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 i n
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
e x p])(e x 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
( ) e xp e xp? ? ? ? ?
?
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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
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
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jiX
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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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40
30
20
40
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20
20
20
20
15
10
15
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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。
? ?? ??
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?????
m
i
tittktksrP
1
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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
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1
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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?,
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P3 03?,P1 03?,
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P1 05?, 30 P2 02?, 6 P3 04?, 4
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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
