城市道路網絡交通小區劃分方法 學生 郭旭專業 交通運輸工程 主要內容 交通小區劃分方法 全文總結 5 2 3 4 1 1 3 1 交通小區劃分方法的優缺點 交通小區劃分目的原則 城市道路交通小區相關概念 1 1城市道路交通小區的概念 城市道路網絡交通小區是為了減少交通控制和管理系統的復雜性 將復雜交通網絡分解為若干個交通區域 對交通區域進行協調優化 交通小區是具有一定交通關聯度和交通相似度的節點或連線的集合 隨時間 關聯度和相似度的變化而變化 反映城市路網交通特征的時空變化特性 2 1交通小區劃分的目的 在滿足精度要求的情況下 增強交通調查的實際可操作性 盡可能的減小交通調查的工作量 降低交通分析與預測的難度通過交通小區的交通分布圖將交通需求在空間上的流動表現出來 可以直觀的反應交通需求分布為城市道路網絡的交通流提供數據 從而通過交通分配理論模擬道路網上的交通流 2 2交通小區劃分的原則 應保證交通小區內土地利用 經濟 社會等特性盡量一致 劃定范圍內的土地利用特征應盡可能簡單 盡量不打破城市行政區的劃分盡量以鐵路 河川等天然屏障作為分區界限避免小區內存在自然或人為的障礙線小區應盡可能規則 避免狹長形狀充分考慮城市道路網的構成 盡可能使小區劃分與道路網協調一致 盡可能使交通小區出行形心位于路網節點 交叉口和干道 上一般不以干道作為劃定小區的界線 盡可能使道路兩側同在一個交通小區 且區內出行次數不超過出行總數的10 15 交通小區的一些參考數據 交通小區平均面積 人口與交通小區面積的關系 第三章交通小區劃分方法 基于聚類分析的交通小區劃分方法面向控制的交通小區劃分基于區內出行比例的交通小區劃分方法對手機話務量的聚類分析方法扇形分割方法 交通小區劃分思路圖 3 1基于聚類分析的交通小區劃分方法 根據交通小區內的用地性質 土地利用等特性 運用系統聚類的方法 選取科學的分類指標 將性質相近的歸為一類 使得同類的個體具有高度的同質性 不同類之間的個體則具有高度的異質性 進行數據處理時運用極差標準化或標準差標準化兩種方法進行數據分析 可以用相關系數來衡量各個對象的相關程度 空間聚類分析方法劃分交通小區 空間聚類分析方法 考慮交通小區內部路段之間的物理關聯性和交通關聯性 及實際交通特征 從數據本身出發 利用大量的實時和歷史數據 進行統計聚類分析 劃分為若干個內部關聯性強 交通特征相似的交通小區 交叉口群連線間的關聯度指數n 來自上游交叉口的車流駛入的分支數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 交通關聯度計算 交通相似度概念 設S O A 用S表示n條記錄的集合 其中 代表數據對象集 可以是連線或節點的集合 代表數據對象的屬性值 可為流量飽和度或 表示對象的第 個屬性值 任意兩個數據與之間的相異度定義如下 任意兩個數據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劃分流程 交通小區的劃分堅持從實際數據出發的原則 通過對原始數據的處理與計算 獲得交通小區劃分的指標值 依據指標值及交通網絡的空間實體關系進行交通小區的劃分 最后結合專家經驗對交通小區進行修正和優化 交通小區劃分流程圖 3 2面向控制的交通小區劃分 主要是對同一小區內的交叉口進行協調控制 在交通路網拓撲結構特點的分析基礎上 采取動態劃分與靜態劃分相結合的交通小區劃分策略 以形成小區劃分算法 通過關聯度變化得到劃分結果在長度較長的道路路段上 車隊在行駛過程中會發生離散現象 交通關聯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入駛出車流的影響 下游停車線車輛的到達會呈現隨機的狀態 也將影響交通關聯程度采用美國 交通控制系統手冊 推薦的相鄰交叉口之間路段關聯度計算模型進行劃分 3 3基于區內出行比例的交通小區劃分方法 以區內出行比例作為約束條件 分析當小區半徑為R 出行距離為H時區內出行比例 結合整個區域產生區內出行的比例 最后選擇合理的R的范圍 將區內出行控制在可接受比例內 3 4對手機話務量的聚類分析方法 原理 利用手機話務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一步映射出交通小區 并利用手機移動過程中基站信號的切換來得到手機用戶的基本信息 即交通OD信息 在傳統方式劃分交通小區的基礎上 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之上 使基站的覆蓋范圍與交通小區相融合 最終得到更為精確的基于基站的交通小區劃分 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點 然后為每個節點劃分扇形勢力圈 每個勢力圈就是一個細分的交通子區在地理信息系統 GIS 的支持下 對交通小區進行幾何分割 每個交通小區除了表現為一個空間區域外 還具有很多屬性數據 如人口以及各類土地利用特征等 為使小區的屬性數據和空間信息保持一致 在進行交通小區空間分割時 也需要對相應的屬性數據進行分割 常用的屬性數據分割方法為加權平均法 既按照各小區的權重分割屬性數據 第四章交通小區劃分方法的優缺點 基于聚類分析劃分小區優點 1 使交通調查 分析與預測的工作量和成本都大大減少 同2 能滿足精度要求 缺點 數據的統計工作量較大 但結合MATLAB編成程序 能減少計算工作量 面向控制的交通小區劃分 充分考慮了交叉口之間的物理關聯和交通流的路徑關聯 有效的將靜態劃分與動態劃分相結合 將其作為其邏輯約束條件 結合路網的拓撲結構進行了交通小區劃分軟件開發與研究 雖然在對交通小區影響因素分析上有缺漏 但是為道路路網協調控制的研究以及控制系統的進一步開發提供了有效的理論和實踐基礎 交通小區劃分方法的優缺點 基于區內出行比例的劃分方法優點是 通過確定合理的交通小區半徑 將區內出行比例控制在適當范圍內 反映交通源的流向狀況缺點 為理想條件 沒有考慮到其他因素如行政區劃 資料獲取 自然屏障 用地性質 區位位置對交通小區劃分的影響 對手機話務量的聚類分析方法是基于手機信息映射交通小區與預測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展開 在未來的研究中還有其發展空間 待對具體數據進行統計分析與研究后 結合劃分小區的具體影響因素 會有進一步的理論可行性與實用價值 第五章全文總結 全文主要介紹的是