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基于大数据的交通系统分析利用地铁IC卡数据进行交通需求时变特征研究课程目标介绍土地利用与交通系统的关系及相关的理论模型理解建立交通模型在现实交通问题分析方面的作用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）简介交通土地利用作用机理、仿真、模型出行生成模型出行分布模型方式划分模型交通网络均衡分析其它3参考资料IntegratedLandUseandTransportModeling:DecisionChainsandHierarchiesLand-UseTransportInteraction:StateoftheArt[B&I]Bell,M.G.H.andIida,Y.(1997)TransportationNetworkAnalysis,JohnWiley.[ShY]Sheffi,Yosef(1985)UrbanTransportationNetworks:EquilibriumAnalysiswithMathematicalProgrammingMethods.PrenticeHall,Inc.[CaE]Cascetta,Ennio(2001)TransportationSystemsEngineering:TheoryandMethods,KluwerAcademicPublishers.4参考资料[O&W]deD.Ortuzar,J.andWillumsen,L.G.(2001)ModelingTransport(ThirdEdition),JohnWiley&Sons.[ThR]Thomas,Roy(1991)TrafficAssignmentTechniques,AveburyTechnical.[PaM]Patriksson,Michael(1994)TheTrafficassignmentProblem:ModelsandMethods,Utrecht,Netherlands.[F&H]Florian,M.andHearn,D.W.(1995)“NetworkEquilibriumModelsandAlgorithms”,Chapter6ofNetworkRouting,editedbyBalletal.,ElsevierScience,TheNetherlands.5参考资料[NaA]Nagurney,A.(1999)“TrafficNetworkEquilibrium”,Chapter4ofNetworkEconomics:AVariationalInequalityApproach.KluwerAcademicPublishing.[OpN]Oppenheim,N.(1994)UrbanTravelDemandModeling:FromIndividualChoicestoGeneralEquilibrium.JohnWiley&Sons,Inc.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大纲交通系统与模型交通问题的特性建模与决策交通建模中的关键问题典型的交通模型结构连续交通规划8交通系统与模型交通系统的发展阶段交通规划的发展机遇与挑战模型9交通系统的发展阶段发展常规公交系统阶段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兴建轨道交通阶段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整合多模式交通系统阶段系统所包括的交通模式已经多样化，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新的形势城镇化、机动化、多模式13交通规划的发展新的挑战土地、资源、环境14交通规划的发展新的环境城乡统筹区域交通一体化15交通规划的发展新的体系交通综合网络规划专项规划局部改善规划发展战略规划道路交通规划轨道交通规划慢行交通规划城市交通规划体系16机遇与挑战数据的积累连续观测的路网流量和流速不同交通方式的服务水平和分担比例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）政策等实施后的交通状态变化等时间空间出租车数据检测器数据IC卡数据停车场信息牌照识别数据17机遇与挑战系统分析能力（新方法、新模型）运算能力的提高（高性能计算机、网格计算、云计算）智能交通、政策对交通系统的影响18模型建立模型的目的理解系统的运作机理运用对系统的理解改善系统何为模型系统的表述，用以回答有关系统的问题物理模型概念模型数学模型19模型模型与规划模型是分析手段和工具规划是辅助决策过程模型的局限性20交通问题的特性需求差异性：时间、目的派生性：活动的结果空间性：克服空间的阻隔动态性21交通问题的特性供给服务，公共服务基础设施及载运工具离散时间：效率、准时外部效应（拥挤）22交通问题的特性供需平衡定义：Q流量，V速度，C容量，M管理，A活动，I投资，D需求得到如下关系：V=f{C,M,Q}----LOSC=f{I,M}D=f{V,A}Q=f{D,LOS}23交通问题的特性供需平衡（续）24交通问题的特性供需平衡（续）25建模与决策决策方法前提：规划预测的环境不变问题：经济、社会、技术环境比规划变得快标准决策理论：效用最大行为决策群决策自适应决策混合法26建模与决策选择建模方法的注意事项决策环境精度要求可用数据建模技术：行为模型、计算能力、算法等资源数据处理的要求分析者的技能27建模与决策28交通建模中的关键问题一般问题理论与数据的角色模型的定义：结构、功能、形式、变量的定义等模型标定、验证和使用集计与非集计片段与时间序列RP和SP29典型的交通模型结构交通规划四步骤模型30典型的交通模型结构现有方法的问题社会经济发展预测交通产生与吸引OD分布预测交通分配预测交通方式划分四阶段模型远期交通规划方案中期交通规划方案近期交通规划方案0%10%20%30%40%50%60%70%80%0:00-1:001:00-2:002:00-3:003:00-4:004:00-5:005:00-6:006:00-7:007:00-8:008:00-9:009:00-10:0010:00-11:0011:00-12:0012:00-13:0013:00-14:0014:00-15:0015:00-16:0016:00-17:0017:00-18:0018:00-19:0019:00-20:0020:00-21:0021:00-22:0022:00-23:0023:00-24:00载客里程率载客时间率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动态交通信息采集系统静态信息土地利用建筑物信息机动车道路交通网络社会经济31333745607488941151531922022392612953363453583803954054334695040200400600197919831987199119951999出行特征统计系统动态监测采用对策组合进行反馈控制宏观仿真中观仿真微观仿真实时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连续观测的信息环境32连续交通规划3334基于行为和环境影响的道路交通状态演变模型道路交通状态演变模型基础模型分类对象交通选择行为模型综合交通服务水平模型道路网络交通状态模型交通政策调控作用模型关系模型分类对象交通选择行为与综合交通服务水平关系模型交通政策调控作用与分类对象交通选择行为关系模型道路网络交通状态与综合交通服务水平关系模型交通政策调控与综合交通服务水平关系模型出行者行为交通政策环境交通战略交通政策设施规划决策分析影响因素连续交通规划35空间资源制约下的城市目标交通模式背景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！内容空间资源制约下的交通承载力指标研究不同交通模式结构的交通网络供给适应性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基于道路交通动态数据的状态分析技术任务将海量的数据组织成为信息，从连续信息中提炼系统特征内容基于交通模型和统计方法的数据处理建立支持决策分析的数据模型相应分析工具的实现连续交通规划37面向实施过程的城市道路交通规划反馈控制技术对策效果评估演变轨迹辨识政策影响分析对策组合设计动态调控连续交通规划38确定城市发展的目标交通模式根据动态数据把握城市交通发展态势动态调控以逼近目标模式问题主线基础理论城市交通系统演变机理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可持续发展的决策分析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调控措施评估技术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对策组合综合效果分析技术决策分析技术主线道路交通状态演变模型基础模型+关系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连续交通规划39