交通分配方法在公路网规划中应用分析

来源:用户上传      作者:

　　【摘 要】交通分配方法在公路网规划工作中的重要意义，并对其使用过程中涉及的部分具体问题进行了初步的研究。交通分配的结果应能合理地模拟网络中实际的交通流情况，为达到此目的对公路网交通分配中起决定作用的各路段交通阻抗的标定以及城市节点对交通阻抗的影响等提出了一些方法。
　　【关键词】交通分配法；公路规划；应用分析
　　一、交通分配的重要意义
　　分层交通分配的意义在于它利用宏观层面上的约束条件干预交通分配，使之更符合实际。居民出行选择路径具有强烈的层次性，不同层次的路网承担的功能不同。快速路和支路就不应采用同一算法在同一个层面上进行分配，尽管可以设置参数，如路阻、容量来区分。出行者会根据自己的出行目的和道路的功能来大致决定自己的出行路径，而不会精确地计算它们的差别，然后再选择路径。这样的考虑更符合人们的心理。
　　分层交通分配的意义还在于它的工程性。分层可以降低搜索最短路径的复杂度，层数越多，运算速度越快，宏观把握得越好。交通分配的时间复杂度的主要组成部分是多路径最短路径的搜索复杂度。社会经济的快速发展对公路建设提出了越来越高的要求，开展公路网规划并合理确定公路建设规模及实施计划是保障公路建设顺利进行的基本条件。在公路网规划以及公路建设项目可行性研究中，都必须进行可靠的道路交通量预测。目前交通规划的方法主要还是借鉴国外成熟的模式，即 “四阶段”规划法。在整个交通规划过程中，路网交通分配具有重要地位。通过对未来出行的交通分配得到路段交通量，才最终完成交通量预测。交通分配就是已知各交通分区间的出行交换量，按照一定的模型方法将其分配到各条具体路段（或路径）上。交通分配方法能否客观地反映实际交通流情况，取决于公路网有关参数的合理确定以及交通分配模型本身的完善与否。
　　二、交通阻抗的标定
　　交通规划的四阶段法最初应用于城市交通规划，城市范围内的交通生成集中，分区明确，各种交通方式组成复杂。近年来普遍应用的由路段交通量反推 OD 技术使交通生成预测得到简化，在未来车辆 OD 矩阵产生后的路网分配，即求出预测年度的路段交通量，就成为关键问题。只有准确的分配量应用于工程建设的可行性论证及工程建设排序才有现实意义。进行交通分配时，关键步骤是各路段阻抗函数的标定，它将直接影响分配结果。阻抗函数也可称为费用函数，它是行驶时间或路段长度以及其他一些影响因素的函数。依据路段断面宽度、质量（道路状况）、路段所处地理区域和交通规则等因素，阻抗函数可分为若干类型，不同类型的路段对应不同的阻抗函数。
　　通过对实际情况的考察发现，公路网路段的阻抗是由两部分构成的，一是车辆在城市间一定行驶条件下公路上的平均行驶时间，二是车辆在通过城市市区时所花费的行驶时间。车辆在通过城市节点时受到的影响将在后面的城市节点处理中作进一步讨论。因此，公路网路段的阻抗函数就应由城市节点间的路段实际行驶时间再加上通过城市节点的时间延滞而构成。
　　三、车速的选取
　　不同技术等级的公路对应着不同的设计速度，但交通分配中设计速度不能用来直接计算公路网中路段的交通阻抗。本研究中公路网交通阻抗为车辆的行驶时间，因而所采用的车速必须是能够反映车辆实际运行速度的值。新旧公路技术等级标准不同。前面提到的模型是针对原有公路技术等级标准的，而在新的技术标准中取消了汽车专用公路，因而无法直接使用。模型计算的车速不适于计算交通阻抗。对高速公路而言，模型计算的最大车速为 86.0km/h，实际区间车速往往超过此值。由于模型为全国范围内各级公路的调查标定结果，对特定区域不完全适合。与车辆的平均区间车速与道路的技术等级、路面类型、路况等有关。理论上应对所研究的规划路网，实测各路段的平均区间车速，但在实际工作中不可能对每一路段都进行调查。为了解决这个问题，可取对应不同技术等级的几个标准路段进行实测，得出对应不同技术等级的平均区间车速，然后将其代入公式再进行计算。当规划区域发生变化时，应实测平均区间车速，或采用类似地区的资料作为研究的基础。实测结果为现状的车速，可以在近期规划中使用，远期规划中仍然需要对未来路段上的车速进行预测。
　　四、城市节点的影响分析
　　如前所述，车辆通过城市时，在行驶时间上将有相当的延滞。对于整个路段上车辆的行驶时间来说，这一部分行驶时间占有相当的比重。这种延滞类似于城市交通网络中，用动态交通分配方法时要考虑的交叉口延误。在公路网络中，车辆通过城市时，必然要花费相当多的时间。但在公路网规划中，无论城市大小，往往都被抽象为一个节点，而在网络中通过城市节点并非不需要时间，并且通过城市所需要的时间与城市的规模密切相关，因此交通分配时必须考虑有关城市节点的问题。通过城市的时间为车辆进入直至驶出市区或公路环的时间。目前许多城市都设置了疏通过境交通的外环公路，车辆通过城市所需要的时间计算较简单，对于未设置外环公路的城市来说情况就复杂一些。如果城市未设外环路，计算较复杂，并且对于不同规模和类型的城市，其差异也较大。这里仅推荐一种计算公式，其中各系数的取值方法，可以综合各个城市的情况，归纳总结出具有代表性的结论。如公式（1）所示
　　其中：l 为干道的长度；V 车辆通过城市时的平均车速；K 为城市类别系数，建议大城市 K=1.3，中等城市 K =1.15，小城市 K =1.1
　　结束语：阐述了交通分配方法在公路网规划工作中的重要意义，并对其使用过程中涉及的部分具体问题进行了初步的研究。基于道路功能的分层交通分配方法以道路功能作为分层的依据，通过分层实现了从宏观到微观的交通分配，分层可以宏观把握、校核，还可以极大地降低时间复杂度，又因此可以采用更多高时间复杂度的算法得到更高的精度和更好的效果，这种方法具有很强的工程意义。
　　参考文献：
　　[1]张维全，张宝玉.公路网规划中多路径交通分配模型的计算机实现[J].山东交通科技，2005（04）：9-10+13.
　　[2]潘鲁萍，陈锦昌.静态多路径分配法在公路网规划中的应用[J].工程图学学报，2003（03）：37-42.
　　[3]刘洋，陈洪仁，张仕励，朱从坤.公路网规划中交通分配方法应用研究[J].哈尔滨建筑大学学报，2000（01）：100-104.
　　[4]裴玉龙，刘洋，罗丽君.公路网路段交通量预测模型研究[J].中國公路学报，1999（04）：104-109.
　　[5]裴玉龙，陈洪仁，刘洋，孙玉武.干线公路网交通量综合预测法研究[J].东北公路，1997（03）：5-8+64.
　　（作者单位：沈阳职业技术学院）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14740075.htm