几种典型路阻函数的特性比较及参数选择研究

几种典型路阻函数的特性比较及参数选择研究指导老师：杨明吴才锐学生：王龙飞班级：09交运一班阻抗(路阻)是指交通网络上路段或路径之间的运行距离、时间、舒适度，或这些因素的集合。路阻函数：指路段行驶时间与路段交通负荷之间的函数关系。关于路阻及路阻函数：1、经典的形式是BureauofPubicRoads（美国公路局）函数即通常所说的BPR函数。2、Spiess针对BPR函数中值过高以及在饱和度较低时运行时间小幅度变化时的道路路阻函数进行了研究。3、Akcelik针对交叉口的车流速度的影响建立了路阻函数，并通过调查测算出了一个参数表，给出了不同通行能力和速度条件下的延误系数值。前人做的研究：4、Skabatdonis和Dowling通过改进BPR函数建立高速公路和信号灯路段的阻抗函数，在提高道路阻抗函数精度的同时降低了速度根据交通量变化的敏感性。5、针对道路阻抗函数的参数的意义方面，许多学者在此基础上又发展出了多个道路阻抗函数。如Golding、Rose、Taylor、Tisato等。1、未明确指出几种典型路阻函数的适用范围，并针对具体的实例给出路阻函数中参数的取值建议。2、未综合的对几种典型路阻函数趋势图像及影响因素进行比较分析。目前存在的问题（本文研究的内容）：1、增强确定阻抗模型中参数的合理性。2、提高道路阻抗改变后出行方式改变和交通量转移评价的科学性。研究意义：课题背景和意义国内外研究现状典型路阻函数特性分析适应性评估及参数取值范围道路通行能力理论技术路线国内外路阻函数的概述典型路阻函数的应用典型路阻函数特性分析典型路阻函数参数的标定方案设计快速路主干路次干路典型路阻函数参数标定取值建议结论与展望美国公路局的(BPR)函数：iiiiiCxt1tSpiess针对BPR函数的改进，设计了一种新型的流量-密度函数即Conical函数，该函数用于替代广泛使用的BPR函数的方程式：)112(2220CvCvttaaaEMME/2锥形延误函数参数的标定：Logit的流量延误函数：llIDdCxcccctDl43210exp111XxppppdIl43210exp11路段延误：交叉口延误：基于BPR延误曲线的广义费用函数：iiiiiiiiCxtLkxc1)(对于对某个网络预先给定初始的OD矩阵，按照交通分配软件TransCAD中各路阻函数的缺省值利用用户平衡分配模型分配到路网上，得到不同等级道路路段的分配交通流量，并与实际调查所取得的道路交通流量数据进行比较分析以此作为参，照对比的基础。方案设计：根据经验，对各等级道路中、进行标定。快速路=1.5，=5；主干路=2.5，=4；次干路=3，=4；支路=3.5，=4BPR参数的标定对以上结果进行筛选，得到已有实际流量的快速路、主干路、次干路等的分配值，其中快速路分配数据如图所示：快速路流量分配图主干路流量分配图次干路流量分配图当=1.5、分别为3.5、4、4.5时，对快速路的分配结果进行分析。当=2.5、分别为3.5、4、4.5时，对主干路的分配结果进行分析。当=3、分别为3.5、4、4.5时，对主干路的分配结果进行析。当=5、分别为1、1.5、2时，对快速路的分配结果进行分析。当=4、分别为2、2.5、3时，对主干路的分配结果进行分析。当=4、分别为2.5、3、3.5时，对次干路的分配结果进行分析。对上述BPR路阻函数中参数的标定可作如下总结，可对、的取值作如下建议：快速路：1~2，：3.5~4.5；主干路：2~3，：3.5~4.5；次干路：2.5~3.5，：3.5~4.5。依据经验，对Conical函数中参数的标定可采取试算法，分别对参数赋值，使=1.2,1.5,2,2.5；此时对应的=3.5,2,1.5,1.3；依据现有的路网图，进行交通量的分配。EMME/2锥形延误函数参数的标定：由此次参数标定分配的结果可以看出，当和的值分别在1.5和2附近时，无论是快速路、主干路、次干路，进行交通分配出来的结果与实际的交通流量数据的吻合度较好。可初拟定在快速路、主干路、次干路的条件下，参数的建议取值范围均为1.4~1.8。Logit流量延误函数中的各参数值的缺省值为=0.9526，=1，=3，=3；=0.0405，=500，=3，=3。根据缺省值进行交通分配，比较分配结果与实际观测流量值的差别，进而确定较理想的参数取值建议。对参数进行研究，令=1，=2，=2；=0.0405，=400，=2，=2，将参数分别为0.90，96和1。对其标定结果（快速路、主干路、次干路）进行合理性研究。1c2c3c4c1p2p3p4p1c2c3c4c1p2p3p4p1cLogit延误函数参数的标定：根据分配结果进分析，可得出当参数的值越接近1时或小于缺省值0.9526时，其分配的结果越不合理。由此，综合上述分析结果，可对参数给出其建议值，其取值范围为[0.9，1)。1c同理对参数，，，进行研究，令=0.9526，=0.0405，=500，将参数分别为，，，取同样的值为2，3和4。对其标定结果（快速路、主干路、次干路）进行合理性研究。通过对以上结果进行比对分析，当，，，的取值越接近4时，其交通分配结果与调查的实际道路的交通流量相差越大。由此，综合上述分析结果，可对参数，，，给出其建建值，其取值范围为[2，4)。3c4c3p4p2c1p2p3c4c3p4p3c4c3p4p3c4c3p4p道路等级天津市本文高速路12002000快速路15001600主干路——11321459次干路——8179581099根据天津市某一标定实例中，其指定的各等级道路的单车道的路段通行能力与本文中在使用流量延误函数进行分配时所应用的单车道通行能力的取值比较接近（如表所示），所以两者的标定具有共通之处。Akcelik延误函数参数标定道路等级描述对应道路等级1高速公路0.5高速公路2主干路（无干扰）1快速路3主干路（存在干扰）1.5主干路4次干路（存在干扰）2次干路5次干路（干扰较强）2.5支路