第三节 网络交通分配交通分配就是把各种出行方式的空间 OD
量分配到具体的交通网络上，通过交通分配所得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的依据。
某城市机动车高峰小时路段交通量分布某城市机动车高峰小时交叉口交通量分布某市上班高峰小时路段自行车交通量分布一、综述
WARDROP原理
Wardrop第一原理：网络上的交通以这样一种方式分布，就是所有使用的路线都比没有使用的路线费用小；
Wardrop第二原理：车辆在网络上的分布，使得网络上所有车辆的总出行时间最小。
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平衡分配法。
1、平衡分配法固定需求分配法在分配模型中，出行 OD矩阵 T(i,j)固定不变。其模型为：
求解算法,Frank-Wolfe算法
的出行量从 jijiT
jiX
jiTjiX
jiXjiV
dxxt
r
r
r
r i j
rara
V
a
a
,
0,
,,
.,s,t,
)(m in
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。
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。
),(),( jitFjiT?
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、非平衡模型最短路（全有全无）分配容量限制分配多路径分配容量限制 ——多路径分配交通需求交通流重分布道路及交叉口流量预测交通网络质量评价交通规划方案车辆路径选择模拟最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 --容量限制交通分配调整交通管理措施
O-D矩阵道路交通网络交通流重分布模拟交通流重分布基础：
车辆路径选择模拟最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 --容量限制交通分配交通规划方案二、最短路交通分配在分配中，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、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一 OD点对应的
OD量被全部分配在连接该 OD点对的最短线路上，其他道路上分配不到交通量。
最短路交通分配
A
B
100
100
100
出行量 T(A--B)=100辆三、容量限制分配方法容量限制分配是一种动态的交通分配方法，它考虑了路权与交通负荷之间的关系，即考虑了交叉口、路段的通行能力限制，比较符合实际情况。
容量限制分配有：
（ 1）容量限制 ——增量加载分配
（ 2）容量限制 ——迭代平衡分配
1、容量限制 ——增量加载分配先将 OD表中的每一个 OD量分解成
K部分，即将原 OD表分解成 K个 OD表，
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
A
B
40+20 20
30+10 10
40
10 20+40
30+1030
出行量 T(A--B) = 40+30+20+10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
3
4
5
10
100
60
50
40
30
20
40
30
30
25
20
20
20
20
15
10
15
10
10
10 5 5 5 5 5
分配次序
K
分配次数 K与每次的 OD量分配率（％）
2、容量限制 ——迭代平衡分配先假设网络中各路段流量为零，按零流量计算路权，并分配整个 OD表，然后按分配流量计算路权，重新分配整个 OD表，最后比较新分配的路段流量与原分配的路段流量，新计算的路权与原计算的路权，若两者比较接近，满足迭代精度要求，则停止迭代，获得最后的分配交通量。若不能满足迭代精度要求，则根据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足迭代精度。
四、多路径交通分配方法
1、分配模型
出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的概率可用 LOGIT路径选择模型计算。
P(r,s,k)—OD量 T(r,s)在第 k条出行路线上的分配率； t(k)—第 k条出行线路的路权； t—各出行路线的平均路权,θ—分配参数； m—有效出行线路条数。
m
i
tittktksrP
1
ex p])(ex p [),,(
多路径概率交通分配
A B
30P=0.3
P=0.5 50
P=0.2
20
T=100
多路径交通分配考虑最短路,随机两因素
m
P k t t t tk i
i
m
( ) exp exp
1
3 00 3 50,~,
A
1
k B
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。
本模型能较好地反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。
五、容量限制 ——多路径分配该方法考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制，使分配结果更加合理。
包括：多路径 ——增量加载分配、多路径 ——迭代平衡分配容量限制 --多路径交通分配
A B
12 3
312
18
12
P2 0 4?,
33
P3 03?,P1 03?,
40
P1 05?,30 P2 02?,6 P3 04?,4
P1 02?,
P2 04?,
P3 03?,?27
T=100 = 60 + 30 + 10
交通网络规划方案交通阻抗分析车辆路径选择模拟交通流重分布模拟道路及交叉口的速度、流量等输出交通分配预测反馈调整六、交通管理对交通流影响的原理影响车辆运行的交通阻抗对鼓励通行的交通流，减少交通阻抗对限制通行的交通流，增加交通阻抗以达到调整网络交通流量的目的速度 道路车辆速度、行驶时间预测畅行车流正常车流拥挤车流交通负荷路段交通阻抗
T = f (V/C)
时间交叉口延误预测延误 D
交通负荷交叉口交通阻抗
量分配到具体的交通网络上，通过交通分配所得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的依据。
某城市机动车高峰小时路段交通量分布某城市机动车高峰小时交叉口交通量分布某市上班高峰小时路段自行车交通量分布一、综述
WARDROP原理
Wardrop第一原理：网络上的交通以这样一种方式分布，就是所有使用的路线都比没有使用的路线费用小；
Wardrop第二原理：车辆在网络上的分布，使得网络上所有车辆的总出行时间最小。
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平衡分配法。
1、平衡分配法固定需求分配法在分配模型中，出行 OD矩阵 T(i,j)固定不变。其模型为：
求解算法,Frank-Wolfe算法
的出行量从 jijiT
jiX
jiTjiX
jiXjiV
dxxt
r
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r
r i j
rara
V
a
a
,
0,
,,
.,s,t,
)(m in
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。
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。
),(),( jitFjiT?
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、非平衡模型最短路（全有全无）分配容量限制分配多路径分配容量限制 ——多路径分配交通需求交通流重分布道路及交叉口流量预测交通网络质量评价交通规划方案车辆路径选择模拟最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 --容量限制交通分配调整交通管理措施
O-D矩阵道路交通网络交通流重分布模拟交通流重分布基础：
车辆路径选择模拟最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径 --容量限制交通分配交通规划方案二、最短路交通分配在分配中，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、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一 OD点对应的
OD量被全部分配在连接该 OD点对的最短线路上，其他道路上分配不到交通量。
最短路交通分配
A
B
100
100
100
出行量 T(A--B)=100辆三、容量限制分配方法容量限制分配是一种动态的交通分配方法，它考虑了路权与交通负荷之间的关系，即考虑了交叉口、路段的通行能力限制，比较符合实际情况。
容量限制分配有：
（ 1）容量限制 ——增量加载分配
（ 2）容量限制 ——迭代平衡分配
1、容量限制 ——增量加载分配先将 OD表中的每一个 OD量分解成
K部分，即将原 OD表分解成 K个 OD表，
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
A
B
40+20 20
30+10 10
40
10 20+40
30+1030
出行量 T(A--B) = 40+30+20+10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
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100
60
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30
20
40
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20
20
20
20
15
10
15
10
10
10 5 5 5 5 5
分配次序
K
分配次数 K与每次的 OD量分配率（％）
2、容量限制 ——迭代平衡分配先假设网络中各路段流量为零，按零流量计算路权，并分配整个 OD表，然后按分配流量计算路权，重新分配整个 OD表，最后比较新分配的路段流量与原分配的路段流量，新计算的路权与原计算的路权，若两者比较接近，满足迭代精度要求，则停止迭代，获得最后的分配交通量。若不能满足迭代精度要求，则根据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足迭代精度。
四、多路径交通分配方法
1、分配模型
出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的概率可用 LOGIT路径选择模型计算。
P(r,s,k)—OD量 T(r,s)在第 k条出行路线上的分配率； t(k)—第 k条出行线路的路权； t—各出行路线的平均路权,θ—分配参数； m—有效出行线路条数。
m
i
tittktksrP
1
ex p])(ex p [),,(
多路径概率交通分配
A B
30P=0.3
P=0.5 50
P=0.2
20
T=100
多路径交通分配考虑最短路,随机两因素
m
P k t t t tk i
i
m
( ) exp exp
1
3 00 3 50,~,
A
1
k B
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。
本模型能较好地反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素。
五、容量限制 ——多路径分配该方法考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制，使分配结果更加合理。
包括：多路径 ——增量加载分配、多路径 ——迭代平衡分配容量限制 --多路径交通分配
A B
12 3
312
18
12
P2 0 4?,
33
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40
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P3 03?,?27
T=100 = 60 + 30 + 10
交通网络规划方案交通阻抗分析车辆路径选择模拟交通流重分布模拟道路及交叉口的速度、流量等输出交通分配预测反馈调整六、交通管理对交通流影响的原理影响车辆运行的交通阻抗对鼓励通行的交通流，减少交通阻抗对限制通行的交通流，增加交通阻抗以达到调整网络交通流量的目的速度 道路车辆速度、行驶时间预测畅行车流正常车流拥挤车流交通负荷路段交通阻抗
T = f (V/C)
时间交叉口延误预测延误 D
交通负荷交叉口交通阻抗
