2008年09月12日

TransCAD核心–交通规划模型
 
 
TransCAD以交通规划“四阶段法”为基础,提供了完善的交通规划模型算法。其中包括需求预测模型、公交模型、OD矩阵推算、路径模型、路网分析模型、物流模型等。

1.“四阶段法”交通规划模型   

 

◇ 出行产生/吸引模型
交叉分类法:交叉分类法是根据一定的社会经济特点将一个城区的人口划分为若干类型。然后,经验地估计每种类型的家庭或出行者的平均出行率,由此产生的出行率表,可用于预测该研究区的出行产生量。

回归分析模型:普遍采用两种回归分析模型。第一种,使用以交通小区为标准的集计数据,将每个家庭的平均出行量作为因变量,小区特征属性的平均值作为说明变量(自变量)。第二种,使用以单个的家庭或出行者为标准的非集计数据,以每个家庭或出行者的出行量作为因变量,家庭和出行者的特征属性作为说明变量(自变量)。

离散选择法: 离散选择法是使用非集计的家庭或单个出行者的数据估算它们的出行概率。再将所得的结论集计起来即为预测的出行产生量。

◇ 产生/吸引平衡模型

保持出行产生量不变:保持出行产生量不变,调整出行吸引量,使得吸引总量与产生总量相等。
保持出行吸引量不变:保持出行吸引量不变,调整出行产生量,使出行产生总量与吸引总量相等。
用户指定出行总量系数:同时调整出行产生量和出行吸引量,使产生量和吸引量之和等于出行总量乘以用户给定系数之积。
用户指定的出行总量:同时调整出行产生量和吸引量,使产生量和吸引量之和等于用户给定的值。

◇ 出行分布模型
增长系数法:是通过对现有的矩阵乘以系数实现的(增长系数由未来的出行产生量除以出行现状的产生量计算得出的)。在无法获悉路网交通小区间距离、出行时间或综合费用等信息时,常常使用该方法。
—— 常增长系数法
—— 出行产生受约束的增长系数法
—— 出行吸引受约束的增长系数法
—— 全约束增长系数(Fratar福来特法 )

重力模型:主要的原理——两个地区之间的空间交流量与出行产生量/吸引量的乘积成正比,与两地之间的交通阻抗成反比。该模型需要流量矩阵、阻抗矩阵(反映小区间的距离、时间或出行费用等),还有估算的未来出行产生量和吸引量。重力模型较清楚地表达了空间交流量与交通小区间阻抗的相互关系。
—— 出行产生受约束
—— 出行吸引受约束
—— 全约束的重力模型

调校重力模型:根据基准年的路网状况估算阻抗函数的参数,从而尽可能使重力模型与基准年产生量/吸引量、基准年的出行距离分布相接近。
—— 指数函数
—— 幂函数
—— gamma函数

三维比例的出行分布模型:将考虑更多一维的约束条件。该模型,调整一组小区的出行产生量/吸引量,使该组小区的产生量/吸引量之和等于用户指定的数值。它可以分别应用于增长系数模型和重力模型中。

◇ 方式划分模型
回归模型:用于预测集计的方式分担率。一般地,回归模型用于预测一种出行方式的出行率和出行数量。该模型建立出行比率(或出行量)与出行者社会经济特性、各种可择方式特性之间建立统计关系。

交叉分类法:根据出行者的特征(如:收入或小汽车拥有量)或各种运输方式的特性(如:出行时间或相对的出行时间),也可以根据各种运输方式的综合效用,即包含社会~经济特性,计算每一类的平均分担率。

Logit模型:将出行决策者(个人、家庭等)选择一种出行方式的概率表述为各种运输方式的效用值分式,

 

Logit模型调校:影响方式划分的因素包括各种出行方式的特性和出行者个人的属性。
  — 出行时间              — 家庭成员构成
  — 价格                — 家庭收入
  — 停车场费用、道路收费        — 就业情况

◇ 网络分配模型
全有全无分配法(AON):将O-D对间的所有交通流量都分配到O-D对间最短路径上。

STOCH 分配法:将每个O-D对间的交通流量分配到O-D对间的多条可选路径上。分配到某条路径上的流量比例是选择该路径的概率,路径的选择概率是由logit路径选择模型计算的。

递增分配法:逐步分配交通流量。在每一步分配中,根据全有全无分配法分配一定比例的总流量。每步分配后,根据路段流量重新计算出行时间。当采用多次递增法时,该分配法类似于平衡分配法。

容量限制法:是一种近似的平衡法,首先进行全有全无流量分配,再根据拥挤函数(反映路段的能力)重新计算路段的出行时间,并且进行多次迭代。

用户平衡法:通过多次迭代过程达到收敛结果,即使出行者改变路径也不可能再改进出行时间。在每次迭代中,计算路网的路段流量,当路段通行能力不足时,将限制路段流量和出行时间(依赖于流量)。

随机用户平衡法(SUE):是一种综合的用户平衡法,假定出行者没有较完整的路网属性信息,对出行费用的理解方式也不尽相同。SUE允许使用吸引小的路径上也加载流量。

系统优化分配(SO):是一种使整个路网的出行时间达到最小的分配方法。

2.公交模型
TransCAD具有功能强大的公交模型。它拥有独特的公交路径数据结构,可以方便地保存、显示、编辑、分析公交路径数据。尤其是可以直接地将公交路径叠加到路网上,能够清楚地反映出汽车流量与公交流量的相互关系。公交分配模型提供了多种算法,包括:
○ 全有全无分配法
○ 最优策略法
○ UTPS路径选择法
○ 综合费用路径选择法
○ 用户平衡法
○ Stochastic用户平衡法

4.矩阵推算
由于路段交通调查与较大规模的入户调查相比,费用较少,因此常常需要根据路段交通量生成基准年出行矩阵,或更新已有的OD出行矩阵,使是基准年OD矩阵较准确地反映出最新的现状交通流量分布情况。
TransCAD考虑了路段调查量的随机性,并可以采用任一种分配方法,通过交通分配与矩阵估算之间的多次迭代实现矩阵推算功能。

5.路径模型、物流模型简介
 
 
 

2004年06月21日

建筑设计与结构设计的亲密关系(转)   建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。   在建筑设计中,少数建筑师总是把结构放在从属地位,并要求结构必须服从建筑,一切以建筑队为先导,这一观念分割了科学的完整性,忽略了基本的力学规律,片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求,这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。   任何一个建筑设计方案,都会对具体的结构设计产生影响,而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此,在做建筑设计的过程中,建筑师应具备有一定的结构方面基础,能与结构设计适当结合,相互调协,使二者相统一,才能创作出真正优秀的建筑设计作品。   然而,许多建筑设计师,强调创作的美观、新颖、标新立异,强调创作的最大自由度,然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难,作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时,不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征,不征询结构设计师的意见,往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系,进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形,其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。再者,有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识,在设计过程中,往往忽视力学的基本规律。如:在需抗震设防的地区,高层电梯设置在大楼的某一侧,没有和整个建筑物的刚度中心重合。由于电梯筒的刚度很大,这样则使得刚度中心与荷载中心不能尽可能接近,即造成结构偏正,这样就会产生扭转,产生破坏。若电梯井筒置于楼板的刚度和整体性,而且楼板的平移和转动将受到约束,而后楼板竖向刚度较弱,将会产生竖向弯形,并产生裂缝或局部破坏。   可见,建筑与结构两者之间有着最密切关系的,特别是否在高层建筑设计中,由于结构是以水平荷载为主要控制荷载,故结构体系的迭型和结构布置要考虑最有利于抗震和抗风的要求。同时,结构构件截面尺寸还要满足刚度和版性的要求。这样便对建筑设计形成了一定的约束和限制,使建筑与结构二者相互协调统一。二者还应不断地相互配合,彼此渗透,这样才能设计出真正满意的建筑。