1.1节 DTA模型国内外研究现状
DTA模型主要由两部分组成:用户路径选择行为准则(或动态网络交通流分配原则)(不考虑用户出发时间选择)和动态网络交通流量传播约束条件。
动态网络交通流分配原则主要有:动态系统最优原则和动态用户最优原则。
根据交通系统中用户不同的路径选择方式,DTA模型可分为:(1)DSO模型[1][2],其反映的用户路径选择方式为:在所研究的时段内,用户通过指挥中心或他们之间相互协调,选择使得整个交通系统总的旅行费用为最小的路径;(2)反应型动态用户最优(reactive dynamic user-optimal),简称RUDO)模型[3][4],其反映的用户路径选择方式为:在所研究的时段内,用户基于瞬时的旅行费用,选择使得自身达到目的地的总的瞬时旅行费用为最小的路径;(3)预测型动态用户最优(predictive dynamic user-optimal,简称PDUO)模型[5][6],其反映的用户路径选择方式为:在所研究的时段内,用户基于实际的旅行费用,选择使得自身达到目的地的总的实际旅行费用为最小的路径。
一般来说,交通系统如果没有足够的外部干预,交通主体之间很难形成协调达到某种整体最优;更多的情况是,用户凭借自身的经验或根据瞬时的交通信息作出判断,选择使得自身到达目的地的总的实际或瞬时旅行费用为最小的路径。
这是一种用户自主性质的路径选择,遵循了动态Wardrop用户最优(包括RDUO和PDUO)的最优路径选择准则。
当过多的用户按照自己的判断选择了某条路径,造成该条路径的交通负荷过大,从而拥挤就发生了。
用户的路径选择作为影响交通流时空分布的主要因素,也是交通拥挤的主要成因[7]。
网络交通流量传播约束就是要保证流量进入和离开路段以及保留在路段上的旅行时间与路段费用一致,它描述了车辆在交通系统中的行为是如何随时间变化的。
描述交通流传播的约束条件主要包括:(1)流量演化方程;(2)流量守恒方程;(3)先进先出(first-in-first-out,简称FIFO)限制条件[8][9];(4)元胞传输模型[4][10]等。
若将整个交通系统视为一个连续体,考虑用户路径选择行为准则以及网络交通流量传播约束条件的连续和动态表达形式,即得到连续型DTA模型。
2000年,Hughes[11]系统地提出了宏观行人流平衡分配模型的框架,但没有明确给出行人流达到平衡状态时的连续型DUO条件,也没有提供求解这个模型的数值方法。
2004年,Hoogendoorn等[5][6]在连续型DTA模型框架基础上,提出了单向行人流达到平衡状态时的连续型PDUO条件,即交通系统中的行人根据可预测的交通信息选择使其的旅行费用最小的路径。
信息选择使其的旅行费用最小的路径。
黄玲等[12]在Hughes模型的基础上,提出了行人流达到平衡状态时的连续型RDUO条件,并发展应型单向行人流平衡分配模型。
该模型实质上由描述行人流量守恒的标量双曲型守恒律方程和遵循RDUO择路原则的Eikonal方程藕合而成。
他们还设计了用于求解这个藕合模型的数值算法,并证明了模型数值解的收敛性。
此外,夏银华等[13]采用了反了三角网格上的间断有限元方法(简称DGM)离散求解反应型单向行人流平衡分配模型的标量双曲型守恒律方程。
他们还考虑到行人的记忆效应,提出了反应型和预测型路径选择相结合的混合策略来研究行人流的障碍绕流问题[14].
此外,一些研究学者尝试将宏观仿真模型引入到动态网络交通分配理论中,如将基于路径阻抗的静态交通分配模型与TRANSYT交通模型进行结合,其中路径阻抗是由路径上每条路段的延迟时间与行驶时间相加而得出。
参考文献:
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[14]Xia YlH, Wbng SC,Zhang MP, et al. Dynamic continuum Pedestrian flow model with memory effect. Phys Rev E,79:066113,2009。