基于动态交通分配的拥挤机理分析与对策研究
裴玉龙
1
郎益顺
1
(
1. 哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150090
)
摘 要 :通过对动态交通分配模型建模的依据和原则进行探讨 ,提出了应用动态分配模型进行拥挤机理分析的
三种途径 ,尤其讨论了如何用随机型瞬时动态用户最优分配模型进行交通拥挤机理分析. 在拥挤对策分析中 ,
确定了以动态系统最优分配模型作为反应型拥挤对策的理论依据 ,以及预测用户最优可作为控制型用户最优
的理论依据.
关键词 :动态分配 ; 交通拥挤 ; 动态用户最优 ; 动态系统最优
中图分类号 :U491 文献标识码 :A 文章编号 :1000 - 5730
(
2002
)
03 - 0095 - 04
交通拥挤机理分析方法 ,传统上主要采用通
行能力或者道路容量的概念. 因此 ,拥挤的定义与
“服务水平”的定义是一致的 ,认为当交通需求超
过设施的通行能力达到超饱和状态 ,或者交通流
处于不稳定状态时 ,就造成交通设施服务水平的
下降 ,直至达到拥挤. 由于通行能力和路网容量的
分析是将交通设施作为评价的对象 ,故仍具有静
态分析的概念;对于设施的使用者在交通流中的
决策行为尤其是路径选择行为不能充分考虑 ,因
此 ,即使是使用了一般仿真方法的通行能力分析
结果也不能作为实时交通管理和控制的依据 ,而
只能作为交通设施的效用评价指标.
动态分配模型是城市动态交通网络分析的主
要理论之一 ,在国外得到广泛的研究和应用. 因为
先进的交通管理与信息系统
(
ATMS/ ATIS
)
的核心
概念是提供实时的交通信息 ,施行实时交通管理和
控制策略 ,只能依据动态交通模型. 在美国 ,还提出
了基于动态交通分配的新交通规划理论体系.
尤其要注意的是静态分析模型对动态分析模
型的影响. 由于以往的道路网分析和规划方法中采
用的基本都是静态交通分析方法 ,静态交通分配方
法是基于道路网通行能力分析的 ,认为从路网容量
分析的角度讲 ,整体道路网的形式一旦确定 ,瓶颈
路段也就相应地确定了 ,并应用路网可靠度分析等
方法确定路网的合理性. 由于考虑了时间因素,动
态分析模型成为一种三维模型. 此外 ,动态交通分
配模型采取了些变化,其模型的效用函数基本与静
态模型是一致的 ,但更实用的目标形式如左转次数
最少、最少冲突点
(
交叉口
)
历经数及最少停车次数
在动态交通网络分析中得到考虑.
1 交通拥挤机理分析
交通拥挤的机理分析与动态交通分配模型的
结合 ,主要见于以下几种.
1. 1 交通负荷与路段交通拥挤
路段交通负荷是指在某一时段内 , 路段上车
辆存在的台数. 路段交通拥挤的原因 ,其一是由于
交通负荷超过了路段允许的负荷度 ,其二是由于
受异常因素干扰如交通事故 ,而造成交通流不稳
定. 关于交通事故的形成和其在路段上的传播影
响可以采用另外一类动态交通网络理论模型 ———
交通仿真予以分析.
动态分配模型使用的是宏观交通流模型 , 如
I/ O 模型. 对某一分配时段
(
如 5 min
)
的交通负荷
进行平均化处理后 ,就成为交通量 ,进而可以依据
交通流的 Q 和 V 模型导出交通流的行程时间模
型. 分配模型中比较通用的 I/ O 宏观交通流模型
的形式是
Q
·
(
t
)
= I
(
t
)
- X
(
t
)
Π
t ;
非负性约束
Q
·
(
t
)
,
I
(
t
)
,
X
(
t
)
≥0 t ∈
(
0 , T
)
,
(
1
)
式中 , Q
·
(
t
)
为交通负荷变化率; I
(
t
)
和 X
(
t
)
为入
口流率和出口流率
(
图 1
)
.
图 1 I/ O 交通流模型基本图式
收稿日期 :2002 - 05 - 21.
作者简介 :裴玉龙
(
1961 -
)
,男 ,教授;哈尔滨 ,哈尔滨工业大学交通科学与工程学院
(
150090
)
.
第 19 卷第 3 期 华 中 科 技 大 学 学 报
(
城市科学版
)
Vol. 19 No. 3
2002 年 9 月 J.of Huazhong Univ.of Sci. & Tech.
(
Urban Science Edition
)
Sep. 2002
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