1、交通規劃理論與方法課程教學大綱英文名稱Transportation planning theory and methodology課程代碼17217048課程性質交通規劃與管理研究生學位課授課對象交通運輸專業研究生、本科生學 分3.0學 時54主講教師修訂日期選用教材黃海軍，城市交通網絡平衡分析理論與實踐，人民交通出版社.一、課程性質交通規劃理論與方法是交通運輸規劃與管理方向的核心課程，是該方向研究生知識結構體系中最重要，也是最基礎的學位課程。該課程主要介紹了交通運輸網絡平衡分析理論與實踐的國內外前言研究最新成果。課程的主要內容包括：交通網絡分析、交通運量配流與數學模型、標準平衡配流問題的求解

2、、需求變動的平衡配流模型、組合模型與算法、非對稱阻抗矩陣的平衡配流問題、超級網絡和超級模型、離散選擇模型、網絡隨機加載模型、隨機平衡配流問題。該課程是一門兼具理論性和基礎性特點的交通運輸規劃與管理核心課程。二、課程目標交通規劃理論與方法是一門必修的交通運輸規劃與管理專業的學位課程。課程總目標是旨在幫助學生掌握交通運輸網絡平衡分析理論。通過本課程的教學，使學生了解交通規劃的基本理論與方法，學會運用相關理論分析交通網絡現象，了解當前交通規劃與管理學科的發展趨向。通過本課程的學習，提高學生的交通運輸網絡的理論分析水平，發展本專業的交通規劃模型建模及求解技能，為交通規劃實踐提供理論基礎，為其進一步學習

3、和研究打下基礎。本課程的分目標如下：分目標1：掌握交通平衡理論的基本概念及假設條件，建立城市模型的方法，掌握交通網絡及其交通均衡的數學描述方法；分目標2：掌握交通分布、交通方式選擇、交通配流的基本模型及其求解算法；分目標3：掌握考慮彈性需求、路段相互影響等各種因素的均衡配流擴展模型及其求解方法；掌握運量-配流、多方式-配流、運量-多方式-配流等組合模型的求解；掌握交通網絡隨機加載模型及隨機均衡配流模型及其求解算法。表1：畢業要求、課程目標與課程內容的對應關系畢業要求課程目標對應關系說明維度二級觀測點2-問題分析2-2能基于數學、自然科學和工程科學的科學原理和數學模型方法正確表達交通運輸復雜工程

4、問題。分目標11、 通過第一章的學習，幫助學生掌握城市交通網絡數學模型的方法，了解交叉口、交通供需的數學描述方法；掌握交通均衡的概念及數學描述方法。2、 通過第二章的學習，幫助學生掌握Beckman模型、等價性證明的思路及概念、理解平衡配流結果唯一性的意義，用戶最優和系統最優。3、 通過第三章的學習，幫助學生掌握交通均衡模型的0-1分配方法、WF分配方法、MSA求解方法，掌握網絡最短路的求解方法。2-4 能運用交通運輸的基本原理，借助文獻研究，分析交通運輸領域各環節的影響因素，獲得有效結論。分目標21、通過第四章的學習，幫助學生掌握交通需求彈性的概念及數學描述方法、彈性需求的交通網絡均衡模型的

5、唯一性證明方法，兩種交通模式條件下的彈性需求交通網絡均衡模型。揭示交通需求彈性對交通規劃方案的影響。2、通過第五章的學習，幫助學生掌握重力模型、熵模型兩種交通運量分布模型，掌握組合重力模型及交通分配均衡模型。并掌握交通分布模型對OD矩陣表的影響。3-設計/開發解決方案3-1掌握交通運輸規劃、設計和運營管理各階段的基本方法和技術，了解影響交通運輸工程各階段目標和技術方案的各種因素。分目標31、 通過學習第六章-第十章的學習，幫助學生掌握路段相互影響的用戶平衡配流、超級網絡和模型、離散選擇模型、 網絡隨機加載模型、隨機平衡配流模型，幫助學生理解交通需求選擇、道路通行能力以及多種交通方式等對交通規劃

6、方案、交通網絡流量分布的影響。2、 通過學習第十一章的學習，幫助學生掌握交通規劃模型應用與方案評價方法，幫助學生理解交通建設項目經濟、財務、國民經濟等對交通規劃方案的影響與制約作用。3-4 在交通運輸系統設計中能夠考慮安全、健康、法律、文化及環境等制約因素。6-工程與社會6-2能分析和評價交通運輸工程實踐對社會、健康、安全、法律、文化的影響，以及這些制約因素對項目實施的影響，并理解應承擔的責任。三、課程內容第一章 城市交通網絡分析教學要求1、掌握建立城市交通網絡數學模型的方法，了解交叉口、交通供需的數學描述方法；2、掌握交通均衡的概念及數學描述方法，理解一些術語。教學內容1.1 城市交通系統1

7、.2 網絡描述1.3 城市交通網絡平衡教學方法：講授法：城市交通網絡數學模型的方法，了解交叉口、交通供需的數學描述方法；掌握交通均衡的概念及數學描述方法。教學評價：以本章要求編寫存儲操作城市交通網絡的供需數據程序。第二章 配流問題與數學規劃第三章 教學要求1、掌握Beckman模型、等價性證明的思路及概念、理解平衡配流結果唯一性的意義；2、掌握用戶最優和系統最優的差異性及關系，兩個均衡的實現方法。教學內容1、交通均衡等價的數學規劃模型2、等價性證明3、唯一性條件4、系統最優公式5、UE與SO之間的比較教學方法：講授法：Beckman模型、等價性證明的思路及概念、理解平衡配流結果唯一性的意義，用

8、戶最優和系統最優。教學評價：推導Beckman模型與均衡條件的等價性證明、解得存在性及唯一性證明。第三章 求解平衡配流問題教學要求1、掌握交通均衡模型的0-1分配方法、WF分配方法、MSA求解方法，掌握網絡最短路的求解方法；2、能夠編制交通均衡求解的計算機程序。教學內容3.1 啟發式方法3.2 方向搜索法3.3 最短路徑教學方法：講授法：交通均衡模型的0-1分配方法、WF分配方法、MSA求解方法，掌握網絡最短路的求解方法。教學評價：編制交通均衡求解的計算機程序。第四章 需求變動的用戶平衡配流教學要求1、掌握交通需求彈性的概念及數學描述方法、彈性需求的交通網絡均衡模型的唯一性證明方法，兩種交通模

9、式條件下的彈性需求交通網絡均衡模型；2、掌握雙模式交通網絡均衡的求解方法，能夠編制計算機求解程序；教學內容4.1 等價的極小值問題4.2 算法4.3 算法4.4 選擇運輸工具教學方法：講授法：交通需求彈性的概念及數學描述方法、彈性需求的交通網絡均衡模型的唯一性證明方法，兩種交通模式條件下的彈性需求交通網絡均衡模型。教學評價：編制求解需求變動的交通均衡模型的計算機程序。第五章 運量分布與平衡配流的組合模型教學要求1、掌握重力模型、熵模型兩種交通運量分布模型，掌握組合重力模型及交通分配均衡模型；2、掌握運量分布及平衡配流的組合模型求解算法。教學內容5.1 一般組合模型和算法5.2 有終點需求函數的

10、組合模型和算法5.3 雙約束運量分布模型5.4 求解Hitchcock運輸問題教學方法：講授法：掌握重力模型、熵模型兩種交通運量分布模型，掌握組合重力模型及交通分配均衡模型。教學評價：編制求解運量分布與平衡配流的組合模型的計算機程序。第六章 路段相互影響的用戶平衡配流教學要求1、掌握路段相互影響的數學描述方法，求解結果的唯一性及等價性的證明方法；2、非對稱阻抗函數與平衡配流的求解方法及解的特征性分析。教學內容6.1 雙向交通的簡單問題6.2 非對稱阻抗函數與平衡配流教學方法：講授法：路段相互影響的數學描述方法，求解結果的唯一性及等價性的證明方法。教學評價：編制求解路段相互影響的用戶平衡配流模型

11、的計算機程序。第七章 超級網絡和模型教學要求1、掌握混合交通網絡的分離與合并的基本概念，掌握公交網絡的非平衡配流方法；2、理解超級網絡的構建方法及數學模型，掌握超級網絡的求解方法。教學內容7.1 混合交通與配流問題7.2 超級網絡與超級模型教學方法：講授法：超級網絡的構建方法及數學模型，掌握超級網絡的求解方法。教學評價：編制求解超級網絡模型的計算機程序。第八章 離散選擇模型教學要求1、掌握效用選擇函數、多項Logit模型、多項式概率模型；2、掌握隨機路徑選擇的概率論方法，理解交通詭異現象成因。教學內容8.1 離散選擇模型簡述8.2 隨機選擇路徑教學方法：講授法：效用選擇函數、多項Logit模型

12、、多項式概率模型；隨機路徑選擇的概率論方法。教學評價：研讀計量經濟學中的離散模型計量方法。第九章 網絡隨機加載模型教學要求1、掌握STOCH算法的分配思路、有效路徑的概念及求解方法、對數加載模型的缺點2、掌握路徑阻抗的概率分布形式，概率加載模型的求解方法，理解概率加載模型中信息的影響結果。教學內容9.1 對數加載模型9.2 概率加載模型9.3 有趣的算例教學方法：講授法：STOCH算法、有效路徑、路徑阻抗的概率分布、概率加載模型的求解方法。教學評價：編制STOCH算法的計算機程序。第十章 隨機平衡配流問題（SUE）教學要求1、掌握SUE模型的等價關系、解的唯一性證明方法、求解算法；2、了解SU

13、E求解算法性能，掌握Fisk的SUE模型的路徑列出方法、參數校正方法及求解算法。教學內容10.1 與SUE等價的極小值問題10.2 算法10.3 SUE的其他問題10.4 Fisk的SUE模型教學方法：講授法：SUE模型的等價關系、解的唯一性證明方法、求解算法。教學評價：編制求解隨機平衡配流模型的計算機程序。第十一章交通規劃模型應用與方案評價教學要求1、綜合交通網絡整合規劃的必要性及關鍵問題；2、掌握交通規劃模型在道路網絡、軌道、公共交通、交通樞紐、停車及道路交通管理規劃方面的應用。3、規劃方案的評價主體及方法，以及交通建設項目經濟、財務、國民經濟的評價方法。教學內容11.1 綜合交通網絡整合

14、規劃的必要性及關鍵問題11.2 交通規劃模型在道路網絡、軌道、公共交通、交通樞紐、停車及道路交通管理規劃的應用11.3 交通規劃評價主體、評價指標及其方法11.4 交通建設項目經濟、財務、國民經濟的評價方法教學方法：講授法：綜合交通網絡整合規劃的必要性及關鍵問題；交通規劃模型在道路網絡、軌道、公共交通、交通樞紐、停車及道路交通管理規劃方面的應用；規劃方案的評價主體及方法，以及交通建設項目經濟、財務、國民經濟的評價方法。教學評價：研讀我國大城市綜合交通規劃報告，掌握交通規劃模型在實踐中的應用思路，以及規劃方案的評價。四、學時分配表2：各章節的具體內容和學時分配章序號章內容學時數一城市交通網絡分析

15、3二配流問題與數學規劃6三求解平衡配流問題6四需求變動的用戶平衡配流6五運量分布與平衡配流的組合模型6六路段相互影響的用戶平衡配流3七超級網絡和模型3八離散選擇模型6九網絡隨機加載模型6十隨機平衡配流問題6十一交通規劃模型應用與方案評價3總計54五、教學進度表3：教學進度表授課順序周次日期章節名稱內容提要講授課時數作業及要求備注一1第一章城市交通網絡分析第一節 城市交通系統第二節 網絡描述第三節 城市交通網絡平衡3作業：以本章要求編寫存儲操作城市交通網絡的供需數據程序。要求：通用程序。二2-3第二章配流問題與數學規劃第1節 交通均衡等價的數學規劃模型第2節 等價性證明第3節 唯一性條件第4節

16、系統最優公式第5節 5、UE與SO之間的比較6作業：推導Beckman模型與均衡條件的等價性證明、解得存在性及唯一性證明。要求：根據構造朗格朗日函數得到證明。三4-5第三章求解平衡配流問題第1節 啟發式方法第2節 方向搜索法第3節 最短路徑6作業：編制交通均衡求解的計算機程序。要求：基于MSA算法編程。四6-7第四章需求變動的用戶平衡配流第1節 等價的極小值問題第2節 算法第3節 算法第4節 選擇運輸工具6作業：編制求解需求變動的交通均衡模型的計算機程序。要求：通用程序。五8-9第五章運量分布與平衡配流的組合模型第一節 一般組合模型和算法第二節 有終點需求函數的組合模型和算法第三節 雙約束運量

17、分布模型第四節 求解Hitchcock運輸問題6作業：編制求解運量分布與平衡配流的組合模型的計算機程序。要求：通用程序六10第六章路段相互影響的用戶平衡配流第一節 雙向交通的簡單問題第二節 非對稱阻抗函數與平衡配流3作業：組織閱讀課程標準之后的匯報交流會，并分組形成交流總結報告。要求：總結報告要凸顯課程標準的層次性，并要呈現出自己對課程標準的不同見解，字數不少于800字。七11第七章超級網絡和模型第一節 混合交通與配流問題第二節 超級網絡與超級模型3作業：編制求解路段相互影響的用戶平衡配流模型的計算機程序。要求：通用程序。八12-13第八章離散選擇模型第一節 離散選擇模型簡述第二節 隨機選擇路

18、徑6作業：編制求解超級網絡模型的計算機程序。要求：通用程序九14-15第九章網絡隨機加載模型第一節 對數加載模型第二節 概率加載模型第三節 有趣的算例6作業：研讀計量經濟學中的離散模型計量方法。要求：能夠利用Stata或Eviews軟件進行計量分析。十16-17第十章隨機平衡配流問題第一節 與SUE等價的極小值問題第二節 算法第三節 SUE的其他問題第四節 Fisk的SUE模型6作業：編制STOCH算法的計算機程序。要求：通用程序十一18第十一章交通規劃模型應用與方案評價第一節 綜合交通網絡整合規劃的必要性及關鍵問題第二節 交通規劃模型在道路網絡、軌道、公共交通、交通樞紐、停車及道路交通管理規

19、劃的應用第三節 交通規劃評價主體、評價指標及其方法第四節 交通建設項目經濟、財務、國民經濟的評價方法3作業：編制求解隨機平衡配流模型的計算機程序。要求：通用程序六、推薦教材及教學參考書1.教材：1 黃海軍，城市交通網絡平衡分析理論與實踐，人民交通出版社，1994.2.參考書：2 Carlos F. Daganzo. Fundamentals of Transportation and Traffic Operations, Pergamon-Elsevier, Oxford, U.K. (1997)3 邵春福，交通規劃原理（第二版），中國鐵道出版社，2018年。4 王煒、陳學武，交通規劃(第2

20、版)，人民交通出版社，20175 陸化普等，交通規劃理論與方法(第2版)，清華大學出版社，2006七、教學方法1.講授法：通過講授本課程的基本概念與基本原理，幫助學生了解并掌握教育與教育學、教育功能、教育目的、教育制度、教師與學生、課程、課堂教學以及學校德育的相關知識。2.討論法：圍繞“當前教育理論前沿”、“教育個體功能與社會功能的沖突與融合”、“當代教師專業成長的實踐路徑”、“理想師生關系的建立路徑”等主題組織學生進行討論。3.演示法：通過課堂展示“我國教育目的價值取向”案例片段、模擬表演從學前教育到高等教育的成長歷程等方式幫助學生形成主體體驗，依據程序教學的方法步驟分解課堂教學步驟并進行設

21、計、展示。4.讀書指導法：指導學生閱讀一至十二年級具體學科的課程標準。5.觀摩法：組織學生現場觀摩或視頻觀摩課堂教學過程。6.實踐活動法：在教學環節完成特定教學片斷的“授課”，就道德兩難倫理困境進行情境設計及角色扮演。八、考核方式及評定方法平時成績：10%（考勤與提問、考察）期末考試：90%（論文）表4：各課程分目標的考評占比來源組成平時期末總評達成度分目標120%20%分目標達成度=0.1平時分目標成績+0.9期末分目標成績/分目標總分分目標230%30%分目標350%50%九、評分標準表5：評分標準課程目標評分標準90-10075-8960-740-59優良中/及格不及格ABCD分目標1能

22、夠全面深入掌握交通平衡理論的基本概念及假設條件，建立城市模型的方法，全面深入掌握交通網絡及其交通均衡的數學描述方法；能夠較好地掌握交通平衡理論的基本概念及假設條件，建立城市模型的方法，較好地掌握交通網絡及其交通均衡的數學描述方法；基本能夠掌握交通平衡理論的基本概念及假設條件，建立城市模型的方法，基本掌握交通網絡及其交通均衡的數學描述方法；不能掌握交通平衡理論的基本概念及假設條件，建立城市模型的方法，不能掌握交通網絡及其交通均衡的數學描述方法；分目標2能夠高質量地掌握交通分布、交通方式選擇、交通配流的基本模型及其求解算法，并能編制高質量的通用性的程序。能夠較好地掌握交通分布、交通方式選擇、交通配流的基本模型及其求解算法，并能編制通用性的程序。基本能夠地掌握交通分布、交通方式選擇、交通配流的基本模型及其求解算法，并能編制程序。不能夠掌握交通分布、交通方式選擇、交通配流的基本模型及其求解算法，不能編制通用性的程序。分目標3能夠很好地掌握考慮彈性需求、路段相互影響等各種因素的均衡配流擴展模型及其求解方法；能夠很好地掌握運量-配流、多方式-配流、運量-多方式-配流等組合模型的求解；能夠很好地掌握交通網絡隨機加載模型及隨機均衡配流模型及其求解算法。能夠編制高質量的通用性的程序。能較好地掌握考慮彈性需求、路段相互影響