的出行(Linked trip):不考虑所使用的交通方式,只 考虑从起点到终点的移动。基于家庭的出行(Home Base):自家、朋友家;非基于家庭的出行(Non Home Base):宾馆、饭店、单位、车站、商场等等。代表交通方式:在所用的多个交通方式中最主要的交通方式或在一个目的出行中所使用的最长距离的交通方式。工作单位家宾馆第一出行:工作地铁第二出行:业务出租第三出行:回家公共汽车 工作:地铁;会议:出租;接客人:出租;返回:出租;送客:出租;回家:公共汽车。某人的出行例:工作业务回家2.出行目的(Trip Purpose):上班、上学、购物、娱乐、观光、业务、回家等。3.出行
3、距离(Trip Distance):某车辆一次出行的 行 驶距离。平均出行距离(Average trip Distance):某对象地区或调查路线(路段)利用车辆出行距离的平均值。4.当量交通量(pcu-Passenger Car Unit):将实际车辆数换算为轿车数后的交通量;5.道路通行能力(Road Traffic Capacity):在一定道路和交通条件下,一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数。pcu/h,pcu/12h,pcu/24h;6.交通拥挤度(Degree of Traffic Congestion):某截面的实际交通量与其通行能力之比;7.行车速度(Travel Spee
4、d)、平均行驶速度(Mean of Travel Speed)以及包括停车时间在内的区间平均行驶速度(km/h)。交通网络的一些概念交通网络的一些概念通常,我们把交通网络用一个拓扑图来表示,也就是一系列的节点集合和弧的集合。交通网络中的节点代表路口、车站或者区域中心等,而弧则表示连接节点之间的道路或者交通方式,因此交通网络中的弧也可以被称为路段。交通网络图一般都是有向图。在交通网络中一般不会包括平行弧和环弧。对于交通网络来说,路段具有很多不同的特性,包括:路段长度;路段费用;路段能力(最大承受交通流量);在这个简单的交通网络中,有一个起点A,两个终点B和C。五条路段,四个内部节点,五条路径。路
5、径表示从起点到终点的一系列节点以及连接这些节点的路段的集合 环路表示起点和终点为同一个节点的路径 树表示在网络中的每一个节点只能被访问(或者到达)一次 一种比较简单的网络拓扑为线性交通网络,比如对于高速公路网、主干线网、铁路网、航空网等。在这种网络结构中,可以有很多的起点和终点,不过在起点终点之间,不存在路径的选择问题。另外一种网络是一种格状网络,一般情况下,城市交通网络就属于这种网络结构。在这种交通网络中,不仅仅包含很多的起点和终点,而且在每一对起点终点之间都有很多条路径供出行者选择。城市交通中的交叉口的结构 简单方法如果将交叉口的节点展开,例如将丁字路口展成6个节点,6条弧;十字路口可展成
6、8个节点,12条弧,这样,路网中的交叉口及路段的费用都可以弧的阻抗函数出现,若某路口禁止车辆左转弯,或某路段的一个方向禁止某种车辆通行,则将相应弧上的阻抗定义为无穷大。在公交网络中,节点用来表示出行的起点、公交线路站点、转乘枢纽站等,弧则表示公交线路路段(用实线表示)和出行人步行路段(一般用虚线表示)。第二节第二节 交通小区划分交通小区划分交通小区分区遵照以下原则交通小区分区遵照以下原则 1.1.现有统计数据采集的方便性。现有统计数据采集的方便性。2.2.均匀性和由中心向外逐渐增大。均匀性和由中心向外逐渐增大。3.3.充分利用自然障碍物。充分利用自然障碍物。4.4.包含高速公路匝道、车站、枢纽
7、。包含高速公路匝道、车站、枢纽。5.5.考虑土地利用。考虑土地利用。交通小区划分的一例交通小区划分的一例 第三节第三节 交通网络与线路布局交通网络与线路布局城市交通网络基本形式城市交通网络基本形式 方格网式方格网式带状带状放射状放射状环形放射状环形放射状自由式自由式 1.1.方格网式方格网式 优点:优点:各部分的可达性均等,秩序性和方向感较好,易于辨别,网络可靠性较高,有利于城市用地的划分和建筑的布置。缺点:缺点:网络空间形式简单、对角线方向交通的直线系数较小。2.带状带状 带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴向延伸,并且与一些相垂直的次级交
8、通线路状轴向延伸,并且与一些相垂直的次级交通线路组成类似方格状的交通网。组成类似方格状的交通网。城市的土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接城市的土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接近自然,对地形、水系等条件适应性较好。近自然,对地形、水系等条件适应性较好。3.3.放射状放射状 放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间 4.4.环形放射状环形放射状 以放射状交通线路承担内外出行,并连接主城与卫以放射状交通线路承担内外出行,并连接主城与卫星城;星城;环形交通网承担区与区之间或过境出行,连接卫星环形交通网承担区与区之间或过境出行,连接卫星城之间,减少卫星城
9、之间的出行穿越主城中心。城之间,减少卫星城之间的出行穿越主城中心。5.5.自由式自由式 该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限该形式的路网结构多为因地形、水系或其它条件限制而使道路自由布置,因此其优点是较好地满足地制而使道路自由布置,因此其优点是较好地满足地形、水系及其它限制条件。缺点是无秩序、区别性形、水系及其它限制条件。缺点是无秩序、区别性差,同时道路交叉口易形成畸形交叉。差,同时道路交叉口易形成畸形交叉。城市交通网络型式与城市类型城市交通网络型式与城市类型 城市规模与路网型式 城市性质与路网型式 城市在区域交通网中的位置与路网型式 城市发展形态结构与路网型式中央组团式、分散组团式、
10、带状、棋盘式和自由式(1 1)道路网密度)道路网密度(km/kmkm/km2 2)单位城市用地面积内道路的长度,表示区域中单位城市用地面积内道路的长度,表示区域中道路网的疏密程度。道路网的疏密程度。道路网密度道路网密度(km/kmkm/km2 2)=)=城市建成区内道路总长城市建成区内道路总长(km)/km)/城市建成区用地面积城市建成区用地面积(kmkm2 2)一是我国经济基础薄弱、资金不足和政策导向等,致使城市基础设施条件非常薄弱,建设水平低。二是从城市结构布局看,我国的城市多为用地紧凑、人口高度密集型城市,道路用地也受到很大程度的限制。城市交通网络布局的评价指标城市交通网络布局的评价指标
11、(2 2)干道网间距)干道网间距(km)km)两条干道之间的间隔,对道路网密度起到决定作用。两条干道之间的间隔,对道路网密度起到决定作用。荷兰规定干道间隔为8001000m;美国为1/22英里;丹麦哥本哈根为700m;德国慕尼黑为7001000 m;英国道路多采用区域自动化控制,道路间距以250700 m为宜;日本没有规定干道间隔的具体数值。交通流的连续性。交通流的连续性。为了保持车辆行驶效率、提高道路的通行能力,以次干道间距不小于300m,主干道间距不小于600m为宜。城市用地。城市用地。对于特大城市和大城市中心区,以次干道间距为300400m,主干道间距为600800m为宜。对于城市工业区
12、及城市边缘地区,由于交通量较小,干道间距可以适当增大,以次干道间距为500600m,主干道间距为10001200m为宜。(3)路网结构路网结构 指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的比例,衡量道路网的结构合理性。比例,衡量道路网的结构合理性。道路的交通结构应该为道路的交通结构应该为“塔塔”字型,即城市快速路字型,即城市快速路的比例最小、按照城市快速路、主干道、次干道、的比例最小、按照城市快速路、主干道、次干道、支路的顺序比例逐渐增高。支路的顺序比例逐渐增高。比例值分别推荐为比例值分别推荐为5%5%、272730%30%、32%32%和和3333
13、36%36%。(4)道路面积率(道路面积率(%)道路用地道路用地(S1)S1)面积占城市建设用地面积的比例。面积占城市建设用地面积的比例。我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准中,要求道路广场用地准中,要求道路广场用地(S)S)占城市建设用地的占城市建设用地的比例为比例为8 815%15%。为了适应大城市交通发展的需要,建议将我国的为了适应大城市交通发展的需要,建议将我国的城市道路面积率调整到城市道路面积率调整到101030%30%较为合适。较为合适。(5 5)人均道路面积)人均道路面积(m m2 2/人人)指城市居民人均占有的道路面积。指城市居民人
14、均占有的道路面积。我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准中,给出了道路广场用地为中,给出了道路广场用地为7 715 15 m m2 2/人。人。大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。(6)道路网的可达性道路网的可达性(accessibility)指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。该指标值越小,说明其可达性越好,路网密度越大。该指标值越小,说明其可达性越好,路网密度越大。N Nz z为交通小区数;为交通小区数;L Li i为为i i交通小区到道
15、路网的最短距离。交通小区到道路网的最短距离。(7 7)道路网连接度)道路网连接度 指道路网中路段之间的连接程度。指道路网中路段之间的连接程度。M M为道路网中路段数;为道路网中路段数;N N为道路网的节点数。为道路网的节点数。第四节第四节 交通网络的拓扑建模交通网络的拓扑建模 网络都是由点集和与此连接的线组成。网络都是由点集和与此连接的线组成。点的集合称为节点点的集合称为节点(node)集集,用表示;用表示;连接节点的线段的集合称为路段集,用表示;连接节点的线段的集合称为路段集,用表示;在交通网络中,节点集包括发生节点集、吸引在交通网络中,节点集包括发生节点集、吸引节点集和交叉口之类的交汇节点
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