交通流分配理论：从确定性到随机性

"第8章 交通流分配.PDF" 交通流分配是交通运输规划与管理中的核心概念，主要目的是将预测的交通需求（OD交通量，即起源-目的地交通量）合理地分配到交通网络的各个路段，以反映出实际的道路使用情况。这一过程考虑了交通网络的结构、路阻特性和出行者的路径选择行为。 在早期的研究中，最短路径方法被广泛采用，它假设所有交通流都会选择从起源到目的地的最短路径。然而，这种方法在处理未拥挤的公路网络时有效，但在面对城市内部拥挤的交通网络时，由于未能考虑到交通流量对路阻的影响，其结果往往偏离实际。交通阻塞会导致路阻随流量增加而上升，出行者不再仅依赖最短路径，而是会在多条路径间做出选择，以求得相对最佳的行驶条件。 Wardrop在1952年提出的交通流分配第一和第二定理为此领域带来了重大突破。这两个定理分别描述了网络中的两种平衡状态：用户最优（User Equilibrium, UE）和系统最优（System Optimum, SO）。用户最优状态是指所有出行者独立选择路径，使得每个出行者所经历的路阻最小；而系统最优状态则是指整个网络的总旅行时间最小化，这通常需要出行者集体协调行动，但实际上难以实现。 确定性分配模型建立在出行者能准确评估路径阻抗的基础上，它反映了路阻随交通量变化的实际情况，是交通流分配理论的重要进步。然而，现实世界中，出行者对路段阻抗的了解往往是不准确的，存在个体差异。因此，随机性分配理论应运而生，由Daganzo和Sheffi等人在1977年提出，他们认为出行者对阻抗的估计与实际值存在随机偏差，导致同一OD对的交通流可以通过多种路径分布。这种理论更贴近实际，更能准确模拟复杂的交通行为。 随着城市交通拥堵的加剧，动态交通流分配成为新的研究焦点。与静态分配不同，动态分配考虑了交通流随着时间变化的特性，如实时的交通状况、事件影响和出行者的行为响应。这种模型可以为交通管理系统提供更实时和准确的决策支持，有助于缓解交通拥堵，优化交通流分布。 交通流分配是复杂的城市交通系统分析的关键工具，涵盖了从最短路径理论到随机性和动态分配的多个层面。通过对这些理论的理解和应用，规划者和管理者能够更好地预测交通流量，优化路网设计，以及制定有效的交通管理策略。