道路阻抗函数理论与应用研究
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第二章公共交通阻抗函数2.1 交通阻抗的概念传统交通规划由交通调查、交通预测、方案设计和方案评价组成,而交通预测又由四个阶段组成:出行发生预测、出行分布预测、交通方式划分以及交通量分配。
作为四阶段交通预测最后一步的交通量分配,是指将各分区之间的出行分布量分配到交通网络的各条边上去的过程,是网络设计的数据基础。
交通分配一直是交通规划诸问题中被国内外学者研究得最深入、取得研究成果最多的一个问题。
本文研究的重点也即在于公共交通网络的交通量分配和网络设计。
无论对于道路交通网络或公共交通网络,其交通量分配都是以交通阻抗函数为基础的。
现有的交通分配模型大致可以分为两类:均衡模型和非均衡模型。
所谓均衡模型是指基于1952年Wardrop提出的交通网络均衡原理的模型,否则为非均衡模型。
本文所讨论的交通分配和网络设计模型都是建立在该均衡原理基础上的。
Wardrop均衡原理的准确定义是:在交通网络达到均衡时,所有被利用的路径具有相等而且最小的阻抗,未被利用的路径与其具有相等或更大的阻抗。
也就是说交通网络用户总是试图选择阻抗最小的路径,从而造成路段上交通流量的变化,由于路段阻抗和流量有关,流量变化又导致阻抗改变,从而造成网络交通量的重新分布,最终达到一种平衡状态。
可见,交通阻抗函数是进行交通分配和网络设计的基础。
交通阻抗是指交通网络上路段或路径之间的运行距离、时间、费用、不舒适度等因素的综合;为简单起见,也可指其中某个因素。
本章借鉴城市道路网的相关理论,根据公共交通网络的交通特性,建立公共交通的阻抗函数。
2.2城市公共交通网络的阻抗对于城市公共交通网络,其路段上的阻抗包括:乘客乘车或换乘的步行时间、公交车的走行时间、乘客在途中的不舒适程度折算的时间价值,以及公交票价折算的时间价值;其节点阻抗包括乘客乘车前和换乘的等车时间和续乘停车时间组成。
由于阻抗是考虑了各种因素的综合作用,这里的阻抗是没有量纲的。
由于流量的分配取决于各线路之间阻抗的相对大小,因此阻抗无量纲并不会影响分配的进行[22]。
第22卷 第4期2009年7月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.22 No.4July 2009文章编号:1001-7372(2009)04-0092-04收稿日期:2008-10-22基金项目:国家自然科学基金重点项目(50738001);国家自然科学基金项目(50608018);教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20070286006)作者简介:任 刚(1976-),男,浙江上虞人,研究员,博士研究生导师,工学博士,E -m ail:r engang@ 。
混合交通条件下的城市道路实用路阻函数任 刚,刘晓庆,全林花(东南大学江苏省交通规划与管理重点实验室,江苏南京 210096)摘要:以交通混合程度最高的单幅路为研究对象,在大量实测数据基础上,采用多因素方差分析法检验了本向机动车流量、对向机动车流量、本向非机动车流量、行人横向干扰程度对车流速度产生的影响。
由美国联邦公路局BPR 函数模型拓展得到混合交通条件下机动车路阻函数的通用形式,基于统计学原理对实测数据进行变量筛选和参数标定,建立了综合考虑机非干扰、对向干扰和横向干扰的实用路阻函数模型。
结果表明:在理论分析基础上,由试验数据标定得到的BPR 改进模型优于纯粹由数据拟合得到的线性回归模型。
关键词:交通工程;路阻函数;方差分析;混合交通;行人横向干扰中图分类号:U 491.1 文献标志码:APractical Link Performance Functions for Urban Roads withMixed TrafficREN Gang,LIU Xiao -qing,QU AN Lin -hua(K ey L abo rato ry of T ranspor tatio n Planning and M anag ement o f Jiang su P ro vince,Southeast U niversity,N anjing 210096,Jiang su,China)Abstract:Accor ding to field data surv ey ed o n one -tr ack ro ad w ith the m ost mixed traffic,it w as pro ved by the method of mult-i facto r v ar iance analysis that the mo tor vehicle flow ,the oppositemotor vehicle flow ,the non -mo to r vehicle flow and the cro ss w alk interference all affected the motor vehicle flow speed sig nificantly.A g eneral link perfo rmance function of motor vehicle with mixed traffic w as ex tended from the BPR mo del,and then the variables w er e selected and the parameters w ere calibrated by field data.T hus,co nsidering the interference of motor and no n -motor vehicles,oppo site directions and cross w alks,the practical link perform ance function model w as established.The comparison analy sis show s that the improved BPR m odel w hich is analyzed theoretically and is calibrated by field data,is better than the linear regression mo del w hich is merely fitted by data.Key words:traffic engineering;link perform ance function;variance analysis;m ixed traffic;cr oss w alk inter ference0引 言各国有许多学者对城市道路路阻函数,即机动车速度-流量模型进行了深入研究,提出了不同的函数模型并进行了修正和发展,其中一些模型在实际应用中取得了较为满意的效果[1-3]。
第二章公共交通阻抗函数2.1 交通阻抗的概念传统交通规划由交通调查、交通预测、方案设计和方案评价组成,而交通预测又由四个阶段组成:出行发生预测、出行分布预测、交通方式划分以及交通量分配。
作为四阶段交通预测最后一步的交通量分配,是指将各分区之间的出行分布量分配到交通网络的各条边上去的过程,是网络设计的数据基础。
交通分配一直是交通规划诸问题中被国内外学者研究得最深入、取得研究成果最多的一个问题。
本文研究的重点也即在于公共交通网络的交通量分配和网络设计。
无论对于道路交通网络或公共交通网络,其交通量分配都是以交通阻抗函数为基础的。
现有的交通分配模型大致可以分为两类:均衡模型和非均衡模型。
所谓均衡模型是指基于1952年Wardrop提出的交通网络均衡原理的模型,否则为非均衡模型。
本文所讨论的交通分配和网络设计模型都是建立在该均衡原理基础上的。
Wardrop均衡原理的准确定义是:在交通网络达到均衡时,所有被利用的路径具有相等而且最小的阻抗,未被利用的路径与其具有相等或更大的阻抗。
也就是说交通网络用户总是试图选择阻抗最小的路径,从而造成路段上交通流量的变化,由于路段阻抗和流量有关,流量变化又导致阻抗改变,从而造成网络交通量的重新分布,最终达到一种平衡状态。
可见,交通阻抗函数是进行交通分配和网络设计的基础。
交通阻抗是指交通网络上路段或路径之间的运行距离、时间、费用、不舒适度等因素的综合;为简单起见,也可指其中某个因素。
本章借鉴城市道路网的相关理论,根据公共交通网络的交通特性,建立公共交通的阻抗函数。
2.2城市公共交通网络的阻抗对于城市公共交通网络,其路段上的阻抗包括:乘客乘车或换乘的步行时间、公交车的走行时间、乘客在途中的不舒适程度折算的时间价值,以及公交票价折算的时间价值;其节点阻抗包括乘客乘车前和换乘的等车时间和续乘停车时间组成。
由于阻抗是考虑了各种因素的综合作用,这里的阻抗是没有量纲的。
由于流量的分配取决于各线路之间阻抗的相对大小,因此阻抗无量纲并不会影响分配的进行[22]。
变电站设备巡检机器人中路阻函数的建立与研究摘要:研究的变电站设备巡检机器人工作在半规范拓扑环境中,机器人在运行过程中受到多种路段阻抗因素影响,在绘制变电站电子地图的基础上,利用道路交通网络分配路径的选择方法,通过对函数模型参数的标定建立适合任务现场的综合路阻函数模型,并成功应用于机器人全局路径规划。
实践证明方法可行,有效。
关键词:路阻函数;变电站;拓扑环境;巡检机器人;路径规划中图分类号:tp242目前,路阻函数在交通分配过程中被广泛应用,用于路径的选择。
交通阻抗是表达车辆在运行过程中所遇到的阻力大小即阻碍程度高低或交通困难程度大小的量值,是表现车辆在运行中通达程度及顺畅程度大小的一个度量值。
路段阻抗是进行交通分配和路网规划的重要参数,也是流拟合问题研究的重点。
广义的路段阻抗又称为延误、费用。
狭义的路段阻抗一般是指车辆出行在道路上所花费的行程时间。
本文采用的变电站设备巡检机器人工作在变电站半规范拓扑环境中,在道路交通网络相关研究和机器人学研究基础上,综合考虑巡逻机器人执行任务的环境和机器人系统自身因素的影响,通过对函数模型参数的标定建立适合任务现场的综合路阻函数模型,进而根据现场实际勘测,建立基于路段阻抗的电子地图拓扑环境,为合理进行路径规划打下基础。
1 路阻函数模型建立机器人在道路上运行过程中受到多种因素影响,也就是存在多种路段阻抗,其中包括来自环境的因素、机器人系统自身因素以及其他因素。
环境方面包括路段的长度、路口和弯道数量、坡道、摩擦系数、道路宽度和减速带数量等机器人系统方面包括能量、无线网络信号强度和机器人自身故障等。
由于变电站巡检机器人执行任务的特征,在决策执行任务路线时,受各种因素的影响。
因此,反映执行路线的综合路阻是十分重要的决定性因素之一。
机器人工作环境中的道路是比较平整且均为水泥地面的路段,道路宽度不影响机器人运行,不存在坡道。
对于机器人自身,电池组有效供电时间为两小时,足以完成任务,故暂不考虑能量对路段阻抗的影响。