曹安公路流量预测

曹安公路 流量调研和预测报告姓名：魏瑾学号：1151129专业：交通信息2013/12/281一、 报告概述1.工作目标：通过对曹安公路交叉路口调查及历年流量调查得到数据，建立数学模型，预测 2015 年和 2020 年曹安公路的交通流量。 2. 工作内容：交叉口现场调查，数据整理，流量预测，预测结果分析 。3. 技术路线：本小组负责华江支路交叉口流量的调查。在调查与查阅资料的基础上，通过数学建模等方法，科学地预测曹安公路未来的交通流量。二、 调查路口和交叉路口概述上海市曹安路，也称曹安公路，312 国道上海段。东起上海普陀区真北路，西至嘉定区安亭镇与江苏省交界处。沿途依次经过江桥镇、黄渡镇、安亭镇。是上海西大门的重要通道。从中环线向外环线，沿着曹安路两边分布有上海轻纺市场、上工批文化用品礼品国际采购中心、上海曹安国际礼品城、曹安国际鞋城、曹安国际商城等多个大型商业中心；好美家、永乐电器、国美电器等多家建材电器卖场；另外还有东方汽配城等多个汽配目。当前商圈的整体商业气氛已经慢慢成熟。本次调查与预测区段为外环线-华江支路。区段内有两个交叉路口：曹安公路-华江支路和曹安公路- 外环线。三、 调查数据处理和现状分析1. 调查数据汇总表格 1 第一组数据汇总（外环线）拖挂车 大货 中货 小货 大客 中客 小客东进口左转 4 24 138 16 3 1 488东进口直行 0 1 22 27 7 71 515东进口右转 1 4 16 39 4 23 281西进口左转 37 34 57 46 7 30 446西进口直行 2 1 4 19 42 40 375西进口右转 15 18 67 51 30 110 473南进口左转 13 52 94 112 9 96 496南进口直行 0 0 0 0 0 0 0南进口右转 0 19 47 112 2 0 360北进口左转 3 3 14 41 3 8 320北进口直行 0 0 0 0 0 0 0北进口右转 26 20 88 50 16 131 269表格 2 第二组数据汇总（华江支路）3拖挂 大货 中货 小货 大客 中客 小客东进口左转 6 29 12 4 23 60 176东进口直行 23 86 158 16 21 211 540东进口右转 1 8 10 1 7 30 67西进口左转 2 4 5 5 13 41 167西进口直行 44 85 77 21 39 168 544西进口右转 0 1 2 0 5 15 85南进口左转 0 7 3 3 5 18 87南进口直行 4 7 2 1 3 43 203南进口右转 3 5 8 0 1 26 73北进口左转 0 1 2 0 0 12 36北进口直行 1 11 7 1 6 22 178北进口右转 0 1 0 3 3 9 472. 标准车换算将实测的分车型的交通流量转换成标准车流量。换算系数如下：车种 小客、小货 中客 中货 大客、大货 拖挂、集装箱换算系数 1 1.4 1.6 2 3表 3 第一组标准车换算 标准车换算东进口左转 792.2东进口直行 692.6东进口右转 396.8西进口左转 818.2西进口直行 548.4西进口右转 926.2南进口左转 1053.8南进口直行 0南进口右转 589.2北进口左转 415.6北进口直行 0北进口右转 793.2表 4 第二组标准车换算标准车换算东进口左转 405.2东进口直行 1387.2东进口右转 159西进口左转 277.4西进口直行 1303.4西进口右转 121.2南进口左转 144南进口直行 299.4南进口右转 143.2北进口左转 58北进口直行 258北进口右转 70.63. 路段流量推算根据曹安公路-外环线：东进出口流量= 北左转+ 南右转 +西直行+东进口=415.6+589.2+548.4+792.2+692.6+396.8=3434.8 pcu/h西进出口流量= 北右转+ 南左转 +东直行+西进口=793.2+1053.8+692.6+818.2+548.4+926.2=4832.4 pcu/h根据曹安公路-华江支路：东进出口流量= 北左转+ 南右转 +西直行+东进口=58+143.2+1303.4+405.2+1387.2+159=3456 pcu/h西进出口流量= 北右转+ 南左转 +东直行+西进口=70.6+144+1387.2+277.4+1303.4+121.2=3303.8 pcu/h取四个流量的平均值作为路段交通流量，即 3756.75 pcu/h。4. AADT 计算（1） 小时流量比计算50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2301000020000300004000050000600007000080000工作日非工作日时 间/h流量/vehi0 1 2 3 4 5 6 7 822389.816089.211197.87358.86923.414415.235753.275039.676095.49 10 11 12 13 14 15 16 1775156.474047 70149.66791975806.474462.272522.471602.675950.218 19 20 21 22 2372368 61122.4 58313.4 56847.8 47353 34647.8流量时变系数调查时段为 16:00-17:00，小时流量比为 71602.6/1253530.6=0.0571。因此，周二的日交通流量为 3756.75/0.0571=65792.5 pcu/d。（2） 周变系数计算1 2 3 4 5 6 71000000105000011000001150000120000012500001300000周 日交通量/vehi周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日 平均流量 1200320 1221977 1231427 1231118 1257074 1137940 1050599 1190065调查时间为周二，周变系数为 1221977/1190065=1.027。周平均流量为65792.5/1.027=64062.8 pcu/d。（3） 月变系数计算将以上计算所得的周平均流量作为月平均日流量，11 月份的月总流量为64062.8*30=1921884 pcu/month。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 129000009500001000000105000011000001150000120000012500001300000月 份/ 月流量/vehi11 月的月变系数为：1163724/14285079=0.08146。因此，2013 年全年交通总量为 1921884/0.08146=23592978.1 pcu/year。曹安公路 AADT=23592978.1/365=64638.3 pcu/d。5. 现状分析从整体来看，曹安公路的平均流量呈上升趋势，从 1991 年的 11618 pcu/d 增长到2006 年的 44466 pcu/d。这说明上海市和嘉定区的经济快速发展，生活水平提高，汽车拥有量增加。但是发现其中 1992-1996 年及 1997-1999 年年 AADT 呈下降趋势，原因是 1992 年318 国道沪青平公路西段、1996 年沪宁高速公路建成通车，分担了部分流量。2003 年AADT 增加较快，其原因是沪宁高速进行大修，原分担流量涌入曹安公路。2007 年间曹安公路进行了道路拓宽工作，道路通行能力大幅提升。至 2013 年，调查所得曹安公路 AADT 已达 64638.3 pcu/d。目前，道路通行能力和通行需求都处于一个上升的阶段，还不能到达相对的动态平衡。7四、 远期流量预测1. 根据流量变化预测曹安公路外环线-华江支路段历年 AADT：年份 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997AADT 11618 19192 17242 16438 13935 12363 22200年份 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2006AADT 20816 20445 22723 24134 29377 39089 444661991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 200605000100001500020000250003000035000400004500050000外 环- 华 江 支 路 历 年AADT 变 化使用 Matlab 的 polyfit 函数进行最小二乘法拟合。设年份为 x，年 AADT 为y，y=a+bx+cx 2。计算出的 a=13040.9，b=-331.5 ，c=87.3 。根据该拟合，2013 年的 AADT 为66847.1，误差为 3.4%，拟合程度较好。根据上述拟合预测的未来交通流量数据如下：年份 AADT2014 71281.72015 75890.92016 80674.72017 85633.12018 90766.12019 96073.72020 101555.92021 107217.72022 113044.12023 119050.12024 125230.72025 131585.92026 138115.72027 144820.12028 151699.12. 根据 GDP 预测上海历年 GDP（数据来源：维基百科）年份 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 19989GDP/亿元 893.77 1114.32 1519.23 1990.86 2499.43 2957.55 3438.79 3801.09年份 1999 2000 2001 2002 2003 2006GDP/亿元 4188.73 4771.17 5210.12 5741.03 6694.23 10572.24对上海市 GDP 和曹安公路历年 AADT 做线性回归分析，可得 a=9067.3，b=3.3776 ，即 y=9067.3+3.3776x（x 是上海市 GDP，y 是曹安公路流量） 。线性回归系数 r1=0.917。0 2000 4000 6000 8000 10000 1200005000100001500020000250003000035000400004500050000AADT-GDPGDP/亿 元AADT/pcu/d画出上海历年 GDP 的散点图，用最小二乘法进行拟合，拟合所得函数为 y = 31.20 x2 - 124,101.29 x + 123,417,006.94 。所得 R2=0.9873，拟合程度较好。1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008020004000600080001000012000上 海 市 历 年GDP再根据以上上海市 GDP 与曹安公路流量的关系，对 2014-2028 年的流量进行预测，结果如下所示：年份 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021AADT78693.9484077.4489671.7 95476.7 101492.4107718.9114156.2120804.2年份 2022 2023