关于平衡交通分配研究中若干问题的探讨
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城市交通运输供需平衡分析随着城市化进程的加速,城市交通运输成为人们生活中的重要环节。
然而,城市交通运输供需平衡一直是一个困扰城市规划师和交通管理者的难题。
为了实现城市交通的高效与便捷,我们需要对城市交通运输供需平衡进行深入分析。
一、城市交通需求的增长随着城市人口的不断增加以及经济的发展,城市交通需求呈现出快速增长的趋势。
首先,人口增长带来了交通需求的增加。
大量的人口迁徙到城市,对城市交通运输提出了更高的要求。
其次,经济的发展促进了人们对交通工具的需求。
随着城市化的深入,人们的出行方式从步行、自行车逐渐转变为汽车、地铁等公共交通工具。
因此,城市交通需求的增长成为城市交通运输供需平衡的一个重要问题。
二、城市交通供给的挑战然而,城市交通供给往往滞后于需求的增长。
一方面,城市道路建设滞后导致交通拥堵。
许多城市由于历史原因或者规划不善,道路设计不合理,交通拥堵成为常态。
汽车数量的快速增长与道路容量的不匹配,使得城市交通供给无法满足市民的需求。
另一方面,城市公共交通设施也面临挑战。
地铁、公交等公共交通工具在高峰期往往拥挤不堪,不仅影响了市民的出行体验,也加剧了城市交通拥堵的程度。
三、城市交通供需平衡的策略为了实现城市交通运输的供需平衡,需要采取一系列的策略。
首先,优化道路规划和交通组织。
合理规划城市道路,提高道路的通行能力,增加交通信号灯的数量,合理设置红绿灯的时长,减少交通堵塞的发生。
其次,加大对公共交通的投入。
提升城市公共交通的服务质量,增加公交车辆的数量,优化地铁线路的布局,加大对公共交通的宣传力度,引导市民转变出行方式,减少私家车的使用。
此外,加强信息化建设,提供交通出行的实时信息。
通过智能手机应用、公告牌等形式,及时更新交通拥堵、公交车辆到站等信息,提供便利的出行选择。
最后,加强交通管理和监管。
完善交通规则,加强执法力度,严厉打击违规行为,提高市民的遵规意识,减少交通事故的发生。
四、国际经验与借鉴城市交通运输供需平衡不仅是国内问题,也是国际范围内的共同难题。
交通调度任务分配报告分析一、背景介绍交通调度是一项重要的工作,涉及到公交车、出租车、货车等各种交通工具的合理安排和任务分配。
本报告将对交通调度任务分配进行详细的分析和评估。
二、任务分配的目标和原则1. 目标:确保交通工具顺利运营,提高交通效率,减少拥堵和行程时间。
2. 原则:a. 合理平均分配任务,避免出现有些车辆过载,有些车辆闲置的情况。
b. 根据交通工具的特点和性能,合理安排不同的任务。
c. 考虑交通需求变化,及时调整任务分配。
三、任务分配方法和策略1. 任务分配方法:a. 随机分配:通过随机算法将任务分配给交通工具,确保任务公平分配。
b. 优先级分配:根据任务的紧急程度和重要性,将高优先级任务分配给专门的车辆处理。
c. 最佳路径分配:根据交通状况和路况,选择最佳路径来分配任务。
2. 任务分配策略:a. 时间段分配:根据交通流量的变化,将任务分配到交通流量较小或者交通堵塞较少的时间段。
b. 特定路段分配:根据交通状况和道路情况,将任务分配给在该路段有更高通行效率的交通工具。
c. 集中调度:将任务进行合理的集中调度,减少路线冲突和重复行驶。
四、任务分配效果评估1. 数据收集:通过交通监控系统和交通工具的定位系统,收集相关的交通流量、任务分配情况、行驶时间等数据。
2. 数据分析:对收集到的数据进行统计和分析,评估任务分配的效果。
3. 效果评估指标:a. 平均任务完成时间:衡量任务分配的效率和准确性。
b. 交通拥堵情况:判断任务分配是否合理,是否能有效减少拥堵。
c. 车辆利用率:评估任务分配的合理性和交通工具的利用效率。
五、问题和改进措施分析1. 问题分析:通过数据分析,找出任务分配中存在的问题,比如拥堵点集中、任务分配不均衡等。
2. 改进措施:a. 优化任务分配算法:引入先进的算法和模型,提高任务分配的准确性和效率。
b. 配置合理的交通工具:根据交通需求和路况,合理配置不同类型和规模的交通工具。
交通供需平衡研究交通是现代社会发展的重要基础和支撑,而交通供需的平衡则是实现交通高效运行和城市可持续发展的关键。
本文将探讨交通供需平衡的研究,并分析其对城市交通规划与管理的重要性。
一、交通供需平衡的定义及背景交通供需平衡是指在一定时期、一定区域内,交通需求和供给之间达到一种相对稳定的状态。
交通需求包括居民和企业的出行需求,而交通供给则涉及交通基础设施、交通工具和交通服务等。
交通供需平衡的研究是为了使交通系统能够高效、便捷地满足人们出行需求,同时减少交通拥堵、环境污染和资源浪费。
城市人口增长和经济发展带来了交通需求的不断增加,但交通基础设施建设和管理相对滞后,致使交通供给无法满足需求,导致交通拥堵等问题日益严重。
因此,交通供需平衡的研究变得尤为重要。
二、交通供需平衡的影响因素1.人口与经济发展:人口增长和城市化进程会直接影响交通需求的增加。
同时,经济发展水平的提高也会促使人们更频繁地进行出行,从而增加交通需求。
2.交通网络及设施:交通网络的完善程度、交通设施的质量和数量对交通供给起着重要影响。
良好的交通网络和设施可以提高交通运输效率,减少拥堵现象。
3.国家政策与规划:政府的交通规划和政策措施可以对交通供需平衡产生重要影响。
例如,限行政策可以缓解交通拥堵问题,而公共交通优惠政策则可以鼓励人们使用公共交通工具。
4.社会生活与出行方式:社会生活方式和出行方式的变化也会影响交通供需平衡。
例如,互联网的普及使得网购和在线办公成为可能,从而对交通需求产生了一定影响。
三、交通供需平衡的研究方法与模型1.交通调查:通过对不同区域、不同群体的交通出行情况进行调查,可以了解交通需求的特点和对交通供给的需求。
2.交通影响评价:在制定新的交通规划和政策时,进行交通影响评价可以预测交通需求的变化,并制定相应的供给措施。
3.交通模型:建立交通模型来模拟和预测交通需求与供给之间的平衡关系,是研究交通供需平衡的重要手段。
常用的交通模型包括四步法模型和交通仿真模型等。
城市交通运输供需平衡研究城市交通是现代城市生活不可或缺的一部分。
随着城市化进程的加速,交通状况愈发严峻,城市交通供需平衡成为一个亟待解决的问题。
本文将从多个角度探讨城市交通运输供需平衡的研究。
1. 交通需求的增长与挑战随着城市规模的扩大,人口数量和经济活动的增加,交通需求不断增长。
人们对出行的需求更加多样化,在家、公司、学校和其他社会活动之间频繁移动。
因此,城市的交通网络和交通设施压力不断增加,给城市交通系统带来了巨大的挑战。
2. 基础设施建设与城市规划为了平衡交通运输供需,必须进行全面的城市规划和基础设施建设。
在城市规划中,要考虑到居民、工作、教育和商业区域之间的联系,合理布局交通设施。
此外,提高公共交通系统的便利性和覆盖率也是关键。
通过改善道路、轨道交通和公交线路等,可以缓解城市交通压力,提供更高效的出行方式。
3. 科技的应用与交通管理随着科技的不断发展,智能交通系统的应用也逐渐成为缓解城市交通问题的有效手段。
交通管理部门可以利用先进的数据分析技术和智能交通设备,实时监测交通流量并进行智能化的控制。
这样可以提高交通效率,减少交通堵塞情况的发生。
4. 提倡绿色出行与非机动交通绿色出行与非机动交通也是平衡城市交通供需的重要方面。
鼓励市民使用公共交通、步行和骑行等方式,减少汽车使用量,有助于减少交通拥堵和空气污染。
政府可以提供相应的政策和配套设施,如建设自行车道和步行街,以便更好地支持绿色出行。
5. 区域交通合作与城市联通在跨城市或跨地区交通供需平衡方面,区域交通合作和城市联通也是至关重要的。
不同城市之间可以共享交通数据和资源,建立起更加高效的交通联结。
通过合作和协调,可以减少不必要的重复建设,提高交通系统的整体效能。
6. 人口调控与城市分流城市交通供需平衡还需要考虑人口的分布和调控。
过度集中的人口会导致城市交通压力过大。
一些研究表明,通过发展中小城市,吸引人口分流,可以减轻大城市的交通负担。
因此,合理控制和引导人口流动,缓解城市交通的压力,是解决问题的一个重要策略。
城市公交平衡配流研究的几个关键问题综述
雷全胜;唐祯敏
【期刊名称】《系统工程学报》
【年(卷),期】2003(018)001
【摘要】随着城市人口和机动车的增加,城市面临着越来越严重的道路拥挤问题,因此公共交通变得尤为重要.为了有效地规划和发展城市公交,需要解决公交线网上的乘客分配问题.文章通过对城市公交平衡配流问题研究的回顾,介绍共线、策略、超级路径等概念,着重谈了研究中值得注意的几个问题,特别是对乘客出行行为和拥挤的模拟,并对今后的研究进行了展望.
【总页数】6页(P62-66,70)
【作者】雷全胜;唐祯敏
【作者单位】北方交通大学交通运输学院,北京,100044;北方交通大学交通运输学院,北京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】U121
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关于平衡交通分配研究中若干问题的探讨任刚,刘晓庆(东南大学交通学院南京210096)摘要:国际上关于平衡交通分配的研究与应用已达到了比较成熟的地步,但也存在一些亟待探讨解决的问题。
本文在简要回顾平衡交通分配研究进展的基础上,对交通分配中的转向延误、转向流量、基础数据、计算速度以及研究思路等若干问题进行深入探讨,提出了相应的对策和建议,有助于对平衡交通分配问题的理解、建模、求解与应用。
关键词:平衡交通分配;转向延误;网络简化;并行算法;探讨Discussion on some issues in equilibrium traffic assignment researchREN Gang, LIU Xiao-qing(Shool of Transportation,Southeast University, Nanjing 210096,China)Abstract: The theories and applications of equilibrium traffic assignment have become quite mature, but some issues still need to be solved. After reviewing the advances in equilibrium traffic assignment, this paper addresses some issues concerning turning delay, turning flow, basic data, calculating performance and research route, and proposes some advice, which is helpful for understanding, modeling, solving and applying the equilibrium traffic assignment problem.Key words: equilibrium traffic assignment; turning delay; network simplification; parallel algorithm; discussion0引言作为一个具有重大的理论和实践价值并且难度与艺术性并存的课题,几十年来交通分配博得了国内外众多学者的青睐,虽对其的研究与应用都已取得了相当成熟的成果,但同时也涌现出一些亟待探讨解决的问题。
城乡交通不平衡问题与解决策略研究随着城市化的进程不断加快,城乡之间的交通不平衡问题愈发突出。
这一问题对城乡居民的生活产生了严重影响,也对实现全面建设小康社会的目标提出了新的挑战。
然而,这个问题并非无解,我们可以通过多方面的努力来寻求合适的解决策略。
首先,改善城乡道路条件是解决交通不平衡问题的关键。
目前,许多农村地区的道路状况仍然非常糟糕,交通不畅成为一道困扰农民的难题。
因此,政府应加大对农村道路建设的投入,提高农村公路的质量和通行能力。
此外,在城市中,可以通过提高道路质量和设置智能交通设施来缓解交通拥堵,如采用实时交通信息系统和智能信号灯控制系统,以优化交通流。
因此,改善城乡道路条件是实现交通平衡的重要一步。
其次,建设高效的城乡交通网络也是解决问题的一种途径。
过去,城市的交通网络主要以满足市区通勤需求为主,而农村地区的交通基础设施相对薄弱。
因此,需要在城乡交通规划中充分考虑农村地区的交通需求,建设配套的交通设施。
例如,可以鼓励开发农村公交车、共享单车等交通工具,提供更便捷的出行方式。
同时,也需要加强城乡交通合作,促进城乡之间的交通衔接,实现便捷的交通转换。
此外,加强交通教育和宣传也是解决交通不平衡的重要步骤。
在城市和农村中都存在许多交通违法行为,这些行为不仅会导致交通事故的发生,还会增加交通压力。
因此,政府可以通过加强驾驶员的交通安全培训和宣传教育,提高交通参与者的交通安全意识。
此外,也可以开展交通安全宣传活动,提高全社会对交通安全的重视程度。
只有通过全社会共同努力,才能形成良好的交通文明风尚。
最后,充分利用科技手段也可以为解决交通不平衡问题提供新的思路和方法。
当前,自动驾驶、共享经济等新兴技术正在快速发展,对改善城乡交通状况具有潜在的机会。
例如,自动驾驶技术可以提高交通的流畅性和安全性,减少交通拥堵。
同时,共享经济也可以为居民提供更灵活和经济的交通选择。
因此,政府和企业应该紧紧抓住这些机遇,积极推动科技与交通的融合,为城乡居民提供更好的出行方式。
关于平衡交通分配研究中若干问题的探讨任刚,刘晓庆(东南大学交通学院南京210096)摘要:国际上关于平衡交通分配的研究与应用已达到了比较成熟的地步,但也存在一些亟待探讨解决的问题。
本文在简要回顾平衡交通分配研究进展的基础上,对交通分配中的转向延误、转向流量、基础数据、计算速度以及研究思路等若干问题进行深入探讨,提出了相应的对策和建议,有助于对平衡交通分配问题的理解、建模、求解与应用。
关键词:平衡交通分配;转向延误;网络简化;并行算法;探讨Discussion on some issues in equilibrium traffic assignment researchREN Gang, LIU Xiao-qing(Shool of Transportation,Southeast University, Nanjing 210096,China)Abstract: The theories and applications of equilibrium traffic assignment have become quite mature, but some issues still need to be solved. After reviewing the advances in equilibrium traffic assignment, this paper addresses some issues concerning turning delay, turning flow, basic data, calculating performance and research route, and proposes some advice, which is helpful for understanding, modeling, solving and applying the equilibrium traffic assignment problem.Key words: equilibrium traffic assignment; turning delay; network simplification; parallel algorithm; discussion0引言作为一个具有重大的理论和实践价值并且难度与艺术性并存的课题,几十年来交通分配博得了国内外众多学者的青睐,虽对其的研究与应用都已取得了相当成熟的成果,但同时也涌现出一些亟待探讨解决的问题。
本文将首先回顾国内外平衡交通分配的研究进展,随后对其中的若干问题进行探讨。
1平衡交通分配研究进展所谓交通分配就是将各种出行方式的OD矩阵(origin-destination matrix)按照一定的规则符合实际地分配到交通网络中的各条道路上,求出各路段上的流量及相关的交通指标,从而为交通网络的规划、设计、管理与评价等提供依据。
1.1UE原理及其建模1952年Wardrop将用户均衡(user equilibrium,UE)概念引入交通分配,认为在大量的个体最优决策和长时间行为调整后,网络中同一OD对之间所有被使用的路径的时间(或阻抗)是相等的,并不大于任何未被使用路径的时间,这种流量分布状态就是UE状态,此时没有人能够通过单方面改变自己的路径来达到降低自己出行时间的目的[1]。
1956年Beckmann等人提出了用于描述UE原理的一种数学规划模型(也称为UE基本模型)[2]。
20年之后即1975年LeBlanc等将Frank-Wolfe算法用于求解这个模型获得成功[3],从而形成了现在实用的解法。
这三点突破是交通分配研究的基础性工作也是重大进步,Boyce等(2005)就UE基本模型对交通科学及相关学科建模技术发展的深远影响进行了回顾和展望[4]。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50608018)、江苏省交通规划与管理重点实验室开放课题(06010)、东南大学科技基金(XJ0621246).作者简介:任刚(1976- ),男,浙江上虞人,工学博士,东南大学副教授,主要研究方向:网络优化模型与算法;城市交通规划与管理.1.2UE模型与算法的拓展UE原理及其基本模型是建立在对交通网络特性以及出行者行为特性的理想化假设之上的。
从修正UE基本模型的各种假设条件出发,将路径选择原则与一定的约束结合起来以进一步接近实际,从而形成更为丰富多彩的研究[5,10],如:OD量可变的弹性需求模型,路段、车种、用户组之间相互影响的一般化UE模型,考虑出行者对阻抗估计不确定性的随机用户平衡,考虑交通需求时变特征的动态交通分配,集成交通需求预测不同阶段的组合模型,带附加边界约束的分配,公交网络流量分配,多准则分配,带转向延误的分配,以及建立在均衡分配基础上的拥挤收费、网络设计、信号控制优化等问题。
除了进一步深化各种以静态交通分配为核心的模型和算法之外,面向诸如智能交通系统(ITS)发展实施的交通实践问题的研究方向将成为近期热点,如动态网络流模型、基于活动的建模技术、信息技术对网络交通行为的影响等。
与此同时,除传统的数学规划,变分不等式、最优控制理论等新的建模工具也得到了迅速发展。
在交通分配算法方面,最初因受限于相对落后的计算技术而提出的全有全无法、容量限制法、增量加载法、逐次平均法等启发式算法(也称非平衡分配算法)已逐渐被更严谨的平衡算法所替代。
其中,Frank-Wolfe算法凭借其高效简洁的优势成为求解UE基本模型的首选,也是TransCAD、EMME/2等交通分析商业软件的标准算法。
另一方面,无论均衡分配模型怎样扩展、数学建模手段如何更新,这些模型的求解大多还需直接或者间接利用Frank-Wolfe算法。
因此,很多研究者致力于改进该算法的收敛特性,主要采用方向加速、步长加速和流量更新等策略[11,12]。
此外还存在其他一些最优化算法,如简约梯度法、凸单纯型法。
随着计算能力的不断提高,不同于基于路段的Frank-Wolfe算法、对存储空间要求更高的基于路径的算法逐渐成为可行,这方面的研究主要集中在非集合单纯型分解法和梯度投影法,Dial(2006)提出了一个基于路径但又能避免路径存储和路径枚举因而效率更高的新算法[13]。
近年来新出现的基于源点的(origin-based)算法介于路段算法和路径算法之间,也因此融合了两者优点、具备较好的时间/空间综合效率[14]。
这些新算法都在进一步发展中,但是几乎所有被提出来求解UE模型的算法均能通过部分线性化、分解和列生成这三种算法技术组合而成[7]。
2对平衡交通分配中若干问题的探讨由上节内容可知,平衡交通分配研究已取得了相当成熟的成果,但仍有一些问题尚未引起足够重视,亟待探讨解决。
本节将就其中若干问题进行探讨,提出一些研究体会。
这些问题涉及交通分配中的转向延误问题(转向延误的处理方式)、转向流量问题(转向流量的直接计算)、基础数据问题(交通网络的简化)、计算速度问题(交通分配的并行算法)以及研究思路问题(理论和实践的协调)等。
2.1转向延误的处理方式在城市交通网络中,交叉口延误对路段阻抗计算乃至路径选择的影响很大,因此在交通分配中除了路段上的行驶时间外理应考虑交叉口的延误,并且应该细致分到转向延误而不仅仅是进口道延误或者交叉口整体延误。
现有研究一旦涉及到转向延误及其主要影响因素转向流量,绝大部分是将原网络中的实际转向转换为扩展网络中的虚拟路段,然后按普通的路段方式处理这些虚拟路段,这样现有的模型及算法就可以在保持基本不变的前提下处理转向延误及流量[6,8,10]。
但是扩展网络法存在诸多缺陷,除了导致网络规模的剧增之外,最致命的是割裂和混淆了网络要素之间的拓扑关系。
尽管扩展网络中新的拓扑关系使得在算法层面上无需对转向及其延误再加以特别对待,但是转向延误的具体计算以及最终结果转换为原网络形式等工作依然依赖于原网络的拓扑关系,也就是说扩展网络上进行的交通分配过程,同时依赖于原网络和扩展网络的拓扑关系,扩展网络无法独立地承担所有任务。
付出了网络扩展的代价却依然得维护原网络的结构,因此利用扩展网络法来处理交通网络中的转向延误显然是不实用的。
为此,我们已提出利用网络加载算法与网络数据模型同步改进的方式来实现带转向延误的交通分配模型及算法[10, 15]。
与扩展网络法相比,新算法具有以下优点:①避免了网络扩展的额外代价,运行效率高;②转向及其延误在模型和算法中直接体现而不是以虚拟路段及其阻抗的形式出现,因此更易于理解;③对网络加载算法和网络数据模型的改进使得其更具一般性,可应用于其它的交通分析领域。
2.2转向流量的直接计算交叉口转向流量是交叉口控制方式确定、几何设计、信号设置和匝道设计等工作的重要参数,但是相比于路段流量,转向流量却不易实测获得。
即使在用于获取预测交通量的交通分配算法中,一般也都将重点放在路段流量上,等到分配结束时根据转向流量与路段流量之间的数学关系利用Furness、Fratar等模型进行转向流量推算[16]。
但是此类方法只能通过迭代计算得到转向流量的近似值,即转向流量与分配过程中隐含的路径流量是不一致的。
同时此类推算方法是不稳定的,即推算结果与初始迭代值的取值有关。
事实上,即使一般的交通分配算法按下列方法稍经改造后也能在得到路段流量的同时直接得到转向流量,从而避免转向流量推算的额外计算量,并且能保证路段流量和转向流量与分配过程中隐含的路径流量之间的一致性[17]:(1)基于转向-路径关系直接计算转向流量。
这种方法是适用于给出具体路径构成(无论是最短路径还是其他路径)的交通分配算法,包括基于最短路径的全有全无网络加载算法、基于列生成技术的Logit型随机网络加载算法等。
(2)基于转向-路段关系直接计算转向流量。
这种方法借鉴了路段上流量守恒原理,适合于基于路段的Logit型随机网络加载算法(即Dial算法)。
然而,上述改进算法中并没有考虑转向延误的影响,也就是说转向流量仅仅是被计算了出来而没有参与到流量和阻抗的互动关系中。
在我们的后续研究中[15],转向延误对交通分配的影响得到了真正的体现,转向流量是作为转向延误函数的自变量出现的,其作用类似于路段流量之于路段阻抗的关系,而不再仅仅是一个处于附属地位的计算参数。
由此得到的转向流量更能体现出交叉口处所发生的转向流量/转向延误相互作用的复杂机制。
2.3交通网络的简化在目前的交通分配算法中,大多假定OD量从一个交通区的形心节点发出到另一个交通区的形心节点汇入,由此造成区内出行在区内道路上的分布中无法得以表现,同时靠近形心节点的道路可能被分配多于实际流量的交通量。
解决以上问题的关键在于尽可能细分交通区,更详细地表现道路网络。