关于交通分配方法作业
第4章-8_交通分配方法-分配报告
k k 1 步 2、计算各路段阻抗： t a t a ( xa )
a
步 3、按全有全无分配法将各 PA 点对（i. j）的第 k 份出行分布量分配到它们之间的最
k 短路径上；并累加各路段从该步分配新得到的交通量，设为 wa , k k 1 k 步 4、令： xa xa wa ,
a 。
结构严谨，思路明确。但维数太大，约 束条件太多，求解困难。
2、非平衡模型
分配手段 无迭代分配方法 型态 单路径型 多路径型 最短路（全有全无） 容量限制分配 分配 多路径分配 容量限制——多路径 分配 有迭代分配方法
二、最短路（全由全无）交通分配法
在分配中，取路权（两交叉口间的出行时间）
为常数，即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延
解： （1）确定各 PA 点对之间的最短路径，如表 2。 （2）将各 PA 点对的出行量全部分配到相应的最短路径上。 （3）累加各路段上的出行分配量，得最后分配结果。如图所示。 表 2 最短路径表
A P 1 3 7 9 3-1 7-4-1 9-8-5-2-1 7-4-5-2-3 9-6-3 1-2-3 1-4-7 3-2-5-4-7 0 9-8-7 1-2-5-8-9 3-6-9 7-8-9 0 1 3 7 9
(j s),
Vs i, j 0
弹性需求平衡分配模型
这类分配模型中，出行OD矩阵T在分配
过程中是连续变化的，OD点对之间的出行 量取决于出行时间。
T (i, j ) F t (i, j )
模型同固定需求分配模型，约束条件用 上式替代。求解时将其转化为固定需求问题 求解。
组合分配平衡模型 在组合分配模型中，交通分配与出行分 布或方式划分为同步进行，并相互影响。 平衡分配模型特点
交通分配方法作业
题目：设图示交通网络的OD 交通需求量为t=200辆，各径路的交通阻抗函数分别为：1110.05h c +=，22025.010h c +=，33015.015h c +=试用全有全无分配法、增量分配法（二等分）和均衡分配法（迭代步长分别取0.618和0.0291）求出分配结果，并进行比较。
设目标函数表示车辆受到的总阻抗，即令交通阻抗函数对h 求积分，函数如下：2332222110075.0150125.01005.05h h h h h h Z +++++=1.全有全无分配法1.1方法介绍全有全无分配法是将OD 交通需求沿最短经路一次分配到路网上去的方法，也被称为交通需求分配。
顾名思义，全有（all ）指将OD 交通需求一次性地全部分配到最短径路上。
全无（nothing ）指对最短径路以外的径路不分配交通需求量。
全有全无分配法应用于没有通行能力限制的网络交通交通量分配等场合。
在美国芝加哥城交通解析中，首次获得应用。
另外，后述增量分配法和均衡分配法中频繁使用。
1.2 解：由路段费用函数可知，在路段交通量为零时，径路1最短。
利用该方法的以下结果：15,10,2520010.05,0,200321321===⨯+====c c c h h h因为，25,132=<c c c ，所以，没有得到均衡解。
目标函数：30000075.0150125.01005.0523*******=+++++=h h h h h h Z2.增量分配法2.1方法介绍增量分配法时将OD 交通需求量进行适当形式的分割（分割数、等分或不等分），然后用全有全无分配法，将分割后的OD 交通需求量逐渐分配到网络上去。
实际工作中，如何分割OD 交通需求量是很重要的，一般多用5―10分割，并且采用不等分。
2.2解：采用2等分。
(1)第1次分配，全有全无分配法相同，径路1最短。
15,10,1510010.05,0,100321321===⨯+====c c c h h h(2)第2次分配，最短径路变为径路25.12100025.010,1510010.05,0,100,10021321=⨯+==⨯+====c c h h h 153=c这时，结果接近于均衡解。
最短路交通分配方法原理
最短路交通分配方法原理
最短路交通分配方法是一种常用的交通流量分配方法，其原理是基于最短路径算法，通过寻找路径上的最短路来确定交通流量的分配。
最短路交通分配方法的主要原理可以概括为以下几个步骤：
1. 构建交通网络模型：首先需要构建一个交通网络模型，将道路、节点和交叉口等交通要素表示为网络中的节点，而道路之间的连接则表示为网络中的边。
每个边上通常包含有关道路特征的数据，例如长度、通行能力、拥堵程度等。
2. 选择起点和终点：在进行交通分配之前，需要明确每个交通需求的起点和终点。
这些起点和终点通常由需求矩阵或旅行调查数据提供。
3. 寻找最短路径：利用最短路径算法，如迪杰斯特拉算法或贝尔曼-福特算法，来计算从起点到终点的最短路径。
最短路径
是指从一个节点到另一个节点所需的最短距离或最小成本。
4. 路径选择和流量分配：在计算了最短路径后，根据一定的规则和约束条件，将交通需求的流量分配到最短路径上。
流量分配可以根据道路通行能力、拥堵情况、交通需求量等进行分配，以保证交通流量的均衡和效率。
5. 重复迭代：交通分配是一个迭代过程，需要不断根据网络状况和交通需求进行调整和更新，直至达到一定的平衡状态。
通
常可以通过比较计算得到的交通分配结果和实际观测的交通流量进行调整，以使两者尽可能接近。
最短路交通分配方法的实际应用包括交通规划、交通控制和交通管理等领域。
通过计算最短路径并将交通流量分配到最短路径上，可以提供重要的决策支持和优化策略，以改善交通系统的运营效率和交通流量分配的公平性。
第九章-基本交通分配模型1
Step 3 用加权平均法计算各路段当前交通量
（8-1）
Step 4 如果
相差不大，则停止计算。即
为最终分配结果。否则返回 Step1 。
实践中 Step 4停止计算的判断即可用误差大小，也可以用循环次数的多少来进 行运算的控制 ；用的比较多的是循环次数。在 Step 3中权重系数 a由计算者给 定。a即可定为常数，也可定为变数。通常定为常数时a=0.5；定为变数时a=1/n， n是循环次数。
◦ 原理理论上合理，实际求解非常困难。
◦ Beckmann（1956）等价数理最优化模型（有约束非线性最优 化问题）
◦ 其中：
，表示路段a上的交通流量；
◦ ：路段 - 径路相关变量，即 0-1 变量。如果路段a属于从
出发地为r目的地为s的OD间的第k 径路 ，则其值为1 ，否则 为0 ；
◦ f；krs ：出发地为r ，目的地为s的 OD 间的第k条径路上的流量
一、用户平衡分配模型及其求解算法
◦ （1） 模型化
◦ 其中，hkrs：OD对rs间第k条径路的交通量。 tkrs ：OD对rs间第k条径路的行驶时间。 trs：OD对rs间最短径路的行驶时间。 qrs ：OD对rs的分布交通量。
【例9-3】 如图表示了一对由两条可选路径连接的起终点， t1,t2分别表示路段1,2上的交通时间，用x1, x2表示相应的交通流 量，q表示总的OD流量，则q=x1+x2。
◦ 对于完全满足Wardrop原理定义的平衡状态，则称为平衡 分配方法；对于采用启发式方法或其他近似方法的分配模 型，则称为非平衡分配方法。
交通分配模型
均衡模型 非均衡模型
用户均衡模型扩展 标准用户均衡模型 系统优化均衡模型
TRANSCAD交通分配演示(技术专攻)
交通分配指南
2010. 11
专业课
1
1 交通分配所做的准备
专业课
2
交通分配模型需要的输入数据包括一个OD矩阵，一个带有属性的网络和用 于生成该网络的线形图层。
OD矩阵（Matrix） 矩阵的行和列标题中的ID编码必须与路网节点的ID编码相对应。如果在路网中没 有相应的ID编码，则对应的矩阵元素中的流量不被分配。
性。
点OK，出现保存对话框。起好名字，点击 Save。
专业课
Trans CAD 交通分配方法18 指南
3.经过一小段时间的运行，发现软件界面右边最下瑞已经出现建立路网的状态信 息。至此，路网创建完成！
专业课
Trans CAD 交通分配方法19 指南
4 实施交通分配
专业课
20
1.在路段层上：点击Planning→Traffic Assignment
专业课
Trans CAD 交通分配方法10 指南
4-4.这样，最终就可以得到可以用于分配的OD Matrix了。以上所做的目的 就是为了把excel2007文件如何转化成Matrix文件。 如果需要改OD矩阵的话，就可以先在excel文件里面修改，然后把新的excel 文件按照之前的方法再转成新的OD matrix.
专业课
Trans CAD 交通分配方法35 指南
7.出现对话框，并完成设置：
专业课
Trans CAD 交通分配方法36 指南
8.点击OK, 出现各路段分配流量图或VC图，至此，完成交通分配。
专业课
Trans CAD 交通分配方法37 指南
专业课
Trans CAD 交通分配方法11 指南
2 OD矩阵之 Matrix ID变换
交通流分配
DUE问题的数学规划模型——
beckmann交通平衡分配模型
? 目标函数
? ? min Z(x) ?
? ? txa
0a
x dx
a
? 约束条件
?f
rs k
?
qrs ? r , s
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对的各条被使用的路径具 有相等而且最小的行驶时间，没有被使用的 路径的行驶时间大于 或等于最小行驶时间。
Wardrop平衡原理
? Wardrop 第一原理，在实际交通流分配中也称为用户 均衡（User Equilibrium ，UE）或用户最优
平衡分配理论的发展
? 1.1952 年，Wardrop 提出了道路网平衡的概念和定 义
? 2.1956 年，Beckmann 提出了描述平衡交通流分配的 数学规划模型
? 3.1975 年，LeBlanc 设计出了求解Beckmann 模型的 算法
平衡分配理论在交通分配上占有重要的地位，大部分商业 软件的交通分配程序都是平衡分配程序。
r sk
?a? A
? c
rs k
?
? t rs a a ,k
a
? k ? Krs , ? r ? R, ? s ? F
DUE平衡的定义
DUE 定义：在平衡点，连接每个O －D对的所有被使用的路 径有相同的阻抗，且小于或等于任何未被适用的路径阻抗。
在平衡点，连接每个OD对的路径可以分成两类，一类路 径上有流量，对应的路径阻抗是相等的；另一类路径上 没有流量，其阻抗大于第一类路径的阻抗
TransCAD中的交通分配
TransCAD中的交通分配交通分配的目的是预测给定的路网条件及出行需求下的交通状况。
下面的内容分二个部分来介绍，每个部分一个小例子：1、一般的交通分配（traffic assignment）2、公交系统中的交通分配（transit assignment）实例1：一般的交通分配（traffic assignment）具体步骤：1、打开要在其上进行交通分配的地图文件。
(1)在下拉列表中将线路层设为当前图层。
(2)激活相应的路网文件，在TransCAD的状态栏的最右部可以看到此文件的显示。
关于路网文件：a．路网文件的后缀名为.net，它包含两层：联线层与结点层。
b．交通分配之前，必须打开路网文件。
但是它不能显示出来，只能在窗口的右下角可以看到已打开的路网文件名。
2、打开将要用于交通分配的出行OD矩阵文件，它可以是全方式OD，也可以是在方式划分中得到的分方式的OD。
需要注意的是：在要使用的OD矩阵中，都用小区号来作为行与列的索引。
TransCAD 是通过给每个小区都定义一个质心结点（centroid）来把路网信息同小区信息连接起来的，这些质心结点包含在路网文件的结点层中。
换句话说，就是路网层并不直接识别各个小区，它是通过路网中的结点层来识别小区的(即认为所有的出行都是在小区的质心发生的)。
每个小区都只有一个质心结点，因此需要改变OD矩阵的索引来使之匹配质心结点的标号(ID)。
3、进行道路线网上的交通分配运行TransCAD中“Traffic assignment”模块。
具体步骤如下：（1）打开上面所提到的输入文件并激活在分配中要用到的线层为当前图层后，点击Planning->Traffic assignment…来显示“Traffic Assignment”对话框。
（2）在“Method”下拉列表中选择“User Equilibrium”(用户平衡模型)。
在TransCAD中提供的分配模型有：All-or-Nothing(全有全无)、STOCH、Incremental（逐步加载法）、Capac ity Restraint(容量限制法)、User Equilibrium（UE）、Stochastic User Equilibrium(SUE,随机用户平衡)及SystemOptimum(系统最优法)，其中前三种为非平衡方法，后三种为平衡方法。
交通分配方法-分配
动态交通分配
根据实时交通流信息和预测结果， 动态调整交通分配方案，提高道 路通行效率。
基于人工智能的交通分配
01
人工智能技术应用
运用深度学习、强化学习等人工 智能技术，实现交通分配的自动 化和智能化。
02
交通模式识别
03
智能路径规划
随着环境保护意识的提高，如何在交通分配中考虑环境因素，如减少尾气排放、降低噪音等，将成为未来研究的重要 课题。
多目标交通分配
在实际交通场景中，往往需要考虑多个目标，如时间最短、费用最少、舒适度最高等。如何设计多目标 交通分配算法，平衡不同目标间的冲突和矛盾，将是未来研究的重要方向。
THANKS
感谢观看
06
总结与展望
研究成果总结
01
交通分配方法理论体系
本文构建了完整的交通分配方法理论体系，包括交通网络建模、交通流
分配、算法设计和性能评估等方面。
02 03
高效算法设计
针对大规模交通网络和复杂交通场景，设计了高效的交通分配算法，如 基于最短路径的分配算法、基于多路径的分配算法等，提高了交通分配 的准确性和效率。
容量限制分配法
原理
在交通分配过程中考虑道 路的通行能力限制，确保 分配结果符合实际交通情 况。
优点
能够反映道路通行能力对 交通分配的影响，提高分 配结果的准确性。
缺点
计算复杂度高，需要获取 详细的道路通行能力数据。
04
先进交通分配技术
基于GIS的交通分配
GIS技术应用
利用GIS强大的空间数据处理和分析功能，实现交通网络建模和路 径规划。
系统最优原则
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目：设图示交通网络的OD 交通需求量为t=200辆，各径路的交通阻抗函数分别为： 1110.05h c +=，22025.010h c +=，33015.015h c +=
试用全有全无分配法、增量分配法（二等分）和均衡分配法（迭代步长分别取0.618和0.0291）求出分配结果，并进行比较。
设目标函数表示车辆受到的总阻抗，即令交通阻抗函数对h 求积分，函数如下：
2332222110075.0150125.01005.05h h h h h h Z +++++=
1.全有全无分配法
1.1方法介绍
全有全无分配法是将OD 交通需求沿最短经路一次分配到路网上去的方法，也被称为交通需求分配。
顾名思义，全有（all ）指将OD 交通需求一次性地全部分配到最短径路上。
全无（nothing ）指对最短径路以外的径路不分配交通需求量。
全有全无分配法应用于没有通行能力限制的网络交通交通量分配等场合。
在美国芝加哥城交通解析中，首次获得应用。
另外，后述增量分配法和均衡分配法中频繁使用。
1.2 解：由路段费用函数可知，在路段交通量为零时，径路1最短。
利用该方法的以下结果： 15,10,2520010.05,0,200321321===⨯+====c c c h h h
因为，25,13
2=<c c c ，所以，没有得到均衡解。
目标函数：
30000075.0150125.01005.0523*******=+++++=h h h h h h Z
2.增量分配法
2.1方法介绍
增量分配法时将OD 交通需求量进行适当形式的分割（分割数、等分或不等分），然后用全有全无分配法，将分割后的OD 交通需求量逐渐分配到网络上去。
实际工作中，如何分割OD 交通需求量是很重要的，一般多用5―10分割，并且采用不等分。
2.2解：采用2等分。
(1)第1次分配，全有全无分配法相同，径路1最短。
15,10,1510010.05,0,100321321===⨯+====c c c h h h
(2)第2次分配，最短径路变为径路2
5.12100025.010,1510010.05,0,100,10021321=⨯+==⨯+====c c h h h 153=c
这时，结果接近于均衡解。
目标函数为：
12510005005000075.0150125.01005.052
33222211+++=+++++=h h h h h h Z 2125
=
3.均衡分配法
3.1方法介绍
Step 1 给出初始可能解{}k
a
x ，令0=k 。
一般用前述全有全无分配法求解初始可能解。
Step 2 更新路段阻抗函数：
)(k a k a x c
Step 3 搜索目标函数的下降方向。
用最短径路搜索法求出各OD 间的最短径路，在用全有全无分配法求出探索方向：
{}k
a
y Step 4 一维搜索。
将下式代入到目标函数中，求出最佳探索步长*
α。
)(1k a k a k a k a x y x x -+=+α
Step 5 收敛判定。
设ɛ1和ɛ2为任意小数，若满足下式，则结束计算。
反之，返回Step 2。
11)()(ε≤-∑∈+k a k a A
a k a k a x c x x 2
1/)(max ε≤-+k a k a k a x x x
3.2解：【模型】2
332222110075.0150125.01005.05h h h h h h Z +++++= ..t s ∑==31200k k h
)
3,2,1(,0=≥k h k （1）用全有全无分配法求解初始可能解
3000
,15,10,2520010.05,0,200321030201====⨯+====Z c c c h h h （2）求最佳搜索方向：
继续用全有全无分配法求解，得使目标函数下降的探索方向如下：
0,200,0030201===y y y
（3）一维搜索,求最佳搜索步长*α和交通量修正
令618.0=α
6.123)0200(618.00,4.76)2000(618.02001211=-+==-+=h h ， 0
13=h 15,09.136.123025.010,64.124.7610.05321==⨯+==⨯+=c c c
22200075.00156.1230125.06.123104.7605.04.765⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=Z 81.210096.190123685.291382=+++=
（4）收敛判定
设ɛ1=ɛ2=0.01。
1000162.55)()(ε≥=-∑∈a a A
a a a h c h h 2001/)(max ε≥∞=-a a a h h h
显然，收敛条件得不到满足。
返回（2）继续修正计算。
（5）这时的最短径路为径路1。
所以，继续用全有全无分配法求解，得：
0,0,200131211===y y y
0.120)6.1230(0291.06.1230
.80)4.76200(0291.04.762221=-+==-+=h h
023=h
2
2
200075.00150.1200125.00.120100.8005.00.805⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=Z 0.21000.1801200320400=+++=
综上所述，均衡分配法的效果最好，得到的目标函数最小，即车辆受到的总阻抗最小；由全由全无分配法得到的解围非均衡解，故得到的目标函数值最大；增量分配法算法简单而且效果相对较好，仅次于均衡分配法。