1、智能运输系统概论（第三版）普通高等教育 “ 十一五 ” 国家级规划教材21世纪交通版高等学校教材杨兆升 于德新 主编史其信 高世廉 主审智能运输系统概论智能运输系统概论目 录n 第 1章 绪论n 第 2章 智能运输系统的体系框架n 第 3章 智能运输系统的理论基础n 第 4章 交通信息采集与处理技术n 第 5章 通信技术n 第 6章 车辆定位技术n 第 7章 网络技术n 第 8章 数据库技术n 第 9章 新技术在智能运输系统中的应用n 第 10章 交通信息服务系统智能运输系统概论智能运输系统概论第 3章 智能运输系统的理论基础动态交通分配理论3.1智能协同理论3.2交通网络实时动态交通信息预测
2、理论3.3智能控制理论3.4智能运输系统概论智能运输系统概论3.1 动态交通分配理论ITS的研究和实施 ，对动态交通分配理论提出了更迫切 的需求，极大地 推进 了 动态交通分配理论 的前进步伐。智能运输系统的发展需要 动态交通分配理论 的支持。ITS中的先进的 出行者信息系统 、 城市交通流诱导系统 、 先进的交通管理系统 等 核心 部分都需要 动态交通分配 作为理论基础。智能运输系统概论智能运输系统概论动态交通分配 ，就是将 时变 的交通出行 合理分配 到不同的 路径 上，以 降低 个人的 出行费用 或 系统总费用 。在 交通供给 以及 交通需求 状况均为 已知 的条件下，分析其 最优 的
3、交通流量分布模式 ，从而为交通流控制和管理、城市交通流诱导等提供依据。通过 交通流管理 和 动态路径诱导 在 空间 和 时间 尺度上对人们已经产生的交通 需求 的合理配置 ，使得交通路网优质高效地运行。3.1.1 动态交通分配的目的交通供给 状况包括 路网拓扑结构 和 路段特性 等， 交通需求 状况则是指在每时每刻产生的 出行需求 及其 分布 。动态交通分配 在 交通诱导 和 交通控制 中具有 核心 地位和重要的作用，如图所示。智能运输系统概论智能运输系统概论3.1.1 动态交通分配的目的动态交通分配的地位和作用可以看出， 动态交通分配 是以 路网交通流 为对象，以 交通控制与诱导 为目的开发
4、出来的交通需求预测模型。智能运输系统概论智能运输系统概论3.1.2 动态交通分配的基本概念1）动态用户最优和动态系统最优根据分配中 路径选择准则 的不同，分为两类： 动态用户最优模型 （ Dynamic User Optimum，简称 DUO）和 动态系统最优模型 （ Dynamic System Optimum，简称 DSO）。前者是从路网中 每个用户 的角度考虑，追求每个用户出行的 走行时间最少 或 费用最低 ；后者是从 路网系统 角度考虑，寻求 整个系统 总的出行时间最少或费用最低。动态用户最优 （ DUO）就是指路网中 任意时刻 、 任何 OD对之间被使用的路径上的 当前瞬时行驶费用相
5、等 ，且等于 最小费用 的状态。动态系统最优 （ DSO）就是指在所研究的时段内，出行者各瞬时通过所选择的出行路径，相互配合，使得 系统的总费用最小 。智能运输系统概论智能运输系统概论3.1.2 动态交通分配的基本概念2）路段流出函数模型路段流出函数 是动态交通流分配理论中的关键和特殊之处。在 静态交通分配 中 没有 出现，在 动态交通分配 中 流出函数是反映 交通拥挤 ，抓住网络 动态本质特性 的关键。在 动态交通分配 中，出行者 路径选择原则 确定后，其 路段流入率 自然确定。函数的建立 应该确保车辆按照所给出的路段走行时间走完该路段。还要考虑 Carey提出的 FIFO（ First I
6、n First Out，先进先出 ） 原则 。假设不论其 出行终点 如何， 同时进入 路段的车辆均以 相同的速度 行驶，花费相同的 时间 ，这实质就是FIFO规则 的具体表现形式。在 分配算法 的设计中可以使用车辆在每一时间步长中移动的距离作为 约束 。智能运输系统概论智能运输系统概论3.1.2 动态交通分配的基本概念3）路段阻抗特性模型在 静态交通流分配 中，对 阻抗 的 估计精度 要求相对来说不是 很高 。但在 动态分配 下， 提高阻抗函数预测精度 则是一个 基本要求 。在 建立阻抗特性模型 时，要注意 动态交通分配 中的 状态变量 不是静态交通流分配中的交通量，而是 某时刻 路段上的 交
7、通负荷 ，即这一时刻路段上存在点的车辆数。在 动态 情形下，用 交通量无法描述路段的动态交通特征 ， 交通量 是一个 时间观测量 ，其值是在某一点观测到的，适用于静态 描述；而 交通负荷 是指 某一时刻 一个路段上存在的车辆数，是一个 空间观测量 ，适用于 动态 描述。智能运输系统概论智能运输系统概论3.1.3 动态交通分配理论研究现状从提出至今经过了 20多年的发展，在理论研究和方法应用上都有了一定的进步，但是无论国外还是国内，目前在动态交通分配 方面的 学术专著 还没有见到，这一点不同于静态交通分配。国内外在动态交通分配领域的研究都正在积极的进行当中，表现为 国外 在理论、 方法 和 应用 上的研究较之国内要 超前 。理论 方面的研究居多， 实际应用 上还有待于进一步发展。从 总体 上来说，自 动态交通分配 概念提出至今，其研究仍然处于发展阶段。研究方法可分为： 数学规划 建模方法、 最优控制理论建模方法、 变分不等式 理论建模方法和 计算机模拟 等四种。
