CN113689069B - 一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法，包含了城市交通系统数据采集、各方式交通网络构建、换乘交通网络构建、城市交通一体化分析网络路段数据库构建、交通分配共计五个步骤，将不同方式的交通网络层层拆解，并通过换乘虚拟路段连接，使其转化为能够同步进行方式划分与交通分配的一体化分析网络，通过在一体化分析网络上进行交通需求分析，得到考虑方式间换乘的交通分析结果。本发明方法相比以往方法，可以很好的处理城市交通出行过程中普遍存在的换乘行为，得到的结果更加符合实际交通运行情况，在工程应用方面上具有很强的可操作性。
Description
技术领域
本发明属于城市交通领域，尤其涉及一种城市交通一体化的方式划分与交通分配方法。
背景技术
近年来，随着我国城市交通基础设施的不断完善，在一些特大、大中型城市，已经逐步建立起完善的现代化城市综合交通运输体系，极大改善了城市居民的出行条件。小汽车、公交车、轨道交通、自行车、步行这五种出行方式构成了我国大部分城市的多模式交通系统。随着出行方式的多样化，交通需求也呈现出多样化的特点，单次出行也需要多种交通模式的相互支撑和配合。
传统的交通需求预测“四阶段”法，其内容包括交通的发生与吸引(第一阶段)、交通分布(第二阶段)、交通方式划分(第三阶段)和交通分配(第四阶段)。四阶段预测方法将交通方式划分与交通分配过程完全割裂开来，这种假设并不符合出行者实际的选择行为。在出行者实际出行活动中，出行者在确定出行方式的同时，出行路径也随之确定。传统的四阶段方法无法考虑到出行者选择组合的出行方式的情况，因此无法直接应用于城市多模式交通系统的交通需求分析。
可以认为，在城市多模式交通需求预测过程中，交通方式划分和交通分配是可以融合在一起、同时进行的。将不同方式的交通网络层层拆解，并添加换乘弧段可以将原始的城市综合交通网络转化为能够考虑换乘行为的一体化分配网络，在上述分配网络上进行城市交通分配，能够得到考虑换乘行为的流量分配结果，更加贴近实际情况。同时该方法在工程上具有可操作性，能够广泛应用于城市交通系统的交通需求分析之中。
发明内容
本发明提供一种更加贴近实际出行选择行为，即考虑出行者选择组合出行方式、存在换乘行为的城市交通一体化分配方法，通过对交通网络进行拆解，将不同方式间的换乘阻抗转换为换乘弧段上的阻抗，构建一体化分配网络，以一体化分配网络为基础进行交通需求分析，得到考虑换乘行为的交通分配结果。
为实现上述目的，本发明提供了一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤一，城市交通系统数据采集；
采集的城市交通系统数据包括交通节点数据和交通路段数据，交通节点数据包括交通节点类型、交通节点编号、交通节点坐标，交通路段数据包括交通路段类型、交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号；
其中，交通节点类型包括城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点，交通节点编号为不重复的整数，交通路段类型包括城市道路、城市公共交通线路和城市轨道交通线路；
步骤二，各方式交通网络构建；
根据步骤一采集得到的城市交通系统数据，分别构建与初始化城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库；
步骤二A)，城市步行网络数据库构建与初始化，城市步行网络数据库由城市步行网络节点数据库和城市步行网络路段数据库共同组成；
步骤二A1)，城市步行网络节点数据库构建与初始化；
构建城市步行网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市步行网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市步行网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二A2)，城市步行网络路段数据库构建与初始化；
构建城市步行网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的步行路段阻抗函数；
将城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市步行网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二B)，城市非机动车网络数据库构建与初始化，城市非机动车网络数据库由城市非机动车网络节点数据库和城市非机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二B1)，城市非机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市非机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市非机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二B2)，城市非机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的非机动车阻抗函数；
将城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市非机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二C)，城市机动车网络数据库构建与初始化，城市机动车网络数据库由城市机动车网络节点数据库和城市机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二C1)，城市机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二C2)，城市机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的机动车阻抗函数；
将城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二D)，城市公交网络数据库构建与初始化，城市公交网络数据库由城市公交网络节点数据库和城市公交网络路段数据库共同组成；
步骤二D1)，城市公交网络节点数据库构建与初始化；
构建城市公交网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市公共交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市公交网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市公交网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二D2)，城市公交网络路段数据库构建与初始化；
构建城市公交网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市公交线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的公交阻抗函数；
将城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市公交网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二E)，城市轨道网络数据库构建与初始化，城市轨道网络数据库由城市轨道网络节点数据库和城市轨道网络路段数据库共同组成；
步骤二E1)，城市轨道网络节点数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市轨道网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市轨道网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二E2)，城市轨道网络路段数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市轨道线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的轨道阻抗函数；
将城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市轨道网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤三，换乘交通网络构建；
根据步骤二构建与初始化的城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库，构建换乘交通网络数据库，换乘交通网络数据库由换乘网络节点数据库和换乘网络虚拟路段数据库共同组成；
步骤三A)，换乘网络节点数据库构建；
构建换乘网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
读取城市步行网络节点数据库、城市非机动车网络节点数据库、城市机动车网络节点数据库、城市公交网络节点数据库、城市轨道网络节点数据库中的所有数据，并将其写入换乘网络节点数据库；
步骤三B)，换乘网络虚拟路段数据库构建；
构建换乘网络虚拟路段数据库，包含子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
读取换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，对于任意两个换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，若其中的数字部分相同，则将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号中；随后交换顺序，将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号中；
换乘网络虚拟路段数据库的路段阻抗中存入由子网络路段起点节点转换至子网络路段终点节点的换乘阻抗；
步骤四，城市交通一体化分析网络路段数据库构建；
构建城市交通一体化分析网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗、路段类型、路段流量，并将数据库中置空；
读取步骤二中的城市步行路段数据库、城市非机动车路段数据库、城市机动车路段数据库、城市公交路段数据库、城市轨道路段数据库，读取步骤三中的换乘网络虚拟路段数据库，将上述数据库中的所有信息存入城市交通一体化分析网络路段数据库，并确定城市交通一体化分析网络路段数据库中路段类型的取值：若存入的数据来源于城市步行路段数据库，则在路段类型中存入walk；若存入的数据来源于城市非机动车路段数据库，则在路段类型中存入bic；若存入的数据来源于城市机动车路段数据库，则在路段类型中存入car；若存入的数据来源于城市公交路段数据库，则在路段类型中存入bus；若存入的数据来源于城市轨道路段数据库，则在路段类型中存入metro；若存入的数据来源于换乘网络虚拟路段数据库，则在路段类型中存入trans；
步骤五，交通分配；
采取多路径-容量限制分配方法，对步骤四得到城市交通一体化分析网络路段数据库进行交通分配，并将路段流量分配结果写入城市交通一体化分析网络数据库中的路段流量字段。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：与传统的交通分配四阶段方法相比，本发明通过添加换乘弧段，并针对不同换乘方式更新换乘阻抗取值，构建新的交通分配网络，采用最短路-增量加载分配方法进行一体化交通分配，能够得到考虑出行者换乘行为的城市交通流量分配结果。分配过程更加贴合出行者实际出行过程，分配结果更加贴合实际的出行轨迹；同时换乘弧段添加过程思路清晰、步骤简单，在工程上具有可操作性和应用价值。
附图说明
图1为实施例一中所述的某城市路网简图。
具体实施方式
以下将结合附图和实例对本发明作更进一步的说明。
实施例一
如图1所示为某城市路网简图。下面结合图1对本发明方法作更进一步的说明。
步骤一，城市交通系统数据采集；
采集的城市交通系统数据包括交通节点数据和交通路段数据，交通节点数据包括交通节点类型、交通节点编号、交通节点坐标，交通路段数据包括交通路段类型、交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号；
其中，交通节点类型包括城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点，交通节点编号为不重复的整数，交通路段类型包括城市道路、城市公共交通线路和城市轨道交通线路；
以上数据信息可以直接从城市的统计部门、交通部门获取，也可以应用网络爬虫从百度地图、高德地图等开放平台获取；节点坐标可用采用UTM坐标系、WGS84坐标系、墨卡托坐标系等常用坐标系表示，实施例一中采用自定义坐标系表示；
步骤二，各方式交通网络构建；
根据步骤一采集得到的城市交通系统数据，分别构建与初始化城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库；
步骤二A)，城市步行网络数据库构建与初始化，城市步行网络数据库由城市步行网络节点数据库和城市步行网络路段数据库共同组成；
步骤二A1)，城市步行网络节点数据库构建与初始化；
构建城市步行网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市步行网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市步行网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络节点数据库的子网络节点编号中；
城市步行网络节点数据库初始化结果如下：
| 节点编号 | 节点坐标 | 子网络节点编号 |
| 1 | (0，0) | 1walk |
| 2 | (2，0) | 2walk |
| 3 | (5，0) | 3walk |
| 4 | (12，0) | 4walk |
| 5 | (17，0) | 5walk |
| 6 | (19，0) | 6walk |
| 7 | (9，9) | 7walk |
| 8 | (12，9) | 8walk |
步骤二A2)，城市步行网络路段数据库构建与初始化；
构建城市步行网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的步行阻抗函数；实施例一中采用常数函数形式的步行阻抗，可根据分析需要调整步行阻抗函数形式；
将城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市步行网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
城市步行网络路段数据库初始化结果如下：
步骤二B)，城市非机动车网络数据库构建与初始化，城市非机动车网络数据库由城市非机动车网络节点数据库和城市非机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二B1)，城市非机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市非机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市非机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
城市非机动车网络节点数据库初始化结果如下：
| 节点编号 | 节点坐标 | 子网络节点编号 |
| 1 | (0，0) | 1bic |
| 2 | (2，0) | 2bic |
| 3 | (5，0) | 3bic |
| 4 | (12，0) | 4bic |
| 5 | (17，0) | 5bic |
| 6 | (19，0) | 6bic |
| 7 | (9，9) | 7bic |
| 8 | (12，9) | 8bic |
步骤二B2)，城市非机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的非机动车阻抗函数；实施例一中采用常数函数形式的非机动车阻抗，可根据分析需要调整非机动车阻抗函数形式；
将城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市非机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
城市非机动车网络路段数据库初始化结果如下：
步骤二C)，城市机动车网络数据库构建与初始化，城市机动车网络数据库由城市机动车网络节点数据库和城市机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二C1)，城市机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
城市机动车网络节点数据库初始化结果如下：
| 节点编号 | 节点坐标 | 子网络节点编号 |
| 1 | (0，0) | 1car |
| 2 | (2，0) | 2car |
| 3 | (5，0) | 3car |
| 4 | (12，0) | 4car |
| 5 | (17，0) | 5car |
| 6 | (19，0) | 6car |
| 7 | (9，9) | 7car |
| 8 | (12，9) | 8car |
步骤二C2)，城市机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的机动车阻抗函数；实施例一中采用常数函数形式的机动车阻抗，可根据分析需要调整机动车阻抗函数形式；
将城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
城市机动车网络路段数据库初始化结果如下：
步骤二D)，城市公交网络数据库构建与初始化，城市公交网络数据库由城市公交网络节点数据库和城市公交网络路段数据库共同组成；
步骤二D1)，城市公交网络节点数据库构建与初始化；
构建城市公交网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市公共交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市公交网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市公交网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络节点数据库的子网络节点编号中；
城市公交网络节点数据库初始化结果如下：
| 节点编号 | 节点坐标 | 子网络节点编号 |
| 3 | (5，0) | 3bus |
| 5 | (17，0) | 5bus |
步骤二D2)，城市公交网络路段数据库构建与初始化；
构建城市公交网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市公交线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的公交阻抗函数；实施例一中采用常数函数形式的公交阻抗，可根据分析需要调整公交阻抗函数形式；
将城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市公交网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
城市公交网络路段数据库初始化结果如下：
步骤二E)，城市轨道网络数据库构建与初始化，城市轨道网络数据库由城市轨道网络节点数据库和城市轨道网络路段数据库共同组成；
步骤二E1)，城市轨道网络节点数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市轨道网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市轨道网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络节点数据库的子网络节点编号中；
城市轨道网络节点数据库初始化结果如下：
| 节点编号 | 节点坐标 | 子网络节点编号 |
| 2 | (2，0) | 2metro |
| 7 | (9，9) | 7metro |
步骤二E2)，城市轨道网络路段数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市轨道线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的轨道阻抗函数；实施例一中采用常数函数形式的轨道阻抗，可根据分析需要调整轨道阻抗函数形式；
将城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市轨道网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
城市轨道网络路段数据库初始化结果如下：
步骤三，换乘交通网络构建；
根据步骤二构建与初始化的城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库，构建换乘交通网络数据库，换乘交通网络数据库由换乘网络节点数据库和换乘网络虚拟路段数据库共同组成；
步骤三A)，换乘网络节点数据库构建；
构建换乘网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
读取城市步行网络节点数据库、城市非机动车网络节点数据库、城市机动车网络节点数据库、城市公交网络节点数据库、城市轨道网络节点数据库中的所有数据，并将其写入换乘网络节点数据库；换乘网络节点数据库构建结果如下：
/>
步骤三B)，换乘网络虚拟路段数据库构建；
构建换乘网络虚拟路段数据库，包含子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
读取换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，对于任意两个换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，若其中的数字部分相同，则将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号中；随后交换顺序，将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号中；
换乘网络虚拟路段数据库的路段阻抗中存入由子网络路段起点节点转换至子网络路段终点节点的换乘阻抗；
换乘网络虚拟路段数据库初始化结果如下：
/>
/>
步骤四，构建城市交通一体化分析网络数据库；
步骤四，城市交通一体化分析网络路段数据库构建；
构建城市交通一体化分析网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗、路段类型、路段流量，并将数据库中置空；
读取步骤二中的城市步行路段数据库、城市非机动车路段数据库、城市机动车路段数据库、城市公交路段数据库、城市轨道路段数据库，读取步骤三中的换乘网络虚拟路段数据库，将上述数据库中的所有信息存入城市交通一体化分析网络路段数据库，并确定城市交通一体化分析网络路段数据库中路段类型的取值：若存入的数据来源于城市步行路段数据库，则在路段类型中存入walk；若存入的数据来源于城市非机动车路段数据库，则在路段类型中存入bic；若存入的数据来源于城市机动车路段数据库，则在路段类型中存入car；若存入的数据来源于城市公交路段数据库，则在路段类型中存入bus；若存入的数据来源于城市轨道路段数据库，则在路段类型中存入metro；若存入的数据来源于换乘网络虚拟路段数据库，则在路段类型中存入trans；
城市交通一体化分析网络数据库构建结果如下：
/>
/>
步骤五，交通分配；
应用交通分析软件进行交通分配，实施例一采用交运之星软件中的多路径-容量限制分配方法，对步骤四得到城市交通一体化分析网络路段数据库进行交通分配，并将路段流量分配结果写入城市交通一体化分析网络数据库中的路段流量字段。结果如下表。
/>
/>
/>
/>
Claims (1)
1.一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤一，城市交通系统数据采集；
采集的城市交通系统数据包括交通节点数据和交通路段数据，交通节点数据包括交通节点类型、交通节点编号、交通节点坐标，交通路段数据包括交通路段类型、交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号；
其中，交通节点类型包括城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点，交通节点编号为不重复的整数，交通路段类型包括城市道路、城市公共交通线路和城市轨道交通线路；
步骤二，各方式交通网络构建；
根据步骤一采集得到的城市交通系统数据，分别构建与初始化城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库；
步骤二A)，城市步行网络数据库构建与初始化，城市步行网络数据库由城市步行网络节点数据库和城市步行网络路段数据库共同组成；
步骤二A1)，城市步行网络节点数据库构建与初始化；
构建城市步行网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市步行网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市步行网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二A2)，城市步行网络路段数据库构建与初始化；
构建城市步行网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的步行路段阻抗函数；
将城市步行网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市步行网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母walk后，存入城市步行网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二B)，城市非机动车网络数据库构建与初始化，城市非机动车网络数据库由城市非机动车网络节点数据库和城市非机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二B1)，城市非机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市非机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市非机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二B2)，城市非机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市非机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的非机动车阻抗函数；
将城市非机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市非机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bic后，存入城市非机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二C)，城市机动车网络数据库构建与初始化，城市机动车网络数据库由城市机动车网络节点数据库和城市机动车网络路段数据库共同组成；
步骤二C1)，城市机动车网络节点数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市道路交叉口、城市公共交通站点和城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市机动车网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市机动车网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二C2)，城市机动车网络路段数据库构建与初始化；
构建城市机动车网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市道路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的机动车阻抗函数；
将城市机动车网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市机动车网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母car后，存入城市机动车网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二D)，城市公交网络数据库构建与初始化，城市公交网络数据库由城市公交网络节点数据库和城市公交网络路段数据库共同组成；
步骤二D1)，城市公交网络节点数据库构建与初始化；
构建城市公交网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市公共交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市公交网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市公交网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二D2)，城市公交网络路段数据库构建与初始化；
构建城市公交网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市公交线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的公交阻抗函数；
将城市公交网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市公交网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母bus后，存入城市公交网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤二E)，城市轨道网络数据库构建与初始化，城市轨道网络数据库由城市轨道网络节点数据库和城市轨道网络路段数据库共同组成；
步骤二E1)，城市轨道网络节点数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通节点类型为城市轨道交通站点的交通节点数据，将提取的交通节点编号、交通节点坐标对应存入城市轨道网络节点数据库中的节点编号、节点坐标中；
将城市轨道网络节点数据库中的节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络节点数据库的子网络节点编号中；
步骤二E2)，城市轨道网络路段数据库构建与初始化；
构建城市轨道网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
从步骤一城市交通系统数据采集结果中提取交通路段类型为城市轨道线路的交通路段数据，将提取的交通路段起点交通节点编号、交通路段终点交通节点编号对应存入城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号、路段终点节点编号中，并在路段阻抗中存入路段对应的轨道阻抗函数；
将城市轨道网络路段数据库中的路段起点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段起点节点编号中；将城市轨道网络路段数据库中的路段终点节点编号复制并添加字母metro后，存入城市轨道网络路段数据库的子网络路段终点节点编号中；
步骤三，换乘交通网络构建；
根据步骤二构建与初始化的城市步行网络数据库、城市非机动车网络数据库、城市机动车网络数据库、城市公交网络数据库、城市轨道网络数据库，构建换乘交通网络数据库，换乘交通网络数据库由换乘网络节点数据库和换乘网络虚拟路段数据库共同组成；
步骤三A)，换乘网络节点数据库构建；
构建换乘网络节点数据库，包含节点编号、节点坐标、子网络节点编号，并将数据库中置空；
读取城市步行网络节点数据库、城市非机动车网络节点数据库、城市机动车网络节点数据库、城市公交网络节点数据库、城市轨道网络节点数据库中的所有数据，并将其写入换乘网络节点数据库；
步骤三B)，换乘网络虚拟路段数据库构建；
构建换乘网络虚拟路段数据库，包含子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗，并将数据库中置空；
读取换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，对于任意两个换乘网络节点数据库中的子网络节点编号，若其中的数字部分相同，则将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号中；随后交换顺序，将这两个子网络节点编号分别存入换乘网络虚拟路段数据库的子网络路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号中；
换乘网络虚拟路段数据库的路段阻抗中存入由子网络路段起点节点转换至子网络路段终点节点的换乘阻抗；
步骤四，城市交通一体化分析网络路段数据库构建；
构建城市交通一体化分析网络路段数据库，包含路段起点节点编号、路段终点节点编号、子网络路段起点节点编号、子网络路段终点节点编号、路段阻抗、路段类型、路段流量，并将数据库中置空；
读取步骤二中的城市步行路段数据库、城市非机动车路段数据库、城市机动车路段数据库、城市公交路段数据库、城市轨道路段数据库，读取步骤三中的换乘网络虚拟路段数据库，将上述数据库中的所有信息存入城市交通一体化分析网络路段数据库，并确定城市交通一体化分析网络路段数据库中路段类型的取值：若存入的数据来源于城市步行路段数据库，则在路段类型中存入walk；若存入的数据来源于城市非机动车路段数据库，则在路段类型中存入bic；若存入的数据来源于城市机动车路段数据库，则在路段类型中存入car；若存入的数据来源于城市公交路段数据库，则在路段类型中存入bus；若存入的数据来源于城市轨道路段数据库，则在路段类型中存入metro；若存入的数据来源于换乘网络虚拟路段数据库，则在路段类型中存入trans；
步骤五，交通分配；
采取多路径-容量限制分配方法，对步骤四得到城市交通一体化分析网络路段数据库进行交通分配，并将路段流量分配结果写入城市交通一体化分析网络数据库中的路段流量字段。
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|---|---|---|---|
| CN202110793477.XA CN113689069B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202110793477.XA CN113689069B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法 |
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|---|---|---|---|
| CN202110793477.XA Active CN113689069B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种城市交通系统方式划分与交通分配一体化分析方法 |
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| CN110414833A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-05 | 东南大学 | 一种城市多模式交通网络运能协调评价方法 |
| CN110580404A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-12-17 | 东南大学 | 一种基于城市多模式交通网络的网络运能确定方法 |
-
2021
- 2021-07-13 CN CN202110793477.XA patent/CN113689069B/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110009205A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-12 | 东南大学 | 一种区域综合交通一体化的方式划分与交通分配方法 |
| CN110414833A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-05 | 东南大学 | 一种城市多模式交通网络运能协调评价方法 |
| CN110580404A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-12-17 | 东南大学 | 一种基于城市多模式交通网络的网络运能确定方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 综合交通系统"多网合一"交通分析模型与算法;王炜 等;《交通运输工程学报》;第第21卷卷(第第2期期);全文 * |
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|---|---|
| CN113689069A (zh) | 2021-11-23 |
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