基于大数据的交通系统分析课件.ppt

1、基于大数据的交通系统分析n利用地铁IC卡数据进行交通需求时变特征研究课程目标n介绍土地利用与交通系统的关系及相关的理论模型n理解建立交通模型在现实交通问题分析方面的作用n理解交通需求分析中的网络分析方法以及它们之间的相互关系n培养交通工程和其他工程学科中的建模、分析和计算的能力2课程内容（进度表）n简介n交通土地利用作用机理、仿真、模型n出行生成模型n出行分布模型n方式划分模型n交通网络均衡分析n其它3参考资料nIntegrated Land Use and Transport Modeling:Decision Chains and HierarchiesnLand-Use Transpor

2、t Interaction:State of the ArtnB&I Bell,M.G.H.and Iida,Y.(1997)Transportation Network Analysis,John Wiley.nShY Sheffi,Yosef(1985)Urban Transportation Networks:Equilibrium Analysis with Mathematical Programming Methods.Prentice Hall,Inc.nCaE Cascetta,Ennio(2001)Transportation Systems Engineering:Theo

3、ry and Methods,Kluwer Academic Publishers.4参考资料nO&W de D.Ortuzar,J.and Willumsen,L.G.(2001)Modeling Transport(Third Edition),John Wiley&Sons.nThR Thomas,Roy(1991)Traffic Assignment Techniques,Avebury Technical.nPaM Patriksson,Michael(1994)The Traffic assignment Problem:Models and Methods,Utrecht,Net

4、herlands.nF&H Florian,M.and Hearn,D.W.(1995)“Network Equilibrium Models and Algorithms”,Chapter 6 of Network Routing,edited by Ball et al.,Elsevier Science,The Netherlands.5参考资料nNaA Nagurney,A.(1999)“Traffic Network Equilibrium”,Chapter 4 of Network Economics:A Variational Inequality Approach.Kluwer

5、 Academic Publishing.nOpN Oppenheim,N.(1994)Urban Travel Demand Modeling:From Individual Choices to General Equilibrium.John Wiley&Sons,Inc.n黄海军（1994）城市交通网络平衡分析理论与实践，人民交通出版社n云辉、戴香菊：城市交通网络用数学规划方法进行网络平衡分析，西南交通大学出版社6简介7大纲n交通系统与模型n交通问题的特性n建模与决策n交通建模中的关键问题n典型的交通模型结构n连续交通规划8交通系统与模型n交通系统的发展阶段n交通规划的发展n机遇与挑战

6、n模型9交通系统的发展阶段n发展常规公交系统阶段n一些辅助的客运系统（如中小巴等）开始兴起，此时系统的构建基本上是被动地来适应10阔别上海多年的“巨龙”公交车即将回归主要交通方式：步行、自行车、公交11交通系统的发展阶段n兴建轨道交通阶段n必须考虑轨道交通与常规公交系统之间的协调关系，此时系统的构建已经考虑到资源的约束1993年，轨道交通1号线运行2007年底，已建成轨道交通1、2、3、4、5、6、8号线（一期）和9号线（一期）在内的八条轨道交通线路，运营线路长度达到234公里2012年，上海建成13条轨道交通线路，总长423公里 12交通系统的发展阶段n整合多模式交通系统阶段n系统所包括的交

7、通模式已经多样化，并且此时系统的构建不仅考虑系统内部各交通方式之间的协调、衔接，更加将交通与社会、环境等外部系统的协调关系考虑在内交通规划的发展n新的形势n城镇化、机动化、多模式13交通规划的发展n新的挑战n土地、资源、环境14交通规划的发展n新的环境n城乡统筹n区域交通一体化15交通规划的发展n新的体系交通综合网络规划交通综合网络规划专项规划专项规划局部改善规划局部改善规划发展战略规划发展战略规划道路道路交通交通规划规划轨道交通规划慢行交通规划城市交通规划体系城市交通规划体系16机遇与挑战n数据的积累n连续观测的路网流量和流速连续观测的路网流量和流速n不同交通方式的服务水平和分担比例不同交通

8、方式的服务水平和分担比例n主要道路所承担的交通结构（近程和主要道路所承担的交通结构（近程和远程、不同车型、起终点等）远程、不同车型、起终点等）n政策等实施后的交通状态变化等政策等实施后的交通状态变化等时间时间空间空间出租车出租车数据数据检测器检测器数据数据IC卡卡数据数据停车场停车场信息信息牌照识牌照识别数据别数据17机遇与挑战n系统分析能力（新方法、新模型）n运算能力的提高（高性能计算机、网格计算、云计算）n智能交通、政策对交通系统的影响18模型n建立模型的目的n理解系统的运作机理n运用对系统的理解改善系统n何为模型n系统的表述，用以回答有关系统的问题n物理模型n概念模型n数学模型19模型n

9、模型与规划n模型是分析手段和工具n规划是辅助决策过程n模型的局限性20交通问题的特性n需求n差异性：时间、目的n派生性：活动的结果n空间性：克服空间的阻隔n动态性21交通问题的特性n供给n服务，公共服务n基础设施及载运工具n离散n时间：效率、准时n外部效应（拥挤）22交通问题的特性n供需平衡n定义：Q流量，V速度，C容量，M管理，A活动，I投资，D需求n得到如下关系：V=fC,M,Q-LOSC=fI,MD=fV,AQ=fD,LOS23交通问题的特性n供需平衡（续）24交通问题的特性n供需平衡（续）25建模与决策n决策方法n前提：规划预测的环境不变n问题：经济、社会、技术环境比规划变得快n标准决

10、策理论：效用最大n行为决策n群决策n自适应决策n混合法26建模与决策n选择建模方法的注意事项n决策环境n精度要求n可用数据n建模技术：行为模型、计算能力、算法等n资源n数据处理的要求n分析者的技能27建模与决策28交通建模中的关键问题n一般问题n理论与数据的角色n模型的定义：结构、功能、形式、变量的定义等n模型标定、验证和使用n集计与非集计n片段与时间序列nRP和SP29典型的交通模型结构n交通规划四步骤模型30典型的交通模型结构n现有方法的问题社会经济发展预测社会经济发展预测交通产生与吸引交通产生与吸引OD分布预测分布预测交通分配预测交通分配预测交通交通方式方式划分划分四阶段模型四阶段模型远

11、期交通规划方案中期交通规划方案近期交通规划方案某些时间断面的出行调查或交通调查某些时间断面的出行调查或交通调查基于单一时间断面的调查数据建立分析模型基于单一时间断面的预测数据对未来需求进行预测对于交通方式选择行为分析不足对于政策作用的量化分析不足31对于未来交通系统，关注的是最终的状态，而不是演进的过程连续交通规划城市目标交通模式城市目标交通模式动动态态交交通通信信息息采采集集系系统统静静态态信信息息土土地地利利用用建建筑筑物物信信息息机机动动车车道道路路交交通通网网络络社社会会经经济济313337456074889411515319220223926129533634535838039540

12、54334695040200400600197919831987199119951999出出行行特特征征统统计计系统动态监测系统动态监测采用对策组合进采用对策组合进行反馈控制行反馈控制宏观仿真宏观仿真佛山市摩托车方式期望线图二零零三年二月同济大学交通运输学院系统演变规律的认识系统演变规律的认识连续观连续观测的信测的信息环境息环境32连续交通规划3334 连续交通规划35n背景背景n我们今天所遇到的交通问题不是简单的设施不足，我们今天所遇到的交通问题不是简单的设施不足，而是资源不足！而是资源不足！n内容内容n空间资源制约下的交通承载力指标研究空间资源制约下的交通承载力指标研究 n不同交通模式结构

13、的交通网络供给适应性模型不同交通模式结构的交通网络供给适应性模型 n基于承载力分析的城市目标交通模式决策模型基于承载力分析的城市目标交通模式决策模型连续交通规划36 n任务任务 将海量的数据组织成为信息，从连续信息中将海量的数据组织成为信息，从连续信息中提炼系统特征提炼系统特征 n内容内容n基于交通模型和统计方法的数据处理基于交通模型和统计方法的数据处理n建立支持决策分析的数据模型建立支持决策分析的数据模型n相应分析工具的实现相应分析工具的实现 连续交通规划37对策效果评估对策效果评估演变轨迹辨识演变轨迹辨识政策影响分析政策影响分析对策组合设计对策组合设计动态调控动态调控连续交通规划38确定城

14、市发展的目确定城市发展的目标交通模式标交通模式根据动态数据把握根据动态数据把握城市交通发展态势城市交通发展态势动态调控以逼近目动态调控以逼近目标模式标模式问题主线问题主线基础理论基础理论城市交通系统演变机理城市交通系统演变机理资源制约下的交通承载力分析资源制约下的交通承载力分析多种交通模式组合后的供给力分析多种交通模式组合后的供给力分析可持续发展的决策分析可持续发展的决策分析动态数据获取及特征提取技术动态数据获取及特征提取技术交通状态与演变态势分析技术交通状态与演变态势分析技术调控措施评估技术调控措施评估技术竞争环境下不同交通方式的服务水竞争环境下不同交通方式的服务水平与分担率关联分析技术平与分担率关联分析技术对策组合综合效果分析技术对策组合综合效果分析技术决策分析技术主线决策分析技术主线道路交通状态演变模型道路交通状态演变模型基础模型基础模型+关系模型关系模型综合博弈等方法的系统演变过程模型综合博弈等方法的系统演变过程模型已有的网络交通状态分析理论与方法已有的网络交通状态分析理论与方法连续交通规划39