限制容量分配模型

限制容量分配模型是指在交通量分配時，考慮隨著路段交通量的增加，受路段通行能力的限制，車輛行駛速度逐漸降低，路段通過時間增加，後續分配的交通量重新選擇新的“最短路徑”進行分配的模型，它是交通規劃的重要組成部分，是研究交通流量均衡、路網結構、道路建設等的基礎。

基本介紹

• 中文名：限制容量分配模型
• 外文名：Limited capacity allocation model
• 套用領域：交通分配
• 使用軟體：true basic語言編制軟體
• 作用：交通規劃

簡介

容量限制分配是一種動態的交通分配方法，它考慮了路權與交通負荷之間的關係，比較符合實際情況。採用該方法分配出行量時，需先將原O-D表（n×n）階分解成K個O-D分表（n×n）階，然後分K次用最短路分配模型分配O-D量，每次分配一個O-D分表，並且每分配一次，採用路阻函式修正一次路權，直到把k個O-D分表全部分配到網路上。

原理

該法有容量限制-增量載入分配和容量限制-疊代平配兩種形式。前者先將原OD表分解成K個分表，再進行K次最短路徑的分配。每分配一次，需按路阻函式修正一次出行時間，或修正以其他定量值表示(如成本)的阻抗，直至K個OD分表全部分配完畢。分配次數K和每次分配的OD量比例視道路網路的大小而定。一般取K=5，每次分配量分別為30%、25%、20%、15%、10%。後者不需分解OD表，先假設各路段交通量為零，據此計算阻抗，用最短路徑法進行分配，然後再按分配上去的交通量計算新的阻抗，再分配新的交通量，比較前後兩次的阻抗和交通量，若滿足精度要求則停止疊代，否則繼續疊代，直至達到精度。由於能事先估計工作量，便於上機安排，後者比前者套用更多。

容量限制下的交通分配

交通分配是交通規劃的重要組成部分，是研究交通流量均衡、路網結構、道路建設等的基礎。交通分配的理論研究及仿真模擬表明，隨機用戶平衡（SUE —Stochastic User Equilibrium）分配比確定性用戶平衡（UE —User Equilibrium）分配及系統最優（SO —System Optimization）的分配更具有合理性，在容量限制條件下的交通分配是一種混合的交通，即存在系統最優信息下的分配，也存在用戶的隨機決策。

隨著經濟的發展，交通需求日益提高，不可迴避的要出現交通擁擠的情形，該情形不是簡單的經濟上所謂需求與供給的平衡，而是受制於交通規劃影響的結果，它是一個完全信息下的Stackelberg博弈均衡。由於供給受經濟水平和土地使用等制約，特別是在城市道路交通中，路網交通容量瓶頸一直是交通規劃的研究重點。交通容量取決於路段容量和路網容量，而路網容量最終取決於路段容量，二者之間的關係密切但複雜，不能簡單的用“正比例”來描述。研究容量限制要從路段的阻抗入手，根據分配手法可分為路段阻抗可變和阻抗不變兩類，前者多用於傳統交通規劃;後者能較好的反映路段的交通流的實際狀況，因此它成為解決容量限制的交通規劃所常採用的方法。

模型改進及軟體開發

改進

不少學者針對我國的交通實際情況，試圖用行駛時間與機動車、非機動車交通負荷之間的線性或非線性回歸關係式作為路阻函式。原則上這種路阻函式考慮了機動車、非機動車交通負荷的影響，比較符合實際情況。但通過研究發現，採用這種方法確定的回歸關係式相關係數很低，遠遠不能滿足工程設計要求。可見採用簡單的回歸經驗公式作為路阻函式是不合理的，缺乏理論依據，且通用性受到很大限制。而純理論的路阻函式不能反映實際的交通狀況，故採用半理論半經驗的路阻函式比較合理。即先根據流量、車速、密度三參數關係確定路阻函式的理論模型理論模型中只考慮機動車交通負荷的影響，然後對理論模型進行非機動車交通負荷、車道數、車道寬度等影響修正。

軟體開發

對於容量限制分配，採用先進的true basic語言編制軟體編制，執行框如右圖所示。該軟體有速度快、通用性強的特點，適用於大中城市的交通規劃。

改進的容量限制平衡模型軟體執行框圖

優勢

由於容量限制交通分配模型具有快速、省記憶體等優點而被廣泛採用。改進後的容量限制分配模型，保留了原模型的結構，其主要內容全部被更新或充實，使模型更加完善，特別適用於我國的城市交通規劃及區域公路網規劃。