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系統識別號 U0026-0812200914323977
論文名稱(中文) 動態旅次起迄推估之研究:指派與非指派模式之比較
論文名稱(英文) Comparisons of Assignment-based and Non-Assignment-based time dependent O-D estimation Models for General Networks
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 交通管理學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Transportation & Communication Management Science
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生(中文) 何偉銘
研究生(英文) Wei-Ming Ho
電子信箱 m720517@gmail.com
學號 R5695401
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 102頁
口試委員 指導教授-胡大瀛
口試委員-胡守任
口試委員-邱裕鈞
口試委員-盧宗成
中文關鍵字 非指派模式  DynaTAIWAN  指派模式 
英文關鍵字 Non-Assignment-based model  DynaTAIWAN  Assignment-based model 
學科別分類
中文摘要 依時性旅次起迄資料是ATMS中動態交通指派的重要資料,主要運用於路網中的交通流量預測並進行交通控制與管理,且相關研究在近年來皆持續發展中。在動態旅次起迄推估模式中,主要可分為以指派為基礎之動態旅次起迄推估模式與以非指派為基礎之動態旅次起迄推估模式,兩模式之差異主要為指派模式利用一可靠的DTA模式以產生路段上之流量並建構與O-D關係之指派矩陣、而非指派模式主要可利用起點進入流量(或產生流量)與到達流量或部份路段流量直接推估O-D;因此如何完善地將兩模式之理論、模型、應用方式與推估結果驗證做一比較分析乃一項重要的議題。
本研究主要針對兩模式之理論、模型、應用方式與推估結果進行比較;在以指派為基礎之動態旅次起迄推估模式上主要參考Ashok (1996)模式進行推估之實驗;而在以指派為基礎之動態旅次起迄推估模式上主要參考Chang et al. (Chang et al., 1994,1996)之彙整模式並搭配流量模擬法進行推估之實驗。
兩模式之主要特性上,指派模式以誤差值觀念當變數來求解,讓推估結果更精確且更符合常態;然而需要有一定量的偵測器來獲得路段流量以確保運算結果合理性;而非指派模式之優點為:可僅利用起點產生流量以及到達迄點流量進行推估;而缺點包括:(1)旅行時間推估不適用於擁塞路網以及,(2)Cordon-line劃設上較具爭議性。
本研究建構各種數值實驗與敏感度分析進行此兩模式之比較與驗證,並採用由國人研發之動態交通模擬軟體DynaTAIWAN作為路網交通流量產生之工具並進行模式之驗證。並建構三個路網進行實驗,包括:小路網、市區號誌化路網與市區與高速公路混合50節點路網。
英文摘要 Time-dependent Origin-Destination (O-D) demand data is critical to the success of Dynamic Traffic Assignment in Advanced Traffic Management Systems (ATMS), and extensive research has been conducted in the past decade to tackle this problem. In general, dynamic O-D estimation models could be classified into two categories, the assignment-based and non-assignment-based methods. The assignment-based models primarily are based on reliable Dynamic Traffic Assignment (DTA) techniques for generating the link flows. The models of the latter category are dependent on the direct estimation of O-D from time-series measurements of network input-output and partial link flows, so the comparisons of the theories, model parameters, implementations, and the results between these two models are extremely important issues.
This research aims at comparing the assignment-based and non-assignment-based models, and comparisons are made based on theories, parameters, procedures and estimation results. For the assignment-based model, Ashok’s model approach (Ashok, 1996) is adopted. For the non-assignment-based model, the approach proposed by Chang et al. (Chang et al., 1994,1996) is cooperated with simulation and applied in these comparisons.
Major characteristics of the assignment-based model include: use of deviations of O-D flows from historical averages to increase accuracy of the results and use of the assignment matrix for mapping O-D flows to link counts; however, reasonably number of detectors are required to get link count information to ensure the accuracy of estimation results. Major advantage of the non-assignment-based model is its ability to estimate O-D trips despite the deficiency of link counts; two shortcomings are (1) the travel time computation is not suitable for the congested network and (2) the arbitrarily setup of cordon-line.
Numerical experiments and sensitivity analysis are conducted to illustrate these algorithms and comparisons, and DynaTAIWAN, a simulation-assignment model, is used as a tool to simulate flow distributions. Three test networks, including: a small network, a signalized urban network and a 50-nodes network with freeway and urban streets, are experimented in the numerical experiments.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究假設 4
1.4 研究流程 4
1.5 研究內容 6
第二章 文獻回顧 8
2.1 傳統旅次起迄調查方法 8
2.2 靜態O-D推估 9
2.2.1 靜態流量推估模式 10
2.2.2 靜態O-D推估應用軟體 11
2.3 動態O-D推估 12
2.3.1 高速公路路網之動態O-D推估 13
2.3.2 一般道路路網之動態O-D推估 15
2.3.3 動態O-D推估之實際應用案例 16
2.4 交通推估與預測模擬軟體 19
2.4.1 DynaMIT 19
2.4.2 DYNASMART-X 20
2.4.3 DynaTAIWAN 21
第三章 研究方法 26
3.1 問題描述 26
3.2 研究架構 27
3.2.1 以指派為基礎之動態旅次起迄推估模式:Ashok (1996) 模式之O-D推估與預測系統架構 28
3.2.2 以非指派為基礎之動態旅次起迄推估模式:Chang and Tao (1996;1999)之O-D推估與預測系統架構 29
3.2.3 兩模式基礎架構輸入與輸出資料比較 32
3.3 指派為基礎之動態旅次起迄推估模式程序建立 33
3.3.1 卡門濾波模式 33
3.3.2 重要參數說明 34
3.3.3 Ashok (1996) 求解步驟 36
3.4 非指派為基礎之動態旅次起迄推估模式程序建立 38
3.4.1 單一起點到達多迄點(One-to-All)流量與偵測器流量資料說明 39
3.4.2 單一起點到達多迄點(One-to-All)流量設置原則:單一起點流量守恆 40
3.4.3 單一起點到達多迄點(One-to-All)流量設置原則:加總流量守恆 40
3.4.4 以偵測器流量調整One-to-All流量之程序 41
3.4.5 旅行時間推估說明 43
3.4.6 推估方程式與參數 說明 44
3.4.7 Normalization 47
3.4.8 Chang and Wu (1994)、Chang and Tao (1996;1999)彙整模式之求解步驟 47
3.5 DYNATAIWAN指派矩陣模組 50
第四章 實驗流程與數值實驗設計 51
4.1 實驗之流程 51
4.1.1 指派為基礎之動態旅次起迄推估實驗流程 51
4.1.2 非指派為基礎之動態旅次起迄推估實驗流程 58
4.2 實驗設計 63
4.2.1 小路網 63
4.2.2 市區號誌化路網 65
4.2.3 市區與高速公路混合50節點大路網 69
4.3 評估準則 72
4.4 小結 73
第五章 兩模式實驗結果之分析與比較 74
5.1 指派模式應用於小路網之結果分析 74
5.2 指派模式應用於市區號誌化路網之結果 75
5.3 指派模式應用於市區與高速公路混合50節點路網之結果 77
5.4 指派模式結果綜合討論 80
5.5 非指派模式應用於小路網之結果 80
5.6 非指派模式應用於市區號誌化路網之結果 81
5.6.1 起點進入(或產生)流量高低對推估結果之影響 81
5.6.2 路口號誌有無對推估結果之影響 82
5.6.3 事件有無對推估結果之影響 84
5.7 非指派模式應用於市區與高速公路混合50節點路網結果 84
5.8 非指派模式結果綜合討論 85
5.9 兩模式推估之結果對於路段偵測器流量之比較 85
5.10 兩模式於50節點混合路網不同時間區段之敏感度分析 92
5.10.1 兩模式不同時間區段之敏感度分析實驗情境 92
5.10.2 指派模式於50節點混合路網不同時間區段之敏感度分析結果 92
5.10.3 非指派模式於50節點混合路網不同時間區段之敏感度分析結果 93
5.11 兩模式可能之整合方式 94
第六章 結論與建議 97
6.1 結論 97
6.2 建議 98
參考文獻 100
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