（交通运输工程专业论文）城市轨道交通客流预测分析和运输组织方案的研究.pdf

苎查奎望查兰三堡堡主兰堡鎏兰 摘要 ( 城市轨道交通系统由于与地面交通流的隔离，有较好的缓解交 通拥挤的效果，以其安全、便捷、准时、舒适、高密度、污染小、 大运量的特征优势和良好的可持续发展特性，近几年来被越来越多 的国家和地区公认为城市交通发展的主要方向之一。适合不同地理 环境、社会经济条件的多种城市轨道交通系统既满足了城市交通发 展的需求，也实现了城市有机整体正常运转的最佳经济、社会、环 境效益的综合平衡 本文在分析和总结城市轨道交通系统的现状和发展的基础上， 重点分析了重庆市城市轨道交通系统的发展需求，研究和分析了重 庆市城市交通系统的相关资料，进行了科学的交通调查，采用国际 通用的客流预测方法建立了居民出行发生模型、出行交通方式划分 模型、客流分布模型、客流分配模型，并对相关的资料数据进行了 计算和整合。得出了重庆市城市轨道交通系统较新线的可行性研究 方案和运捡缉终预选2 壤及工程主要技术指标选择范围。提出重庆 市城市轨道交通系统较新线应采用跨座式单轨电动车辆，既满足了 重庆市城市交通系统的发展需求，又有利于城市规划和土地利用， 对推动重庆市的经济发展和对外开放有积极意义。 ， 论文紧密结合工程实际，将理论分析和研究融入到重庆市城市 轨道交通规划实施之中。本文共分五章，第一章介绍城市轨道交通 系统的发展趋势。第二章分析筹建重庆城市轨道交通系统的必要性 和研究分析客流预测的基础资料，第三章建立客流预测的数学模 型，第四章分析客流预测的结果，第五章研究和优化运输组织方案。 ! ! 查耋望查兰三堡堕主兰垡丝兰 a b s t r a c t t h es i t u a t i o no fu r b a nt r a f f i ca g g r a v a t e dm o r e a n dm o r e ， a l o n gw i t ht h eb u r g e o n i n ge c o n o m ya n dp r o g r e s so fu r b a n i z a t i o n a l t h o u g hl o t so fm u n i c i p a lf u n d i n gh a s b e e ni n v e s t e di n t oc i t y t r a f f i cp r o j e c t s ，t r a f f i cj a m sd i dn o tm i t i g a t ea p p a r e n t l y u r b a nr a i l t r a n s i tb e c o m e st h eb e s ts o l u t i o nt om o s tc i t yt r a f f i cp r o b l e m s ，w i t h i ta d v a n t a g e ss u c ha sh e a v yl o a d ，h i g hs p e e d ，n op o l l u t i o na n ds o o n i n v e s t m e n t st ou r b a nr a i lt r a n s i tp r o j e c t sa r eu s u a l l yi m m e n s e a b o u ts e v e r a lt h o u s a n dm i l l i o nr m b i no r d e rt om a k et h e i m m e n s ei n v e s t m e n ta se f f i c i e n ta sp o s s i b l ea n di m p r o v et h et r a f f i c s i t u a t i o na sm o r ea sp o s s i b l e ，w em u s tp l a c em o s te m p h a s e so nt h e f o r m e r d e s i g na n df e a s i b i l i t ye v a l u a t i o n s y s t e m f o c u s e so nt h ee f f e c to f t h e o p e r a t i o nb y v a r i e d p a s s e n g e rf l o wa n dh o wt oo p e r a t es c i e n t i f i c a l l yu n d e ri t g i v et h e c e r t a i np a s s e n g e rf l o ws y s t e ma p p r o a c h e sb e t t e rs c e n a r i oa n d r e c o r dc o n c e r n i n ge v a l u a t i n gi n d e x e so fe a c hs c e n a r i o a r m i n ga t t h e f e a t u r e s o fc h o n g q i nm o n o r a i lr a i l w a y ，s y s t e m p e r f o r m s c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o no ns c e n a r i o s b yu s i n ga n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s s ，f u l lc o n s i d e r e dt h eq u a n t i t yi n d e x e s 、q u a l i t ) ， i n d e x e sa n de c o n o m yi n d e x e so fs c e n a r i o sa n da no p t i m a ls c e n a r i o w i l lb ed e c i d e d i ti sv e r yr e l i a b l ea n di m p o r t a n tf o rc h o n g q i nc i t y g o v e r n m e n tt oi n v e n ta n db u i l dah i g hs e c u r i t y ，r i d eq u a l i t ya n d h i g ho p e r a t i o n a lr e l i a b i l i t y ，l o w m a i n t e n a n c ec o s ta n dm e e t i n g v a r i o u sr e q u i r e m e n t sf o re n v i r o n m e n tc o n d i t i o n s k e yw o r d s m o n o r a i lt r a n s i t ，p a s s e n g e rf l o w a n l a y s i s ， s y s t e ms i m u l a t i o n ， s c h e m e d e s i g n a n d c o m p a r i s o n 3 北方交通大学工程硕士学位论文 第一章：前言 第一节：城市轨道交通的发展趋势 随着道路交通污染的加剧和人类环境保护意识的加强，越来越 多的国家和地区意识到发展城市交通系统的重要性。城市轨道交通 之所以受到人们的重视是基于四个方面的原因：( 1 ) 随着城市人口 的不断增加，城市的边际越来越远，特别是一些诸如：卫星城、经 济开发区、旅游娱乐区、生活社区的不断增加，快速、准时、大运 量、高密度、污染小的城市轨道交通越来越受到人们的青睐也是大 势所趋了。( 2 ) 高速的信息交流，人们活动节奏的加快，城市内功 能不同地域之间的人流和物流的频度增加，都要求以城市轨道交通 这种交通工具来添补城市不断的发展对多种功能城市交通的需求。 ( 3 ) 城市轨道交通具有较好的可持续发展特征，城市轨道交通完 成单位运输量所排放的污染物以及所消耗能量远低于其它交通方 式，同时地下、高架、立交等多种形式的城市轨道交通系统，更有 利于城市交通的规划和城市土地利用。( 4 ) 城市轨道交通能提供更 安全、更舒适、更方便的乘车条件。许多城市的轨道交通系统充分 实现了与城市建设的完美融合，成为现代化城市亮丽的风景线。 目前，城市轨道交通的发展趋势是：方面，拥有城市轨道交 通的城市都是一个国家的政治、文化、经济中心，这些城市都具有 良好的市场需求，也都需要发展城市轨道交通系统来调整城市交通 结构，减少交通污染，提高旅行速度，以保证实现城市轨道交通系 4 ! ! 查奎望查竺三堡! 璺主兰堡堡兰 统的经济合理性。另一方面，城市轨道交通系统的建设和发展，也 充分体现城市经济的可持续发展性，实现了城市交通快捷、方便、 安全、经济、环保的需求，取得了整个城市布局和运转的最佳经济 效益、社会效益、环境效益。 城市轨道交通按运量分为两类，( 1 ) 地铁交通系统：一般适用 于大中城市，道路交通必须发达，地势比较平坦，且具有隧道可开 挖地质条件，很好的财政实力。( 2 ) 轻轨交通系统：一般适用于中 小城市及大中城市的市郊，路经条件适应性强，造价偏低，可利用 原有有轨电车，市郊列车线路进行改建。轻轨交通系统又分为轮轨 交通系统和单轨交通系统。单轨交通系统一般适用于中小城市或海 滨城市，山城等，对复杂地形有较好的适应性，土地占用量小，运 输量适中，造价适中。 第二节：科学的交通调查和预测是城市交通规划的重要环节 ( 1 ) 城市交通调查和预测是城市总体规划的一个重要组成部 分，又是城市道路系统规划的基础。城市交通规划是确定城市交通 发展目标，设计达到该目标的策略，制定和实施计划的过程：包括 确定城市交通政策，城市交通系统，交通组织结构，道路交通流量 分配等主要内容。其中城市交通系统和交通组织结构的确定都应成 为城市布局结构的重要内容。对交通系统及其关联设施进行调查， 为城市交通规划提供可靠的依据是制定合理的城市交通系统的重 要环节。在进行城市交通系统规划过程中的每个阶段都需要有和该 阶段相对应的各种各样的基本数据，在制定交通系统规划时，为预 ! ! 查奎望查兰三堡堡主兰竺堡兰 一 测交通需求，建立交通需求预测模型，分析交通的供求平衡，通常 要进行大规模的交通调查，这一部分工作在制定规划的过程中占有 相当比重。 ( 2 ) 过去的城市交通规划仅仅依据调查得到的现状交通量及其 分布。2 0 世纪5 0 年代开始，人们认识到交通需求和土地使用、环 境保护三者之间的动态关系，并着手研究。7 0 年代又进步认识到 城市交通系统与城市用地布局结构形态的相互影响和制约作用。新 的科学方法把城市交通系统的确定同城市交通规划结构紧密结合 起来，以交通调查和预测作为研究交通规律的手段，以土地使用动 态为依据进行未来交通分布和分配的预测，以各样的交通运输形式 分梯次地解决交通需求，现代科学技术及道路信息系统的建立，为 提高城市交通规划的效率和决策的科学性提供了手段。 ( 3 ) 我国城市人口密集，很少有像西欧或美国中西部那样分散 型、规模小、密度低的城市，由于人口稠密，实行劳动密集型，广 就业、低工资的政策，城市交通客运量大是普遍规律。重庆市不仅 有上述特点，而且加上特殊的地理环境，城市交通规划的科学调查 和预测更为迫切。按照城市交通系统的分流原则，在应用科学的方 法进行交通调查的基础上，规划更高效的城市交通系统使交通结 构、运输结构和道路结构的发展适应城市交通的发展，从而在城市 交通系统中把不同功能要求的交通流组织到不同形式的运输系统。 总之，城市经济的发展和人民生活水平的提高，必然要求城市交通 的发展；反之，城市交通的发展也为人们更安全、更舒适、更方便、 更快捷、更准时的出行提供良好的载体，同时也为城市经济的可持 ! ! 查茎望查兰三堡塑! 堂竺丝奎 续发展提供良好的基础条件。 第三节：运输组织方案的优化 城市轨道交通系统建立的目的是为乘客提供优质的出行服务， 而良好的运营组织是这种供给的前提和保证。运输组织方案主要包 括：车站客流组织，运输计划，车辆配备计划，列车运行图，运输 能力，列车控制与信号系统等方面。在城市轨道交通系统硬件设备 选定的基础上，根据客流的需求，设计出良好的运输计划，满足乘 客出行的安全、便捷、快速、舒适、准时的要求是系统运营组织的 任务。根据客流分布的情况，结合设备维修基地的设置，设计出多 样的的运输组织方案以供比选。运输组织方案优化的目的就是实现 该城市轨道交通系统承担较大的客运量，具有较好的服务水平和较 高的运营效率。在方案优化中主要考虑以下因素： ( 1 ) 公交为主体，城市轨道交通为骨干，各种交通方式相结合的 多层次，多功能，多类型的城市综合运输组织体系。 ( 2 ) 路面交通与轨道交通之间的衔接关系应体现城市公共交通发 展的整体性、协调性、合理性、经济性、安全性。 ( 3 ) 地面交通与轨道交通之间的经济效益、社会效益、环境效益 的相对平衡和相互依存的关系。 北方交通，：学t 程坝士学位论文 第二章：客流预测的资料整合和研究分析 轨道交通预测客流量是规划轨道交通网络，选择轨道交通方式， 安排工程设计施工，确定各项技术指标，估算工程投资及进行经济 财务分析的依据。根据客流预测的理论方法，首先要确定研究对象的 特征和基本属性，然后再将相适应的理论方法与工程实际相结合， 以提高预测的准确性。依据重庆市城市总体规划、重庆市综合交通 规划和居民出行调查，结合重庆市公共交通客流的特点，借助重庆 市客运交通模型，进行城市轨道交通较新线初、近、远期客流预测。 第一节：重庆市城市轨道交通较新线的需求分析 重庆市是中国四个直辖市之一，位于中国西南部，是长江上游 的经济中心和水陆交通枢纽。重庆市是中国著名的山城，主城区两 江环抱，地势起伏不平，人口密集，道路狭窄，曲折坡陡，交通拥 挤。2 0 0 0 年重庆主城区人口2 5 0 万人，人均道路面积3 5 虻较国家 规定的最低标准7 o m 2 人均，还差5 0 ，与国内城市6 2 m 2 人均相 比还少2 7 m 2 人。近几年来，特别是成为中央直辖市以来，城市交 通发展较快，但交通发展的速度、种类、规模仍未满足经济发展的 要求。 ( 1 ) 修建城市轨道交通较新线是解决乘车难的问题 重庆市是中国著名的山城，自行车极少，居民出行主要依靠公共 交通方式或步行，两种方式占居民出行总量的9 5 ，由于重庆市区 ! ! 垄銮望查兰三堡竺兰三兰篁丝兰 受两江所隔，鹅岭所阻，地形起伏较大，道路狭窄，路网标准低、 功能差，交通阻塞情况随处可见。目前公交客流已超过2 7 0 万人次 日，每标台公交客车年运量己超过6 0 万人次，居全国之首。主干 道上高峰小时单向客流量已高达2 万人次，交通流量中客运车辆的 比重己超过1 3 ，公交车辆高峰期发车间隔已达极限，因此仅靠公 交车辆是根本无法满足客运要求的。乘车难已严重影响了居民正常 的社会生活，迫使公共交通方式到了非解决不行的程度，只有建设 以快速城市轨道交通系统为骨干，与公交车辆组成的公共交通网 络，才是根本解决交通难的唯一出路。 ( 2 ) 修建城市轨道交通较新线是促进城市经济发展的需要 城市轨道交通较新线是重庆市总体规划的重要组成部分，它连 接三个行政区，辐射九个片区，加强了各片区之间的联系，对各片 区的经济建设、客流疏导、旧城改造都十分有利，使整个城市成为 一个有机的整体，且使各区功能互补，并能充分发挥各有的优势， 使整个社会经济得到均衡高速发展。 ( 3 ) 修建城市轨道交通较新线是改善居民出行条件的需要 目前居民出行主要依靠公共交通方式，由于交通拥挤，车速低， 高峰期车内乘客达1 2 人m 2 ，拥挤不堪。特别是炎热的夏季，更是 难以忍受。不少居民迫不得已而采取步行。据调查居民一次出行平 均耗时5 6 3 m i n ，高于国内特大城市居民一次出行平均耗时不超过 4 5 m i n 的规定。根据对全国2 2 个特大城市客运发展水平的综合评 价：重庆市的客运交通综合水平居第二十位，交通设施配置水平列 倒数第一位，社会经济综合效益居第十三位，可见公交条件是相当 韭互奎塑查兰三堡堕主兰堡丝苎 滞后的。城市轨道交通较新线建成后旅行速度可达标3 0 k m h ，较 公交客运速度提高l 倍，而且行车密度大，正点率高，乘车环境舒 适，极大的提高了人流、物流的效率。 ( 4 ) 修建城市轨道交通较新线是改善城市环境的需要 城市轨道交通较新线的沿线，目前地面交通量已超饱和，车辆 阻塞严重，交通事故频发，汽车噪声污染，汽车尾气的空气污染， 严重影响市民的正常工作、生活环境，给人们造成不安定的社会心 理影响。城市轨道交通较新线建成后，不仅可大大缓解沿线的交通， 减少交通事故，而且每年可减少污染物一氧化碳5 4 7 5 t ，碳氢化合 物4 3 8 0 t ，一氧化氮2 1 9 0 t 的排放，将有效地改善城市环境。 重庆市城市轨道交通较新线东起市商业中心较场口，经临江门、 牛角沱、大坪、动物园、大堰村等到西部工业中心新山村，共1 7 个车站，全长1 7 4 1 l ( m 。见图2 1 。主变电站2 座，牵引变电站7 座，车辆段及综合维修基地和控制中心各l 座，全线除2 2i ( m 地 下线外，其余的线路均匀高架线，最大坡度6 0 ，最小曲线半径： 正线l o o m ，车辆段内5 0 m 。车辆采用振动小，噪声低，制动距离 短，爬坡能力强，通过曲线性能好的跨座式单轨线路示意图电 动车组。全线贯穿了商业区、工业区、风景区、生活社区及嘉陵江、 长江等南北交通枢纽，大大的改善了城市环境面临和居民出行条 件，提高了沿线土地的开发价值，并将迅速推动城市的经济发展、 社会进步。 北方交通大学了程彤一1 一学位论文 图2 1 重庆市城市轨道交通较新线规划图 第二节：客流预测的基础资料 ( 1 ) 重庆市城市总体规划 重庆主城：位于中梁山与铜锣山之间的浅丘地带，北起井口、 人和、唐家沱，南至小南海、钓鱼嘴、道角一线，长江由南向北， 嘉陵江由西向东流经主城区，规划面积6 0 0 k m 2 ，人口：2 0 0 0 年2 5 0 万，2 0 1 0 年2 9 0 万，2 0 2 0 年3 3 0 万。主城是一个“有机松散，分 片集中”的“多中心组团式结构”。以渝中区组团为中心，观音桥、 南坪、沙坪坝、大杨石组团为副中一t 5 ，集中布置市一级的商贸、娱 乐、办公、科技文化、教育设施。十二个组团范围、规模、功能见 表2 1 。 ! ! 互奎望查兰三堡塑主堂竺堕兰 一一 组团范围、规模、功能表 表2 1 组团 面积 人口 序号 组团范围 功能 名称( k m 2 ) ( 万人) 1 渝中区 朝天门、佛图关 1 25 5政治、金融、商贸中心 2观音桥龙溪镇、江北镇 5 4 6 0 金融、贸易、信息中心 3 大石坝 冉家坝、大石坝 2 22 5金融、贸易、文化中心 4南坪2 52 5科技、商贸、旅游中心 5 弹子石 鸡关石、弹子石 1 415加工工业 6李家沱 3 62 0机械工业 7双碑 磁器口、童家溪 1 21 0 机械冶金 8沙坪坝平顶山、歌乐山 2 93 0科技、文化、旅游中心 9大杨石大坪、九龙坡 3 84 0 体育、高科技开发区 1 0 大渡口新山村、茄子溪 2 52 0冶金、建材工业 1 1中梁山双山、金鏊寺 1 615 工业、仓储业 1 2唐豕扼寸滩、铁山坪 171 5港口区、修造船工业 ( 2 ) 城市土地利用资料 土地利用的动态数据是客流预测最重要的基础资料之一，按主城8 6 个交通小区划分不同用途的使用面积、岗位数、人口数作为本次预 测中各交通小区土地使用规模的特性参数。预测中各交通小区土地 利用资料见表2 2 。 各交通小区土地利用资料表 表2 2 小区人口工业仓储其它居住 小区人口工业仓储 其它 居住 编号万人公顷公顷公顷公顷编号 万人公顷公顷公顷公顷 15 91 0 9 1 2 4 41 4 3 04 41 52 5 85 64 29 61 2 8 43 9 22 0 2 22 3 2 94 51 02 2 03 4 43 94 32 32 0 o3 9 25 3 4 5 6 04 63 97 8 41 8 81 5 4015 03 41 51 1 7 4 4 76 27 6 04 9 81 0 6 42 3 6 8 51 49 0】9 2 65 8 34 89 83 0 2 61 2 41 7 4 83 7 64 60 92 04 46 13 7 44 9i 1 0 4 3 1 o9 2 7 2 75 9 9 7 6 3 44 1 1 4 o 5 0 140 64 271 26 8 67 1 1 244 8 41 3 48 2 8 36 5 11 5 06 4 65 1 37 9441 7 23 571 8 8 15 22 4i o7 5 32 22 1 06 17 4 41 5 18 8 o1 6 085 31 10 43 i 69 3 】1 6 41 3 3 86 3 87 7 21 6 7 85 41 30 ，53 8 21 1 3 北方交通大学工程硕士学位论文 1 24 74 7 81 5 12 7 2 1 2 3 85 5150 6 4 1 9 1 24 1 3 7 37 6 08 42 7 4 91 4 8 35 63 21 51 1 4 73 3 6 1 46 42 4 81 1 641 2 9 55 71 0 2 231 2 2 1 52 51 7 41 3 1 54 135 8052 49 63 7 73 5 1 6275 81 18 55 5 8 5 9 5 6 2 418 385 43 1 71 73 3 24 8 9 63 52 6 0 0 7 o 2 418l5 3 1 81 81 1 96 5 796 536 1 09 0 32 3 o6 8 1 91 41 1 4 64 o4 8 5 6 2 2 0 0 86 0 918 o 2 04 03 2 4 73 842 8 281 4 27 6 3 0 7 0 21 8 25 2 2 13 2 1 3 0 26 4l00 4 2 8 18 3 2 22 8 1 5 6 46 53 41 5 1 1 173 3o 2 3】153 0 9 67 3 62 7 4 3 2 5 366 6o 50 2 1 4 1 42 2 46 58 7 02 1 2 6 1 3 1 86 7o 9o 3 2 3 56 9 2 58 o5 3 21 5 2 8 3 0 5 66 81 6o 64 4 61 32 2 63 12 282 1 5 51 1 9 96 9 5 01 81 3 5 94 00 2 71 89 21 1 3 56 8 47 012 6 3 82 82 2 8i 23 8 5 6 2 12 3 87 16 43 4 9 3 4 215 57 2 94 21 5 9 51 0 0 0 3 4 4 13 0 067 2o 33 8 0 2 0 677 3 07 o1 5 0 01 0 0 0 3 4 4 13 0 067 31 31 6 3 81 6 24 5 1 2 05 61 3 l2 96 2 7 22 33 7 4 4 0 6 08 4 41 2 52 】5 26 3 23 11 5 6 71 1 4 7】6 8 51 1 9 3 7 5 74 5 042 81 8 1o2 8 2 4 3 37 17 9 21 3 1 72 7 07 7 6 i 3 3 448 45 764 8 0 3 41 59 4 48 4 42 2 25 5 47 7 2 33 6 o2 2 89 0 0 3 53 8 2 4 41 1 8 71 4 4 37 8 3 09 5 41 5 5 67 26 3 6 7 2 5 1 0 _ 86 4 83 2 8 91 8 9 27 91 3 5 3 0 1 21 2 44 8 903 7 3 6 3 71 0 1 3 3 8 02 8 2 82 0 1 55 7 6 68 06 7j 2 8 2 0 3 71 6 04 83 13 0 0 6 2 07 4 98 13 23 4 1 1 0 9 01 2 13 3 92 o9 4 1 8 344 8l8 29 31 5 2 48 6 4 1 6 3 84 4 00 4 05 37 0 63 84 8 22 0 3 48 3 j64 2 81 0 0 04 34 3 3 0 4 11 88 23 84 0 96 9 2 8 44 92 2 4 1 3 1 61 8 7 2 4 25 51 7 81 2 2 o2 1 228 s7 o 7 8 1 4 5 43 0 00 4 33 28 446 4 91 2 3 4 8 6 1 0 6 2 6 8 79 2 07 0 6 93 7 5 4 备注：1 6 9 为主城区交通小区的编号，7 0 8 6 为新增交通小区的编号。 3 ! ! 查奎望查堂三堡里兰兰竺垒兰 第三节：交通调查的基础资料 ( 1 ) 1 9 8 6 1 9 8 7 年重庆市分别进行了居民出行o d 调查和 综合交通规划及交通调查，这此交通调查将主城区划分为1 6 9 个交通小区，7 卜8 6 个新增交通小区，6 7 个路网节点。居民出 行o d 调查的抽样率为4 ，调查范围为重庆市原六大行政区，调 查区内全日居民出行总量为3 6 4 3 5 万人次。除此以外，还进行了 外围境界线进入该区域的客流交通调查。 ( 2 ) 1 9 9 7 1 9 9 8 年我们分别进行了重庆市公交月票客流o d 抽样交通调查，结合沿线公共交通的客流特征，得出全日各种交通 方式的居民出行人次比例见表2 3 。 各种交通方式的居民出行人次比例表 表2 3 l交通方式 公交车步行出租公车轮渡火车自行车摩托车 l i 使用人次比例 2 6 16 9 20 6240 9o 1 0 50 2 ( 3 ) 1 9 9 8 年4 月进行了机动车流辆补充调查，1 9 9 8 年9 月进 行了重庆市客流补充调查，调查方式包括驻点讯问o d 调查、随车 调查和查核线调查。调查内容包括公交普票和月票乘客o d 、主城 区内公交线路走向、站点分布及运营状况、大型交通枢纽车辆、客 流集散情况，断面交通量观测。 根本上述调查资料，对利用1 9 8 6 年居民出行o d 分布( 车行方 式) 和车流o d 矩阵预测的1 9 9 8 年居民出行o d 分布( 车行方式) 和车流o d 矩阵进行了修正，最终得出】9 9 8 年的居民出行o d 分 1 4 北方交通大学工程硕士学位论文 布( 车行方式) 和车流o d 矩阵。见表2 4 。 1 9 9 8 年的居民出行o d 分布( 车行方式) 表 表2 4 组团名渝观音李家 大杨中粱沙坪南唐家大渡 u 称 由 桥沱石 山 劫! 坪 沱 口计 渝中 1 591 0 72 282o 7445 207064 8 6 观音桥 7 418 11 5370 5342 30 606 3 8 1 李家沱 2 ，l1 4441 9o 31 211o1o 21 28 大杨石 5 53 81 61 6 2o74 925051 53 72 中粱山 o6o5 o 3 0 9o9 0 9 0 _ 3 0 2 o1 47 沙坪坝6 ，04 41 46 o0 91 311 90 50 63 48 南坪4 ，l2 51 12 70 3188 50 40 42 1 8 唐家沱 o 50 50 10 30 10 3031 40 14 5 大渡口 0 60 7o 22 1020 60 40 12372 合计 4 2 74 271 2 84 2 04 5 3 0 6 2 2 5446 5 第四节：交通设施及客运现状分析 ( 1 ) 交通设施现状 长期以来，由于地理条件和城市布局的限制，重庆市城市道路 标准低、功能差，市内交通发展滞后。1 9 9 8 年末重庆市共有公交车 2 7 7 0 标台，营运线路1 8 2 条，客运缆车线3 条，年客运总量6 1 亿人次。4 0 年来在机动车辆增长4 0 倍、客流量增长6 1 倍的情况下， 城市道路仅增长1 7 倍。据统计，公共交通日客运量平均每年以 3 8 的速度增长。由于城市建成区集中了7 0 以上的客流量，致使 沟通城市东西方向的三条干道和南北方向的两座桥梁上公共交通 高峰小时单向客流量高达2 万人次，车内拥挤不堪，公交车辆发车 频率已达极限。因此重庆市城市交通系统已经不能满足居民出行的 ! ! 互奎望查兰! 堡堡兰兰焦堡三! ! ； 要求，由于城区东西方向半岛狭窄处仅8 0 0 m ，无法再新建道路， 因而难以靠增加公交车辆来缓解客运压力，随着经济、社会的发展 客流量与运能的矛盾将更加突出。 ( 2 ) 现状客运分析 重庆市公共交通客流的主要流向受丘陵地形的制约，自然形成 的公交走廊主要是以渝中区为中心的东西线和南北线，因而，长江 路及牛角沱华新街段处于全市客流量的首位。规划建设的较新 线与长江路及牛角沱华新街段走向基本致，该路段现状客流 有以下特征：采用车行方式日双向客流量最大断面( 长江路) 达 2 7 2 5 万人次，其中单向高峰小时断面客流量1 8 5 万人次。该路段 运营长度( 按重叠线网计算) ，约占主城区公交线网长度的1 6 9 左右，而吸引客流量占全市客流量的2 7 3 。该路段现状经过的交 通小区现状出行发生、吸引和过境量见表2 5 。 交通小区现状出行发生、吸引和过境量表 表2 5 交通小区出行发生量出行吸引量过境量 较场口 】8 7 4 22 2 5 0 71 9 4 2 9 8 7 临江门 5 6 7 26 2 2 72 7 4 7 5 双溪沟1 7 7 1 7】8 6 0 0 1 7 7 0 5 大溪沟 1 8 6 8 52 0 2 5 82 2 7 9 2 牛角沱 5 3 6 9 75 6 5 1 02 4 6 3 0 2 李子坝 5 0 3 05 3 4 0】0 8 1 1 6 化龙桥1 9 7 5 5 2 0 1 8 08 6 6 1 6 大坪4 0 9 0 04 3 6 1 91 6 3 7 5 6 谢家湾 4 0 5 9 84 0 6 5 58 8 1 9 3 杨家坪 2 9 2 9 5 3 0 2 0j6 4 7 6 6 各注：单位：人次，b 综上所述，较新线走向与市区主要客流方向基本一致，本线建 1 6 北方交通大学_ t 程珂! j j 学位论文 成后，能充分发挥其能力大、速度快、安全准时的优势，吸引大量 的客流，有效地解决城市交通运能和运量的矛盾，改善交通条件， 为城市的经济发展、社会发展创造良好的硬件环境。 北方交通大学f t = 程硕士学位论文 第三章：客流预测的数学模型的描述及研究 第一节：客流预测过程分析 ( 1 ) 收集和分析预测的基本资料。 ( 2 ) 运用各交通小区的居民出行发生量和吸引量与该小区的 土地使用、社会经济特征量之间相互关系，建立居民出行发生模型， 计算出预测年各交通小区的发生量。 ( 3 ) 建立和运用出行交通方式划分模型，计算出预测年不同 交通方式出行客流量的空间分布。 ( 4 ) 运用客流分布模型计算各交通小区的客流发生总量在该 小区内以及该小区与别的小区之间的分布，即生成客流预测o d 表。 ( 5 ) 运用客流交通分配模型将预测的客流o d 分布分配到未 来运输网络的相关线路。 ( 6 ) 绘制转移曲线，预测规划项目吸引客流量。 ( 7 ) 验证和调整。 第二节：客流预测的方法和模型 较新线客流预测的基本方法是：采用交通规划常用的四阶段 法，以常住人口为核心，在居民出行采用车行交通方式的o d 矩阵 基础上，以出行费用低为主，习惯、适应等因素为辅的原则确定转 18 ! ! 互銮望查兰e ! 兰塑：! 兰竺堡三 一一 移曲线，推算较新线客流量。 ( 1 ) 居民出行发生量和吸引量预测模型 由重庆市居民一日出行调查统计数据和重庆市各交通小区的土地 使用动态数据，用逐步回归法作多元线性回归分析，回归系数 a o , a 】，一，a k 用最小二乘法算出，得出出行发生模型： g i 一2 9 5 0 + 0 1 5 7 0 4 x 2 i + 0 7 2 0 2 3 x 4 i + 0 2 2 9 9 4 5 x 5 i + 1 8 5 1 8 9 x 6 i 式中：g ，第i 交通小区每日产生和吸引的出行人次； x ：。第i 交通小区的商业及服务业用房面积( m 2 ) ； x 。，第i 交通小区的文化体育及娱乐用房面积( m 2 ) ； x 。，第i 交通小区的办公用房面积( m 2 ) ： x 。，第i 交通小区的人口数( 人) ； 根据计算，复相关系数r = 0 9 4 ，说明x 2 i ，) ( 4 i ，x 5 ，x 6 。诸因 子与g i 高度相关。在详细规划中，已知各交通小区不同用途房屋 的面积和人口数，预测出各交通小区每日出行产生和吸引人次。而 在远期总体规划中采用简化的预测方法，经回归分析，居民日出行 次数与人均月当量收入高度相关( r = o 8 7 ) ，故建立如下关系式： t i = t o + o 0 0 6 8 5 7 ( i n c 。一i n c o ) 式中：t ，预测年人均日出行次数： t n 调查年人均日出行次数； i n c 。预测年人均月当量收入 i n c 。调查年人均月当量收入。 经计算，规划区2 0 0 6 年人均出行次数比调查年( 1 9 8 6 年) 将 平均增加2 4 。根据各小区未来人口数，2 0 0 6 年规划区人均日出 ! ! 查銮堡查兰三堡堡主兰竺丝兰 行次数约为2 8 8 次，规划区内日出行总量约为7 4 4 3 2 万人次。 ( 2 ) 交通方式划分 根据重庆市主城区各交通小区预测年出行人次中车行交通方式 使用人次所占的平均值测算车行交通方式日产生量和吸引量。预测 2 0 0 6 年重庆市主城区各交通小区车行交通方式使用人次所占例：渝 中区：3 1 2 、江北区：2 8 2 、沙坪坝区：2 8 2 、南岸区：2 2 2 、 九龙坡区：3 7 2 、大渡口去：2 1 2 。2 0 0 6 年规划区采用车行交 通方式居民内日出行总量约为2 0 8 万人次。 ( 3 ) 客流分布模型 在现状分布模型的基础上，利用预测年各交通小区车行交通方 式日出行产生量和吸引量，确定未来分布模型。由于预测年比现状 年新增了交通小区，采用增长系数法无法计算新增交通小区的出行 分布，因此，采用重力模型法来进行车行交通方式的客流分布计算。 重力模型是模拟物理学万有引力定律而开发出来的交通分布模型。 此模型假定i ，j 间的分布交通量 i j 与小区i 的发生交通量和小区j 的吸引交通量成正比，与两小区间的距离成反比。其计算式如下： t i j = 豇a j , 阐f i j o k i j p i 式中：t j i 从i 交通小区到j 交通小区，采用车行交通方式日出 行人次： a i _ j 交通小区吸引的出行人次； p 。i 交通小区产生的出行人次； f ，i 相互影响系数；k 社会经济调整系数。 利用现状客流量o d 分布，根据各片区的产值确定出社会经济 苎查銮塑查兰三堡婴主兰些堡苎一一 调整系数k i j 和相互影响系数f j 。建立预测模型。目前尚未有资料说 明2 0 0 6 年重庆各片区经济发展情况，因此预测年的社会经济调整 系数k 。= l ，相互影响系数f 通过借鉴和反复计算确定。 重力模型的计算结果需以收敛的方式逐步接近规定的精度，其 精度需满足下式要求： t i j ( g m ) - t i j ( o d ) 3 t i j ( o d ) 式中：t u ( g m ) 计算的i 至j 交通小区采用车行交通方式出 行人数： t 。( o d ) 实测的i 至j 交n 4 , n 采用车行交通方式出行人数； 车行方式出行分布模型相关系数高达0 9 4 ，说明所采用的调 查客流量o d 分布与计算客流量o d 分布高度相关，模型是有效的。 利用计算机进行计算，得出2 0 0 6 年规划区居民车行交通方式出 行客流量o d 分布表，见表3 1 。 2 0 0 6 年车行方式o d 表万人次表3 1 组匝名称渝中观音桥 李家沱大杨石中梁山 沙坪坝 南坪 唐家沱 大渡口台计 渝中区 2 0 41 4 43 21 1 01o5 97 01 o0 95 9 3 观音桥 1 2 12 9 52 56 1085 63 71 o1 ，0 6 23 李家沱 2 61 95 62 4o3151 4o 20 31 6 ： 大杨石7 35 12 42 18 1 0 6 83 3 0 7 2 4 5 08 中粱山 1 3 1 0 0 51 718180 60 2 0 4 9 3 沙坪圳 9 26 72 19 1141 993 00 80 95 31 南坪5 13 11 43 3042 21 0 60 5o 52 71 唐家沱 0 9090 20 60 1 0 6 0 6 2 60 2 6 7 大渡口 0 91 1o 33 20 3 0 9 0 60 2 3 6 i i 。 合计6 0 86 3 71 8 05 9 27 14 5 23 0 87 21 0 2 ! ! 互奎望奎兰：! 矍堡主兰竺堡苎 ( 4 ) 客流分配模型 利用预测的客流分布量，采用客流分配模型计算，即得到预测 的客流分配。在客流分配中，对于重庆条状道路情况分析，采用了 最短路经分配模型进行计算。其分配客流量的相关系数达9 9 3 ， 因此，为简化计算采用了最短路经分配模型进行客流分配计算，模 型用出行耗时作为交通阻抗的度量值。 第三节：客流预测模型的有效性检验 客流预测系统模型是一组相关的模型。出行发生模型和出行交 通方式划分模型向出行分布模型提供所需的输入数据，而出行分布 模型又向交通分配模型提供所需的输入数据，所以交通分配模型的 计算值与调查值的偏差将反映出客流预测系统模型的综合偏差。检 验客流分配模型有效性的精确方法是将运输网络路段上的模拟交 通量和调查值相比较，并计算其相对误差。在穿过分隔核查线的道 路断面上做比较检验。经验证，长江路、嘉陵江大桥、李子坝等道 路断面上车行方式客流的模拟计算值与调查值在允许误差范围内， 所以建立的客流预测系统模型是有效的。 由于在调查和建立模型过程中所用的各项简化假设几乎都使模 型计算的出行量和客流量减少，模型计算值对于调查值在误差带内 向负方向偏离。所以在使用本模型预测客流量时应引入校正系数， 经综合分析，车行交通方式出行客流量校正系数采用1 1 0 。 北方交通大学- t 程倾士学位论文 第四章：客流预测的结果及分析 第一节：较新线客流预测的结果 通过客流分配的模拟计算，将客流分配到规划区的各道路上， 从而推算有关道路转入较新线的客流量。这涉及到城市近、远期规 划、人口规划、交通规划及各种交通方式所提供服务水平( 安全、 经济、方便、快捷、舒适、准时) 等因素。由于我国实行低工资、 广就业的原则，各小区居民的收入水平差别小，故各小区交通方式 的选择几乎只取决于出行距离的长度和出行路经在交通网络中的 位置，而与各小区人均收入和出行目的之间的关系甚微。重庆市居 民车行交通方式中，采用公共交通方式的居民约占7 2 ，就轨道 交通和公共汽、电车等交通工具而言，轨道交通在安全、经济、 快捷、舒适、准时等方面均优于其它交通工具。在推算轨道交通客 流量中，以快捷作为一个主要分配原则。因此，只要确定转入轨道 交通客流的比例，即可推算较新线轨道交通的客流量。 ( 1 ) 引用许多国家通过实际调查得出的极限分配比例原则，如 果乘客出行采用常规交通与轨道交通出行时间( 含侯车、步行、行 使) 相等时，6 0 的客流量分配给常规交通，4 0 的客流量分配给 轨道交通：而当采用轨道交通所需出行时间比常规交通所需出行时 间快2 倍时，则1 0 0 的客流量分配给轨道交通。根据上述分配比 例，结合重庆市居民出行和交通状况分析计算，得出居民与出行距 离轨道交通吸引客流量的比例，见表4 1 。 ! ! 垄窒丝生兰! 墨。塑! ：竺丝堡兰 居民与出行距离轨道交通吸引客流量的比例表表4 1 lu j 行距离( k m ) l22 8 )1 01 52 0 3 04 0 i 吸引客流挝( ) 2 j2 8 4 06 88 08 58 78 8 j 9 0 据此，得出较新线轨道交通的客流量分配比例胴线，见图4 1 。 j 。匕僻 ( ) 1 0 0 一， 9 0 _ 。一 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0行距离( k m ) o 2 8 4 1 02 03 04 0 l 鬈 4 1 较新线轨道交通的客流量分配比例曲线蚓 ( 2 ) 根据2 0 1 3 年和2 0 2 8 年各交通小区预测人口计算的出行量 在2 0 0 6 年客流量o d 分布基础卜，采用一l 述模型得出较新线初、 近、远；刿预测客流量。各规划期客运量指标预测见表4 2 。 各规划期客运最指标预测表表4 2 项目 卡j j c f j近1 n j远j l j | ( 2 0 0 6 )【2 0 i3 )( 2 0 2 8 ) 全日客流世( 万人次日)2 87 5