城市路網(wǎng)交通小區(qū)劃分方法比較.ppt

城市道路網(wǎng)絡(luò)交通小區(qū)劃分方法 學(xué)生 郭旭專業(yè) 交通運(yùn)輸工程 主要內(nèi)容 交通小區(qū)劃分方法 全文總結(jié) 5 2 3 4 1 1 3 1 交通小區(qū)劃分方法的優(yōu)缺點(diǎn) 交通小區(qū)劃分目的原則 城市道路交通小區(qū)相關(guān)概念 1 1城市道路交通小區(qū)的概念 城市道路網(wǎng)絡(luò)交通小區(qū)是為了減少交通控制和管理系統(tǒng)的復(fù)雜性 將復(fù)雜交通網(wǎng)絡(luò)分解為若干個交通區(qū)域 對交通區(qū)域進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化 交通小區(qū)是具有一定交通關(guān)聯(lián)度和交通相似度的節(jié)點(diǎn)或連線的集合 隨時間 關(guān)聯(lián)度和相似度的變化而變化 反映城市路網(wǎng)交通特征的時空變化特性 2 1交通小區(qū)劃分的目的 在滿足精度要求的情況下 增強(qiáng)交通調(diào)查的實(shí)際可操作性 盡可能的減小交通調(diào)查的工作量 降低交通分析與預(yù)測的難度通過交通小區(qū)的交通分布圖將交通需求在空間上的流動表現(xiàn)出來 可以直觀的反應(yīng)交通需求分布為城市道路網(wǎng)絡(luò)的交通流提供數(shù)據(jù) 從而通過交通分配理論模擬道路網(wǎng)上的交通流 2 2交通小區(qū)劃分的原則 應(yīng)保證交通小區(qū)內(nèi)土地利用 經(jīng)濟(jì) 社會等特性盡量一致 劃定范圍內(nèi)的土地利用特征應(yīng)盡可能簡單 盡量不打破城市行政區(qū)的劃分盡量以鐵路 河川等天然屏障作為分區(qū)界限避免小區(qū)內(nèi)存在自然或人為的障礙線小區(qū)應(yīng)盡可能規(guī)則 避免狹長形狀充分考慮城市道路網(wǎng)的構(gòu)成 盡可能使小區(qū)劃分與道路網(wǎng)協(xié)調(diào)一致 盡可能使交通小區(qū)出行形心位于路網(wǎng)節(jié)點(diǎn) 交叉口和干道 上一般不以干道作為劃定小區(qū)的界線 盡可能使道路兩側(cè)同在一個交通小區(qū) 且區(qū)內(nèi)出行次數(shù)不超過出行總數(shù)的10 15 交通小區(qū)的一些參考數(shù)據(jù) 交通小區(qū)平均面積 人口與交通小區(qū)面積的關(guān)系 第三章交通小區(qū)劃分方法 基于聚類分析的交通小區(qū)劃分方法面向控制的交通小區(qū)劃分基于區(qū)內(nèi)出行比例的交通小區(qū)劃分方法對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法扇形分割方法 交通小區(qū)劃分思路圖 3 1基于聚類分析的交通小區(qū)劃分方法 根據(jù)交通小區(qū)內(nèi)的用地性質(zhì) 土地利用等特性 運(yùn)用系統(tǒng)聚類的方法 選取科學(xué)的分類指標(biāo) 將性質(zhì)相近的歸為一類 使得同類的個體具有高度的同質(zhì)性 不同類之間的個體則具有高度的異質(zhì)性 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時運(yùn)用極差標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 可以用相關(guān)系數(shù)來衡量各個對象的相關(guān)程度 空間聚類分析方法劃分交通小區(qū) 空間聚類分析方法 考慮交通小區(qū)內(nèi)部路段之間的物理關(guān)聯(lián)性和交通關(guān)聯(lián)性 及實(shí)際交通特征 從數(shù)據(jù)本身出發(fā) 利用大量的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù) 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)聚類分析 劃分為若干個內(nèi)部關(guān)聯(lián)性強(qiáng) 交通特征相似的交通小區(qū) 交叉口群連線間的關(guān)聯(lián)度指數(shù)n 來自上游交叉口的車流駛?cè)氲姆种?shù)qmax 來自上游交叉口的主線方向的直行車流量最大值t 車輛在兩交叉口間的行程時間 qi 到達(dá)下游交叉口的交通量總和對于普通四路交叉口而言 n 3 交通關(guān)聯(lián)度計(jì)算 交通相似度概念 設(shè)S O A 用S表示n條記錄的集合 其中 代表數(shù)據(jù)對象集 可以是連線或節(jié)點(diǎn)的集合 代表數(shù)據(jù)對象的屬性值 可為流量飽和度或 表示對象的第 個屬性值 任意兩個數(shù)據(jù)與之間的相異度定義如下 任意兩個數(shù)據(jù)與之間的相似度定義如下 空間聚類分析算法 空間聚類分析交通小區(qū)劃分流程 交通小區(qū)的劃分堅(jiān)持從實(shí)際數(shù)據(jù)出發(fā)的原則 通過對原始數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算 獲得交通小區(qū)劃分的指標(biāo)值 依據(jù)指標(biāo)值及交通網(wǎng)絡(luò)的空間實(shí)體關(guān)系進(jìn)行交通小區(qū)的劃分 最后結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)對交通小區(qū)進(jìn)行修正和優(yōu)化 交通小區(qū)劃分流程圖 3 2面向控制的交通小區(qū)劃分 主要是對同一小區(qū)內(nèi)的交叉口進(jìn)行協(xié)調(diào)控制 在交通路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析基礎(chǔ)上 采取動態(tài)劃分與靜態(tài)劃分相結(jié)合的交通小區(qū)劃分策略 以形成小區(qū)劃分算法 通過關(guān)聯(lián)度變化得到劃分結(jié)果在長度較長的道路路段上 車隊(duì)在行駛過程中會發(fā)生離散現(xiàn)象 交通關(guān)聯(lián)度也會隨之變小由于道路沿線支路交叉口及單位車輛出入口駛?cè)腭偝鲕嚵鞯挠绊?下游停車線車輛的到達(dá)會呈現(xiàn)隨機(jī)的狀態(tài) 也將影響交通關(guān)聯(lián)程度采用美國 交通控制系統(tǒng)手冊 推薦的相鄰交叉口之間路段關(guān)聯(lián)度計(jì)算模型進(jìn)行劃分 3 3基于區(qū)內(nèi)出行比例的交通小區(qū)劃分方法 以區(qū)內(nèi)出行比例作為約束條件 分析當(dāng)小區(qū)半徑為R 出行距離為H時區(qū)內(nèi)出行比例 結(jié)合整個區(qū)域產(chǎn)生區(qū)內(nèi)出行的比例 最后選擇合理的R的范圍 將區(qū)內(nèi)出行控制在可接受比例內(nèi) 3 4對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法 原理 利用手機(jī)話務(wù)量的時間分布特征來分析及劃分城市活動及土地利用特性 其步驟主要如下 利用劃分出的土地利用特性進(jìn)一步映射出交通小區(qū) 并利用手機(jī)移動過程中基站信號的切換來得到手機(jī)用戶的基本信息 即交通OD信息 在傳統(tǒng)方式劃分交通小區(qū)的基礎(chǔ)上 采用類似于 四舍五入 的策略 將基站覆蓋的范圍映射到交通小區(qū)之上 使基站的覆蓋范圍與交通小區(qū)相融合 最終得到更為精確的基于基站的交通小區(qū)劃分 3 5扇形分割方法 步驟 首先是找出可以利用的城市道路節(jié)點(diǎn) 然后為每個節(jié)點(diǎn)劃分扇形勢力圈 每個勢力圈就是一個細(xì)分的交通子區(qū)在地理信息系統(tǒng) GIS 的支持下 對交通小區(qū)進(jìn)行幾何分割 每個交通小區(qū)除了表現(xiàn)為一個空間區(qū)域外 還具有很多屬性數(shù)據(jù) 如人口以及各類土地利用特征等 為使小區(qū)的屬性數(shù)據(jù)和空間信息保持一致 在進(jìn)行交通小區(qū)空間分割時 也需要對相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分割 常用的屬性數(shù)據(jù)分割方法為加權(quán)平均法 既按照各小區(qū)的權(quán)重分割屬性數(shù)據(jù) 第四章交通小區(qū)劃分方法的優(yōu)缺點(diǎn) 基于聚類分析劃分小區(qū)優(yōu)點(diǎn) 1 使交通調(diào)查 分析與預(yù)測的工作量和成本都大大減少 同2 能滿足精度要求 缺點(diǎn) 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作量較大 但結(jié)合MATLAB編成程序 能減少計(jì)算工作量 面向控制的交通小區(qū)劃分 充分考慮了交叉口之間的物理關(guān)聯(lián)和交通流的路徑關(guān)聯(lián) 有效的將靜態(tài)劃分與動態(tài)劃分相結(jié)合 將其作為其邏輯約束條件 結(jié)合路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了交通小區(qū)劃分軟件開發(fā)與研究 雖然在對交通小區(qū)影響因素分析上有缺漏 但是為道路路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制的研究以及控制系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)提供了有效的理論和實(shí)踐基礎(chǔ) 交通小區(qū)劃分方法的優(yōu)缺點(diǎn) 基于區(qū)內(nèi)出行比例的劃分方法優(yōu)點(diǎn)是 通過確定合理的交通小區(qū)半徑 將區(qū)內(nèi)出行比例控制在適當(dāng)范圍內(nèi) 反映交通源的流向狀況缺點(diǎn) 為理想條件 沒有考慮到其他因素如行政區(qū)劃 資料獲取 自然屏障 用地性質(zhì) 區(qū)位位置對交通小區(qū)劃分的影響 對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法是基于手機(jī)信息映射交通小區(qū)與預(yù)測OD的方法 提出了新的思路和研究方法 但同樣是基于若干假設(shè)展開 在未來的研究中還有其發(fā)展空間 待對具體數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與研究后 結(jié)合劃分小區(qū)的具體影響因素 會有進(jìn)一步的理論可行性與實(shí)用價值 第五章全文總結(jié) 全文主要介紹的是