动态交通分配UE求解与算法
多用户动态交通流分配模型及算法研究
动 态 交通 配 流 （ Ａ） 研 究 时 变 条 件 下 出行 ＤＴ 是 者 的择路 行 为 在 交 通 网络 上 引 起 的流 量 变 化 与分
过处理 驶 出流 函数 对前 者 的 问题 重 新构 造 ， 到 一 得 个凸 的非 线性 规划 模 型 ． 后 ， 多 著 名 学 者 都 在 随 许 Ｄ Ａ 的离 散时 间型 数学 规 划 建 模 方 面 作 出 了重 要 Ｔ 贡献 ． Ｔ 的最 优 控制 类 模 型 始 于 Ｆｉ ｚ ］ 关 单 Ｄ Ａ ｒＳｌ有 ｅ ３ 终点 的 基 于 路 段 的 最 优 控 制 模 型 的 讨 论 ． ｎ等 Ｒａ 人 ｌ在 这一方 面作 了深入 研 究 ． 间连 续 型 的最 优 ４ Ｊ 时
文 章 编 号 ：０ ７ ７ ５ ２ ０ ）５ ４ ０ ５ １ ０ —６３ （０ ６ ０ —０ ６ —０
多用户 动 态 交通 流分 配模 型及 算 法研 究
何胜 学 ， 范炳 全
（ 上海理工大学 管理学院 ，上海 ２０９ ） ０ ０ ３
摘要 ： 通过 对动 态 交通 网络 中瞬 时反 应 型和 预 测 型 出行 者行 为 假设 的分析 ， 出 了将 两者 结合 并 提 增加 固定路 线 出行行 为假设 的 多用户动 态 交通 流分 配模 型 、 同时通 过 对动 态交通 网络 出行 者行 为 的相 互制 约特性 分析 ， 出 了求 解上述模 型的 迭代 算法 ． 给 本模型 拓展 了以往 构建模 型 中 出行 者行 为 的单 一性假 设 、 本模 型及 算 法也 可直接 应用 于先 进 的 出行 者信 息 系统 ， 并为路 径 导行 系统 中网络 的
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上 海 理 工 大 学 学 报
第２ ８卷 第 ５期
Ｊ ．Ｕｎｖｒｉ ｆＳ ａ ｇ ａ ｆｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ｉｅｓｔ ｏ ｈ ｎ ｈ ｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｙ Ｖｏ ．８ Ｎｏ ５ ２ ０ １２ ． ０ ６
用户均衡模型（UE）与随机用户均衡模型（SUE）在交通流分配阶段的适用性分析
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·40·2019年第03期文章编号：2095－6835（2019）03－0040－02用户均衡模型（UE）与随机用户均衡模型（SUE）在交通流分配阶段的适用性分析王晓璠（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430063）摘要：“交通流分配”作为交通规划“四阶段法”的最后一个阶段，对公路项目交通量分析与预测的准确性起到至关重要的作用。
针对交通流分配的不同模型与实际交通量观测数据存在精度不高的问题，结合具体实例，在交通补充调查的基础上，比较了用户均衡模型（UE）与随机用户均衡模型（SUE）的分配精度。
从TransCAD软件的交通规划建模结果来看，应用后者的模型在基础路网上进行交通流分配较前者的模型在不同路段的分配精度上均有不同程度的上升。
这说明了随机用户均衡模型（SUE）更加具有适用性，也为今后相关报告的编制提供了实例验证和数据支撑。
关键词：交通规划建模；交通流分配；用户均衡模型；随机用户均衡模型中图分类号：U491文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.03.040作为国内外道路工程交通预测通行的方法，“四阶段法”已被国内公路项目“工程可行性研究”及“交通影响评价”等报告的编制广泛应用。
而“交通流分配”作为交通规划“四阶段法”的最后一个阶段，对公路项目交通量分析与预测的准确性起到至关重要的作用。
目前，国内大多公路项目工程可行性研究报告将用户均衡模型（UE）和随机用户均衡模型（SUE）作为“交通流分配”阶段的主要应用模型，将各交通小区间的OD数据分配到已知的道路网模型上。
而现有文献缺乏对上述两个模型对于路网真实交通流量情况模拟的准确性以及对未来年道路网交通量分析和预测的适用性分析。
本报告在对大量公路项目交通量观测和OD调查和数据分析的基础上，利用宏观交通规划和需求预测软件TransCAD建立路网模型，并分别利用上述两个模型进行交通流分配，将分配结果与道路网真实交通量数据进行对比分析，为公路项目交通量分析和预测所利用的模型比选提供参考。
浅谈动态交通分配的三种模型以及算法
浅析多时段动态交通分配模型以及动态交通分配的算法班级：运输（城市轨道交通）1203班学号：********姓名：***指导老师：陈旭梅王颖浅析多时段动态交通分配模型以及动态交通分配的算法12251104 刘君君城轨1203班【摘要】动态交通分配问题是在已知城市交通网络拓扑结构和网络中时变的交通需求的前提下，寻求交通网络上各有向路段上时变的交通量的问题。
自该问题提出以来．研究者们给出了各种分配模型来描述它。
这些模型大致可分为四类：一、仿真模型；二、数学规划模型；三、最优控制模型；四、变分不等式模型。
与以上四种模型相比，从不同的角度来看，还可以分为其他模型，如基于多时段动态交通分配模型、多用户动态交通分配模型、基于模糊旅行时间的动态交通分配模型等。
本文讨论的就是基于多时段动态交通分配模型以及动态交通分配的算法。
【关键词】基于多时段动态交通分配模型；混沌蚁群算法；Analysis of multi-period dynamic traffic assignment model and algorithm ofdynamic traffic assignment122251104 Liu Jun junThe class1203Abstract: Dynamic traffic assignment problem is known in urban traffic network topology and network traffic in the time-varying demand under the premise of seeking transport networks to time-varying traffic problems on the road. Since the issue. Researchers presented various distribution models to describe it. These models can be roughly divided into four categories: first, the simulation model, second, the mathematical programming model; third, the optimal control model of four, and variation inequality model. Compared with the above four models, from a different perspective, can also be divided into other models, such as those based on multi-period dynamic traffic assignment model and multi-user dynamic traffic assignment models, dynamic traffic assignment model based on fuzzy travel time. Article these unconventional perspectives of dynamic traffic assignment model and algorithm of dynamic traffic assignment.Key words: dynamic traffic assignment model based on multi-period, chaos Ant Colony optimization algorithm1 引言城市化水平的高低是反映人类生活水平高低的一个重要指标，当前城市化水平不断提高随之产生的交通拥挤与堵塞问题也变得越来越严重，解决交通拥挤的直接办法是提高路网的通行能力， 但无论哪个城市都存在可供修建道路的空间有限， 建设资金筹措困难等问题。
交通规划07-2分配
步3：向前计算路段流量 从r点开始，按s(i)的下降顺序依次考虑每个节点i，计算 进入它的所有路段流量，对路段(i，j)，进入它的流量为：
第四节
非均衡分配方法
若i r
w(i, j ) q rs w(i, m) m O j x(i, j ) x(l , i ) w(i, j ) l w(i, m) I j mO j
a
第四节
其他分配方法
r, s
平衡分配过程中应该满足交通流守恒的条件，用公式 可以表示为：
kWrs rs f k qrs
径路交通量和路段交通量之间应该满足如下的条件：
xa f krs ars ,k
r s k rs ck ta xa ars ,k a
a L
1-d
1
1-d
1
图a、b，三条路径的阻抗都是1，由Logit模型，这三条路径 被选中的概率均为1/3，它们分配的流量也相同。 但图b，当d很大，接近1时，1、2路径重叠路段很长，极限 情况下，认为合成一条路径。则它与路径3的选择概率各为1/2， 上面两条路径各为1/4。 模型反映不出图b的情况：1、2路径的相关性(重合路径)。
⑨
8
9
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
0
∞
2
0
运用矩阵迭代法求最小阻抗
设Oi为离开节点i的路段另一端点的集合 设Ii为进入点i的路段的另一个端点的集合
1 , j) 1 w(i② ③ 若L(i,j) q js rs w ( m , j ) m I j r=3,s=3 r=2,s=4 r=4,s=2 0.368 1 0 x(i, j ) １ ⑤ w(i１ , j) ⑥ 若i r L(i, j ) ④ x ( j , m ) 其它情况 i I m w(i, j ) L(i, j ) w(m,ji) w ( m , j ) 其它情况 o W(i,j) j r=5,s=2 r=6,s=0 mI r=4,s=4 0 1 mI j 1 0.368 0.368 1 1 ⑦ ⑧ ⑨
动态交通分配UE求解与算法
动态交通分配UE求解与算法
况志敏;黄永;唐钱龙
【期刊名称】《工程与建设》
【年(卷),期】2010(024)005
【摘要】动态分配模型,是通过最优方法得到模型的最优解,最优解与Wardrop用户最优原理的动态推广相一致,动态模型能够反映交通网络的动态属性,从而为交通诱导提供必要的可用信息,并结合算例分析了动态模型的实用性.
【总页数】3页(P599-601)
【作者】况志敏;黄永;唐钱龙
【作者单位】江西省公路机械工程局,江西,南昌,330006;江西省公路机械工程局,江西,南昌,330006;长沙理工大学,交通运输工程学院,湖南,长沙,410076;江西交通职业技术学院,路桥系,江西,南昌,330013
【正文语种】中文
【中图分类】U491.123
【相关文献】
1.一种改进投影算法求解排放约束下多用户交通分配均衡模型 [J], 熊伟;严新平
2.动态交通控制一交通分配组合模型的求解算法研究 [J], 周八益;李琰;周溪召
3.UE交通分配求解的C语言实现 [J], 韩晓龙;戈闻怡
4.基于量子进化算法求解动态交通分配模型 [J], 陈华程;范铁虎
5.基于合同模式交通分配模型和求解算法 [J], 张邻;杜文;向红艳
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动态交通分配模型设计
动态交通分配模型设计动态交通分配模型设计摘要：动态分配模型，在分配过程中考虑路网中的交通阻抗，充分反映已有交通量对交通分配的影响。
该模型能够反映交通网络的动态属性，从而为交通诱导提供必要的可用信息。
关键词：动态分配最短路动态用户平衡引言交通流分配是交通规划中的一个重要环节。
它将预测得到的OD 交通量按照一定的规则分配到已知路网的各条路段上去，从而得到路网中各个路段的交通量和出行费用。
从交通流分配理论发展的整体上看，它经历了由静态交通分配到动态交通分配两个历史阶段[1]。
随着社会的发展，城市交通拥堵日益恶化，静态交通分配无法描述交通需求随时间变化的起伏特征。
于是，动态OD这一全新概念被提出来，基于动态OD的动态交通分配理论也应运而生。
1 动态交通分配的特性动态交通分配区别于静态交通分配最显著的特点就是在交通分配模型中加入了时间变量，从而把静态交通分配中的路阻和流量的二维问题转化为路阻、流量和时间的三维问题，动态交通分配模型在时变需求下处理路网的动态特性。
同时考虑了复杂的供需关系，因而由动态交通分配理论推导得到的交通流量分布能更好地反映路网中交通流的拥挤性、路径选择的随机性和交通需求的时变性。
时间变量的引入使得动态交通分配比静态交通分配具有更高的适用性和优越性。
在现有研究的基础上，将其与静态交通分配对比，总结出动态交通分配的典型特征包括：因果性、先进先出原则、路段状态方程、路段流出函数、路段特征性函数和路段阻抗函数。
2 动态交通分配的建模基础2.1 路段流出函数模型路段流出函数是动态交通分配理论中的关键之处。
在动态分配中，出行者路径选择原则确定后，其路段流入率自然确定。
而对于流出函数，有多种模型。
无论哪种模型，基本原则是路段流出函数的建立应该确保车辆按照所给出的路段走行时间走完该路段。
试想一辆车在某时刻进入某路段，那么在加上该路段走行时间的时刻应该离开该路段，如果路段流出模型没有达到这一要求，将陷入自相矛盾的境地[2]。
第4章-8 交通分配方法-分配
1 100 60 50 40 30 20
2
3
4
5
6
7
8
9
10
K 1 2 3 4 5 10 40 30 30 25 20
20 20 20 15
10 15 10
10 10
5
5
5
5
5
容量限制交通分配方法流程图
0 步 1、初始化。将 PA 分布矩阵分解成若干份（N 份）。令 k=1, xa 。 （ 0 路段a）
然后分K次用最短路分配模型分配OD量。
每次分配一个OD分表，并且每分配一 次，路权修正一次，路权采用路阻函数 修正，直到把K个OD分表全部分配到网 络上。
容量限制交通分配
出行量T(A--B) = 40+30+20+10
A
40+20 20 10
30+10
40
10 30 30+10 20+40
B
分配次数K与每次的OD量分配率（％）
固定需求分配法 对于系统优化，Dafermas提出固定需求的系统 优化平衡模型：
min f (v) f ij [ Vs (i, j )] f ij [V (i, j )],
i, j s i, j
s.t.
V ( j, k ) V (i, j ) T ( j, s)
s s k i
a
步 5、判定：k=N？若是，停止计算；否则令 k=k+1,返回到第 2 步。
Equilibrium ）简称SO
交通分配方法 平衡分配法 如果分配模型满足WARDROP第一、 第二原理，则该方法为平衡分配法。
非平衡分配法
如果采用模拟方法进行分配称之为非
第4章-8-交通分配方法-分配要点
• 容量限制法存在的不足：
• 此法与最短路分配法相同，出行者因其出行目的、喜好、路 况及习惯的缘故，并不一定选择最短路径，并且对不熟悉各 种可能替代路线的人，最短路径更无从选定。
权d(i，j)加上有效路段终点j至出行终点s的最短路权Lmin(j，s) ，
即L(i – j，s) = d(i，j) +Lmin(j，s)
运用本模型时，首先必须确定每一OD点对(r,s)的有效路段及 有效出行线路。 有效路段—[i,j]为路段终点j比路段起点i更靠近出行终点s。 有效出行线路—由有效路段组成线路。 每一OD点对的出行量只在它相应的有效出行路线上进行分配。 出行者从出行起点r到达出行终点s，需经过一系列交通节点 (交叉口)，每经一个交通节点，都必须在该节点所邻接的有效 路段中选择一条路段作为他出行路线的一部分，继续进行。 在交通节点处，可供出行者选择的有效出行路线条数等于该节 点所邻接的有效路段个数。通常的城市交通网络中3～5个。 模型能较好反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。
表 1 PA 表（1000 人次）
A1 3 7 9 P
1 0 20 20 50 3 25 0 40 10 7 40 30 0 10 9 30 40 25 0
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。
minf(v) fij[ Vs(i, j)] fij[V(i, j)],
i,j
s
i,j
s.t.Vs(j,k)Vs(i, j)T(j,s) (js),
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２ 动 态模 型 的 目标 函数
在 ＵＥ均衡 模 型 中的 目标 函数 Ｊ 。 ） 叫） 当 ｔ（ （ ，
路阻 函数 ｔ（ 确定 后 ， 。 ） 仅仅 与该 路段 的分 配流 量 ． ｚ 有关 ， 与很 多实 际情 况 不 符 ， 这 因为 该 时段 道路 的流 量不 仅与 前 时段末 的流 量有 关 ， 且 与本 时段 的流量 而 变化有 关 。对道 路使 用 者来说 ， 根据 道路 的交通 状 是
况来 选 取 行 驶 路 程 。 因 此 ， 选 取 的 目标 函 数 为 所 ｊ （ ｔ（ ） ） 考 察 特 定 路 段 口 ｔ 。 ∞ ｄ（ ； ｅｉ ａ ’ 。如 果 Ｃ （） ａ ｉ ≥
（一 １ ， ３ （ ≥ Ｏ （ ） ）即 ７ ｆ ） ａ￡ 。
令பைடு நூலகம் 则有
— ｔ＋ ｔ（ａ ｔ ） 。 ｇ（ ）
而 变化 ， ｔ 段 很 小 ， 可 以认 为 以上 的 交 通 量 若 时 则 ｅ （ ） 不变 的） 则 在 ｔ＋ｔ （ （ ） 刻 离 开 ａ路 。ｆ 为 ， ｔ） 时 段 。为简 便起 见 ， 若取 每 个 小 时 段 为 单 位 时 间 （ 相 或 等 时 间） 则有 ，
设 （ ） 。 ・ Ｏ 一Ｏ
用； 最优 控制模 型 发 展 了数 学 规 划 模 型 ， 控 制 领 域 将
中的最优 控制 理论 引入 到 问题表 述 中 ， 最终 缺乏 一 但 个行 之有 效 的算 法 ； 模 型 将 动 态 交 通 分 配 分 解 为 ＶＩ 网络 加载 和 网络分 配两 个过 程 ， 最终 通过 求解 一 系列 的线 性规 划来 求解 分配 问题 ｕ 。 ］
摘
要 ： 态 分 配 模 型 ， 通 过 最 优 方 法 得 到 模 型 的 最 优解 ， 优 解 与 Ｗ ａｄｏ 动 是 最 ｒｒｐ用 户 最 优 原 理 的 动 态 推广 相 一致 ， 态 模 型 能 够 反 动
映 交 通 网络 的动 态 属 性 ， 而 为 交 通 诱 导 提 供 必 要 的 可 用 信 息 ， 结 合算 例 分 析 了 动态 模 型 的实 用 性 。 从 并
考 虑 任一 ０一Ｄ 对 ｒ ～ ， 起 点 ｒ ｔ 在 、 时段 的交 通 分 配量 ， 应该 为该 节点 的生 成量 与其 它节点 经过 该
节点流向 ５ 的交通 量之 和 ， 即
ｑ （。 ＋ ）
ｎ∈Ｂ（ ） ｒ
（ ）
（） ５
有 以下 约束 ：
１ 动 态 模 型 的约 束 条 件
说 明 ｔ 时段 ， ａ路段 上 的交通分 配量大 于交通 流 出量 ， 也就 是 说 ， 时段 前 ， 此 ａ路段 上 交 通 负荷 较 轻 ， 可 以适 当增加交 通 负 荷 ； 之 ， （ ≤ （ ， 明 反 ｆ ） ｆ 说 ） 在此 时段 前 ， ａ路段 交通 负荷较 重 ， 应该 适 当减 少 ； 若 （ 一 （ ， 明 ａ路段上 应该保 持平衡 ［ ） ） 说 。
面某 时段 ｔ 的流人 量 。
动态 交通 分配 模 型有数 学规 划模 型 、 最优 控制 模 型 和 ＶＩ 型 。其 中 ， 学 规 划 模 型 以 Ｍ－ 模 型 为 模 数 Ｎ
在 ｔ时段 末 ， 段 ａ上 的交 通 流量 ， 仅 与前 一 路 不
代表 ， 由于规划 求解 的困难 以及 ＦＦ Ｉ Ｏ规 则 的 限制 无
动 态 交 通 分 配 ＵＥ求 解 与算 法
况 志敏 黄 ，
学 院 路 桥 系 ，江 西 南 昌 ３０１） ３０ ３
永 ， 唐 钱 龙 。
４ ０ ７ ；． 西 交 通 职 业 技 术 １０６３江
（． 西省 公 路 机 械 工程 局 ， １江 江西 南 昌 ３ ０ ０ ；． 沙 理 工 大 学 交 通 运 输 工 程 学 院 ， 南 长 沙 ３０６２长 湖
关键词 ： 动态分配 ； ＵＥ模 型； 最优解
中图 分 类 号 ： ９ ． ２ Ｕ４ １１ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３５ ８ （ ０ ００ —５ ９０ １７ —７ １ ２ １ ）５０ ９ ３
０ 引
言
这里 假 设 第 ｔ时段 的交通 流 口量 在本 时段 内不 流出， 即 ＜ ； 明 ｔ 说 时段 以路段 上 的流 出量 必为 前
时段 的交通 量有 关 ， 还与本 时段 的流 出量 有关 ， 为 应
（ ￡）一 ｅ （ｒ ） ｌ （ ａ ． ＋ ｚ ￡）一 Ｏｏ ） １ 。 （ （） ４
即 ｔ 时段 ｎ路 段上 现有 交通 量 等 于前 一 段 交通 量 加 上 该 时 段 交 通 分 配 量 减 去 该 时段 交 通 流 出量 ，
ｚ （ ￡）一 Ｏｏ ｔ） （
（） ２
（） ３
收 稿 日期 ：０ ００ —１ 修 改 日期 ：０ ００ ８ ２ １— ６２ ； ２ １ ７２
作者简介 ： 志敏（９９ ）男 ， 况 １ ６ 一 ， 江西 高 安人 ， 江西 省公 路 机械 工 程局 工 程 师
ｃｒ 程与建设》 ２ １ ０ ０年第 ２ ４卷第 ５ 期 ５ ９ ９
本模 型 服从 Ｆ Ｆ Ｉ ０规 则 ， 即先 进 先 出规 则 。设 一 车辆 在 ｔ时 段进入 路 段 ＆ 。路 段 以上 的行 驶 时 间近
∑厂 ￡ ｑ （） ∑ （） （） ｒ ＋ ， ￡
ｋ “∈Ｂ（ ） ｒ
．
（） ６
（） ７
（ ≥ ０ ）
似认 为 ｔ（ （ ）（ ） 因为行 驶 时 间 ｔ（） 随 ｑ的 变化 ｑ 是
法应 用 于多起 讫点 网络 ， 而 被 其 它 模 型 取 代 ， 它 从 但 最早 体现 了动 态交 通分 配 的思想 ， 学规 划模 型 中对 数 于求 解动 态交 通分 配 问题 所作 的前 提 假 设 和 模 型 中 提 出的交 通 流动态 方 程 基 本 上 为 以后 的其 它 模 型 沿