交通模型手册高级交通分配方法.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.42M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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10 高级交通分配方法很多模型问题需要多样化或特定交通分配方法,在交通分配过程中，需要应用交通流量-延误关系，对多种交通方式或用户分类的处理，包括复杂的道路收费，交叉路口流量延误，或同步处理交通分布等问题，本章主要介绍这些高级交通分配方法。本章内容多方式多类型交通分配（MMA） ..................................................................................................... 2 使用可选或用户自定义流量延误函数进行交通分配.................................................................. 8 创建流量延误函数动态链接库 ....................................................................................................... 13 根据 HCM 2000 的交通流量转向延误和信号优化进行交通分配............................................. 19 交通分布与交通分配的组合模型................................................................................................... 34 SATURN 交通分配界面 ...................................................................................................................... 39 第 10 章高级交通分配方法 10-1

多方式多类型交通分配（MMA）多方式多类型交通分配 (MMA) 是为大城市应用设计的，并能够用于洲际或区域运输的标准分配模型。需要注意，大多数多方式多类型交通分配模型仅仅是多种方式，而在 TransCAD 中，这种模型是多方式和多种类型同时进行分配的模型。 MMA 模型是一种基于广义费用的分配模型，它允许按照特殊模式和用户级别同时将出行分配到道路网。这种模型能够准确地描述所有类型收费设施和 HOV 设施的影响。每种级别和方式都有不同的独立路网、拥堵影响（小汽车当量）、时间价值（Value of Time）以及出行费用。多方式多类型交通分配（MMA）的数据准备你可以定义每一种方式和类型： • 小汽车当量：用于确定每种车辆类型的拥堵影响 • 其它设定：确定不能用于特殊方式或用户类型的路段选择集 • 按照路段或者是通过不同的方式添加的固定费率 • 应用于不同方式的按里程计算费率 • 每种方式或用户类型的特定时间价值 • 每种方式或用户类型的 OD 矩阵小汽车当量小汽车当量（PCE）通常用于将较大车辆转化成相对于标准小汽车数量，以便考虑它们加载到路网上时，不同车辆类型对交通的影响。例如，较大、重型车辆相对于小汽车占用更多的物理道路空间，并且加速和减速性能稍差。对每种方式，TransCAD 都能够指定小汽车当量系数。更详细的小汽车当量系数说明，请参见道路通行能力手册。排除集你能够指定每种方式的不包含路段。例如，能够从卡车方式中排除不满足桥梁净空和载重要求的路段，或者在独乘车辆方式中排除 HOV 路段。为确定排除集，你需要在线层创建排除方式路段的选择集。你需要对每种要排除的方式路段创建选择集。固定费率和按里程计算费率用户能够在进行多方式多类型分配时同时考虑固定费率和按里程计算费率两种方式： • 固定费率是指在通过路网的某一路段时的成本费用。它与流量无关，所以这有别于出行时间成本。固定费率同出行时间、通行能力以及路段其它基本属性一样，以线层属性的方式添加。用户可以为每一种方式设定不同的费率。 • 按里程计算费率指按照出行路径的进口节点和出口节点计算费率。这种费率的计算方法对于在出入口设置收费站的道路作用很大。你需要设定一个节点到节点间的费用矩阵，矩阵的行和列 ID 分别代表出发地和目的地的节点编码，矩阵中每个格的值代表出发地到目的地的费用。下面是一个费率矩阵表和收费设施位置图。 10-2 TransCAD 交通需求模型

你需要定义线段作为固定费率或按照里程收费路段。你可以通过建立单独的选择集来定义路段。然后，将这些选择集作为网路设置对话框的一个特殊的选择集。时间价值每种方式每种类型能够给定自己的时间价值（VOT）。在交通分配中，根据不同的收入类型，每种收入类型能够通过 MMA 方法分配，而且能够设定不同的时间价值。另一个例子是对商业车辆和私人小汽车同时进行交通分配，在这个情况下，用户可以为商业车辆运输分配更大的时间价值。因为 MMA 方法是一种针对于广义费用的分配方法，因此，它能够同时考虑费率成本和时间成本。你需要为每种方式定义一个时间价值以完成基于广义费用的交通分配。 OD 矩阵文件用户必须为每一种方式和类型给定一个起讫点出行矩阵。所有的出行矩阵在同一个矩阵文件中给定，但是矩阵文件中单独给出对应于每种方式流量矩阵。 MMA 的流量延误函数在交通分配模型中，TransCAD 为用户提供了多种预设的流量延迟函数，其中包括美国公路局的（BPR）函数、Akcelik 函数、加拿大 EMME/2 锥形拥堵函数以及 Israel 运输规划研究所（IITRP）函数。因为 MMA 方法应用广义费用函数，在涉及时间成本的操作中仅使用流量延误函数。后面章节将对每种函数作进一步解释。用户可以创建自己的流量延误函数。更多的关于创建自己的流量延误函数的说明，请参见本章最后的“创建流量延误函数动态链接库” 。 MMA 模型的广义费用函数是： m ODgc = ∑ m A OD ∈ i ⎧ ⎪ ⎨ ⎪⎩ VOT m VDF ⋅ ⎛ ⎜ ⎜ ⎝ ct , a a , ∑ m PCE x am , L ⎞ ⎟ +⎟ ⎠ m FT a ⎫ ⎪ ⎬ ⎪⎭ + ∑ M m ∈ i MT m m OD 第 10 章高级交通分配方法 10-3

注释: MMA 方法的路段类型查询表的结构与本章后面将要介绍的用户自定义流量延误函数的路段类型查询表的结构类似。 MMA 选项 MMA 结果 OD = 方式 m 起讫点间的广义费用 = 方式 = 路段 = 起讫点 = 方式 m 起讫点间最短路径的集合其中： gcm m a OD m ODA mVOT = 方式 m 时间价值 at ac aFT = 路段 a 上方式 m 固定费率 M m MT i m VDF ax = 路段 a 自由流行程时间 = 路段 a 通行能力 = 流量延误函数 = 路段 a 上的总流量, = 在路段 i, 方式 m 的费率 m OD = 方式 m 在起讫点节点间费率的集合 ( PCE ) mx m a ∑ m = 路段 a 上方式 m 的流量 xm a PCE = 方式 m 的小汽车当量值 m MMA 方法包括在标准出行分配步骤中的所有的分配选项。关于选项详细说明，请见第九章“交通分配”。此外， MMA 方法还提供了以下选项： • 交费流量（Toll Volume）：如果使用费率矩阵，这一选项将可以输出按照收费节点计算的起讫点总费用矩阵。 MMA 的标准结果与常用的分配结果相似： • 将结果作为主报告的一个附加报告文件，描述输入文件、字段、收敛报告以及分类统计的详细内容，如车辆出行总距离和车辆出行总时间等。 • 交通流量表、饱和流率（V/C 比率表）、路段出行时间和路段速度。此外，MMA 方法能够提供以下可供选择的结果： • 路段车流量和饱和流率表 • 交通流量的等级主题图和饱和流率（V/C 比率）的彩色主题图 • 如果应用费率矩阵，将提供在收费节点进出口间的一个 OD 矩阵关于交通分配结果的详细说明，请见第九章“交通分配”。 10-4 TransCAD 交通需求模型

♦ 执行多方式多类型交通分配 1. 打开一个包含线层的地图和对应的网络。如果想要包含一个排除集，则要用户在线层上创建不包含方式路段的选择集。如果你想设定收费路段，则要用户在线层上创建定义固定费率或按里程计算费率的路段选择集。 2. 打开 OD 矩阵文件，这个矩阵文件必须包含所有方式出行矩阵。如果应用按照行驶里程计算费率，则需要一个节点到节点费率矩阵。 3. 选择 Planning-Advanced Assignment-Multi-Modal Multi-Class Assignment 显示多方式多类型交通分配对话框。注释：用设定按钮保存你的输入的说明，详见第 15 章，数据准备和规划应用的“保存和使用设定 ”。 4. 在 Method 下拉列表中选择一种交通分配方法。 5. 在 Delay Function 下拉列表中选择要用的延误函数。 6. 如果想要使用费率，单击 Network 按钮显示网络设定对话框并单击 Toll 页签。进行下面的操作: • 在 OD 收费路段框中，从下拉列表中选择包含进出节点间费用的路段选择集，或者选择设定了费率的路网。 • 在收费路段框中，从下拉列表中选择固定费率的路段选择集，或者选择设定了费率的路网。 • 单击 OK，返回 Multi-Modal Assignment 对话框。第 10 章高级交通分配方法 10-5

7. 如果想包含进出节点间的费率，则从费用矩阵下拉列表中选择费用矩阵文件。否则，选择 None。 8. 按照以下的步骤进行每类车辆的交通分配： • 在等级信息滚动列表中加亮显示车辆类型。 • 选中使用分类复选框，激活编辑框和 PCE、VOT、固定费率和排除集。如果你应用费用矩阵，则也将激活道路费率下拉列表。 • 输入用于描述车辆类型的 PCE 和 VOT 值。 • 如果使用固定费率，则在 Fixed Toll 下拉列表中选择某种方式的固定费率。 • 如果使用按照进出节点控制费率，则在 Road Toll（道路费率）下来列表中，选择某种方式的费率矩阵 • 如果使用排除集，则在排除集下拉列表中选择要排除的某种方式的选择集。 9. 为进行交通分配的延误函数更改参数设置。你可以在字段下拉列表中选择描述每一个路段的参数或者在编辑框中输入一个默认值。 10. 单击选项显示选项对话框，选择在第九章“交通分配”中“执行交通分配”一节描述的项目，然后单击 OK 返回使用用户 VDF 进行分配对话框。 11. 单击 OK，TransCAD 显示存储流量表对话框，输入文件名并单击 Save 保存。如果在选项对话框中选择报告路段流量值、饱和流率、分配等级、收费总量， TransCAD 显示输出文件设置对话框。按照下面的描述，选择使用、重命名或者覆盖每一个文件并，单击 OK。如果是下述情况正在使用或者保存存在的文件单击另存为, 选择一个文件夹, 输入文件名并单击保存。将进行以下操作已经存在并且文件名可再用会变成新的状态。选择覆盖，状态将变成覆盖。如果你想覆盖所有已经存在的文件，则单击 Overwrite All 覆盖全部文件。 12. TransCAD 同时从所有指定的车辆类型交通流量分配到路网上，创建路段的流量表并显示结果对话框。要实现查看所有的警告查看报告关闭对话框需要以下操作单击 Show Warnings 通过浏览器显示警告单击 Show Report 通过浏览器显示报告单击 Close 关闭 TransCAD 显示与结果流量表相关的视图。根据用户选择的选项，TransCAD 可创建包含小区到小区通过重要路段连接的 O-D 流量的矩阵文件，报告流量表和饱和流滤，或显示饱和流率（V/C）的色彩主题图。 10-6 TransCAD 交通需求模型

试一试... 60 秒学习指南: 执行多方式交通分配 1. 选择 File-Open Workspace，然后打开指南文件夹中的 TRAFFIC ASSIGN MULTI MODAL.WRK 文件。TransCAD 显示马萨诸塞州的公路地图，打开小汽车、轻型卡车和中型卡车的流量矩阵、马萨诸塞州收费公路从进口节点到出口节点的费率矩阵。同时加载道路网络。你要做的是使用固定的费率或费率矩阵执行多方式交通分配。 2. 再工具栏下拉列表中选择 Highway。 3. 选择 Planning-Advanced Assignment-Multi- Modal Multi-ClassAssignment 显示多方式交通分配对话框。 4. 再 OD 矩阵文件下拉列表中选择 OD Trips 矩阵。 5. 在费率矩阵下拉列表中选择 Mass Pike Tolls。 6. 在等级信息滚动列表中加亮 Car Trips ，选择使用复选框，在编辑框中输入 PCE 值为 1，在固定费率下拉列表中选择 [Link Toll (car)] ，并且在道路费率下拉列表中选择 All Exits (car)。 7. 在等级信息滚动列表中加亮 Light Truck，选择使用复选框，在编辑框中输入 PCE 值为 2，在固定费率下拉列表中选择[Link Toll (light truck)]，并且在道路费率下拉列表中选择 All Tolls (light truck)。 8. 在等级信息滚动列表中加亮 Heavy Truck，选择使用复选框，在编辑框中输入 PCE 值为 4，在固定费率下拉列表中选择[Link Toll (heavy truck)]，并且在道路费率下拉列表中选择 All Tolls (heavy truck)。滚动列表和下述的类似。 9. 在延误函数参数滚动列表中，在[Time (min)] 在段中选择 time，并且在 Capacity 字段中选择 capacity。其它的设置选项均正确。 10. 单击 OK，在对话框中显示存储流量表。 11. 输入“my_multimoda”作为文件名单击保存，TransCAD 在路网上分配流量并显示结果摘要对话框。 12. 单击关闭，TransCAD 显示结果链接窗口。 13. 选择 Map-Scaled-Symbol Theme 显示比例符号主题对话框。 14. 在滚动列表中选择 AB_Flow 并单击 OK。 TransCAD 添加一个分配流量的比例符号主题图。 15. 选择 File-Close All 并单击 No to All 不做任何保存关闭所有窗口。按出行目的进行交通分配：MMA 交通分配应用 MMA 分配能够用于按照出行目的进行同时分配。这提供了不同目的使用路网的信息。 HOV 分配建议在进行 HOV 分析时使用 MMA 模型进行交通分配。但是，对于可逆的兼容性，先前的 HOV 交通分配的程序在批处理脚本中仍然可用或调用。第 10 章高级交通分配方法 10-7

使用可选或用户自定义流量延误函数进行交通分配这种单一类型分配程序为用户提供几个预设的可用流量延迟函数（VDF），而不仅仅是在第 9 章“交通分配”预先确定的 BPR 函数。除广义费用函数外的所有这些函数，都可以用于进行 MMA 交通分配。此外，用户可使用自己编写的 VDF 函数，使用 Microsoft C++编译，用于分配。已经提供的预先确定的延误函数有： • 美国公路局的（BPR）函数 • EMME/2 锥形延误函数 • • Akcelik 延误函数 • 基于 BPR 延误曲线的广义费用函数 logit 延误函数关于创建用户自己的流量延误函数的介绍，请参见下一部分的“创建流量延误函数动态链接库”。预先设定的延误函数介绍如下：美国公路局（BPR）函数这个函数和第九章“交通分配”中介绍的用于基本交通分配的函数相同。 t i β i ⎡ ⎢ α1 +⋅ i ⎢ ⎣ ⎛ ⎜⎜ ⎝ x i C i ⎞ ⎟⎟ ⎠ ⎤ ⎥ ⎥ ⎦ 这里: ti = 路段 i 上的自由流行驶时间 Ci = 路段 i 的通行能力 xi = 路段 i 的实际流量 α = 常量 β = 常量锥形流量延误函数（Spiess, 1990） 1990 年 Spiess 定义的用于替代广泛使用的 BPR 函数的方程式： xf )( += 2 2 α ⎛ − 1 ⎜ ⎝ x C 2 ⎞ +⎟ ⎠ 2 ⎛ − 1 αβ ⎜ ⎝ − x C ⎞ −⎟ ⎠ β 这里: β = 2 α − 2 − α 1 2 , x /= Cv 和 α 是大于 1 的常量 10-8 TransCAD 交通需求模型

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