按车辆行驶里程汇总
城市交通,可以如何“减阻”?
改变道路、流量与驾驶行为,观察路网如何重新分配交通。
V/C ≥ 0.85 的车辆公里占比
相对基准无负载行程耗时
相同出行需求下的平均值
路网流动场 基准路网
颜色表示路段状态,流动点表示分配到路段的交通。
增加通道,还是改善连接?
三种方案使用相同需求与驾驶参数。两种改造方案使用相同道路面积预算。
正在比较三种方案…
点击卡片切换流动场 ↗交通需求与网络响应
固定其他参数,逐点重新求解交通分配。
连线仅连接已求解点;高 V/C 只表示超容量压力,模型不描述排队回溢。
有用的类比,清晰的边界。
这是一个可复算的交通分配沙盒,用来探索机制。
结果依赖下面这些明确的假设。
01模型在计算什么?+
在固定 4 × 4 km 的双向路网上,将固定的起讫点需求通过最短路与 Frank–Wolfe 算法分配至各路段,近似求解用户均衡。驾驶者选择自身耗时较低的路线;没有直接最小化全网总耗时。
f:路段需求流量(辆/h);C:有效容量(辆/h)。BPR 的 0.15 与 4 为演示参数。t₀ 包括 45 km/h 行驶时间与每段末端 9.6 s 的信号损失;结构方案干道为 6 s、直连为 3.3 s,再乘以 (1 + 0.35σ)。
宽度 w 为双向有效宽度(m);容量按单方向计算。中部横向过境路段的 b = 0.52,其余为 1。随机性 σ 通过经验设定降低容量并增加信号损失,未模拟逐车随机跟驰,也不是由流体黏度推导。
需求比例:东西双向各 27%,南北双向各 15%,西南—东北双向各 8%。边界门户映射至对应网格中点(偶数网格取下标较大侧),起讫点总需求始终守恒。
求解最多 160 次迭代,相对间隙目标 0.3%;未达到目标时会显示实际间隙,所有输出均为近似值。
02“等效阻力”如何定义?+
T̄ 为全网车辆总耗时除以出行需求。Tref 为当前基准网格、σ = 0、无负载时的平均最短路耗时,三种方案共用同一参考值。结构方案若缩短路径,R* 可以小于 1;改变密度会改变 Tref,因此跨密度比较应同时查看绝对耗时。
平均速度 = 60 × 车辆公里 / 车辆分钟。路线缩短时,平均耗时可能下降而平均速度未上升,应联合解读两者;拥堵暴露率 = V/C ≥ 0.85 路段上的车辆公里 / 全部车辆公里。0.85 为演示阈值。零需求时拥堵暴露率为 0,速度与耗时显示无负载极限。
R* 是无量纲耗时比,不是压降/流量,也不具有力的单位。交通密度与流量可以作连续介质类比;本网站未求解 Navier–Stokes 方程,不计算雷诺数或真实黏性耗散。
03两种改造方案是否公平?+
扩容优先:选择将全部道路宽度增至 1.3 倍,或在每方向新增一条完整道路。结构优先:保留原网格,增加连接四侧门户的环向直连,按干道/普通道路权重 1.65/0.85 重新分配宽度,并降低干道与直连信号损失。新增连线与网格的几何交叉按立体交叉处理,无新增平面交叉口。
道路面积代理量 A = Σ(无向道路长度 × 双向宽度),两种改造方案严格相等。道路面积约束不等于建设成本约束:桥隧、拆迁、信号协调及实施成本均未计价。连续宽度用于演示,不代表可实施的车道数。
“结构优先”是一个预设候选方案,不是算法找到的全局最优;它同时改变连接、容量布局与信号损失,效果不能单独归因于拓扑。结果可随需求变化,未预设结构方案一定胜出。
04何时需要更完整的模型?+
本模型适合机制教学、敏感性探索与研究构思。它不包含真实城市 GIS、实测 OD、公交与行人、车道变换、事故、诱导需求、动态排队或队列回溢,不能直接用于道路建设决策。
当 V/C > 1 时,显示的是需求压力而非可持续通过流量。拥堵状态下 BPR 静态分配的物理解释有限;需要用校准的动态交通分配、LWR/CTM 或微观仿真进一步验证。动画仅是稳态结果的示意,没有时间演化含义。
增加道路有时会因路线重分配引发 Braess 悖论,但并非所有扩建都会如此;本沙盒没有强行构造这一现象,也不能把某次改造变差直接认定为严格的 Braess 悖论。
文献支持基础方法和理论背景;本站随机性、信号损失与结构方案的参数为教学设定,未经实测校准。