毕业设计（论文）-龙岩市中心城区的线路分析.doc

龙岩学院 资源工程学院毕业论文题 目： 龙岩市中心城区的线路分析 专 业： 测 绘 工 程 班 级： 11测绘工程（2）班 学 号： 2011092606 姓 名： 张成高 指导教师： 林金堂 职称： 副教授 资源工程学院1龙岩市中心城区的线路分析资源工程学院 测绘工程专业2011092606 张成高 指导老师 林金堂【摘要】 由于近年来城市化的发展，城市人口流动规模大，交通拥堵轻则影响居民的出行，重则形成交通事故，可能危害人民群众生命财产。本文通过人口流向和高峰时期拥堵路段调查以及运用ArcGIS软件中的缓冲区分析、叠置分析功能，对龙岩市中心城区关键线路研究，并对关键线路承载能力进行计算对比，得出高峰时期关键线路各等级道路服务水平状况的结果，为缓解交通压力提供了决策参考，对避免交通堵塞对城市居民及公共设施造成破坏具有重要的意义。【关键字】 人口流向，交通拥堵，路线承载力1目录1引言11.1研究背景11.2研究意义12研究区概况与数据资料12.1研究区概况12.2数据准备12.3数据处理13关键线路的确定23.1人口流向23.2城市功能区覆盖的路线33.3高峰时刻线路54关键线路服务水平的研究54.1线路的理论承载力54.2高峰时期关键线路的承载力65结论与展望75.1结论75.2不足之处与改进7参考文献921引言1.1研究背景交通堵塞是全球城市的普遍现象，严重的交通堵塞已经成为制约经济社会发展和威胁人民群众生命财产的一大障碍。人口流动是形成交通堵塞的来源之一。由于市场经济活动的增加、人民物质文化生活水平的提升和交通工具的发展，中心城区中以体育活动、商业促销活动等为代表的大型活动举办次数增加，必然引起人口从四面八方涌入市中心，导致市区内人流量在短时间内不断增多，使得道路容量不足以支撑高密度的人口流动，如果不能及时得到疏导将会导致交通瘫痪，甚至会影响范围更大。因此对交通线路的研究刻不容缓。1.2研究意义交通是联接城市的“血管”和“脉络”，对城市的形成与发展具有关键的作用，既是发展因素，也是制约因素1。线路分析的结果能够为政府未来的管理提供建设性的意见，使其对关键线路进行重点预防，避免对城市居民和公共设施造成过多的伤害，因此具有重要的实际意义。2研究区概况与数据资料2.1研究区概况新罗区，福建省龙岩市辖区，位于福建省西南部，介于北纬244702-253522，东经1164029-1172000之间。东连漳平市，西接上杭县，北邻连城县、永安市，东南与南靖县交界，西南与永定县毗邻。全境东西宽66千米，南北长89千米，总面积2600多平方千米。根据2012年的调查，该地区户籍人口49.14万人，常住人口68.3万人。2.2数据准备通过“稻歌”软件截取龙岩市中心的地图；对龙岩市中心城区地图数字化得到学校、商场、景点等重要场所；查询龙岩市中心居民点分布坐标并通过格式转换得到居民点矢量数据；互联网上获取国庆节假日影响线路的人口流量。2.3数据处理地理信息系统（Geographical Information System）是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题2。利用ArcGIS 软件中的ArcCatalog应用模块用来组织和管理所有的GIS信息：浏览和查找地理信息；记录、查看和管理元数据以及通过ArcMap提供两种类型的地图视图，即地理数据视图和地理布局视图，用于地图的制图、地图的分析和编辑。本文进行线路分析流程如图2-1所示：在研究区内，通过对人口流向、功能区覆盖线路以及高峰时期线路研究，并综合研究结果分析出关键线路，并计算高峰时期关键线路承载能力得出线路的服务水平情况。交通网络缓冲区外来人口流向和本地居民分布高峰时期线路居民点、商业区、学校、景点、酒店等分布数据相互叠置覆盖线路状况关键线路的确定线路服务水平的研究图2-1 分析流程图3关键线路的确定根据实际情况，人口在覆盖范围内各地区的大小并不一样，即人口密度在各点的大小不等、分布不均，其在分布上与地形、经济、城镇化的位置因素等有关，表现了空间分布的不均匀性2。以下是根据人口流向、功能区辐射能力以及高峰时刻涉及的线路，确定出关键线路。3.1人口流向人口流向是研究人口流动量形成的首要环节，是得出线路承载力的重要因素。而龙岩市中心城区是为满足广大农村物资集散和综合服务需要而形成的中心地方城市。根据空间人口密度分布的状况（图3-1）得出，本地居民居住地的选择主要受学校、商场、医院等公共设施的影响，主要为了购物方便，靠近良好的环境和教学设施，所以居民点环绕在这些重要的功能区周边。外来人口为了欣赏景点，人口主要由车站，高速出入口向市中心商场、景点地带移动。人口因为需求大致流向同一片区域就是人口较为集中的地区，了解这些情况就有助于研究人口对线路的选择，则有助于确定关键线路。如图3-1所示，红色箭头表示人口在空间上流动的大致方向。高速路口图3-1 人流空间分析图3.2城市功能区覆盖的路线1）城市功能区通常具有较强的辐射扩散能力，相关区域、相关产业都会受其影响。功能区的辐射扩散功能在于：一是构筑更大空间的集聚协作体系；二是扩张自身市场性权利的作用范围；三是扩散功能区具有的优势能力，如技术、管理、观念、资金等，由中心向周边地区渗透，带动周边地区发展。但这种扩散能力的大小具有差异性，与行政区和居住区等非经济功能区相比，产业区、商务区等经济功能区具有更强的辐射扩散能力，对推动周边地区经济、社会的演化与发展更强的作用。以城市重要城市功能区学校、商场、景点、居民点以及酒店等分布图的数据（建立城市功能区这些条件的缓冲区范围：距学校300米之内；距居民点200米之内；距景点500米之内；距商场750米之内；距酒店200米之内等）为研究对象，进行缓冲区分析并相互叠置分析，其结果再与各等级道路的缓冲区相互叠置，得到影响条件个数不同的线路状况，分等级地展现在图上，如图3-2至图3-4。此操作结果仅仅用来为人为主观的关键线路研究提供分析参考，并不能确定为最终的结果。 图3-2 满足某两种条件的线路 图3-3 满足某三种条件的线路图3-4 满足某四种条件以上的线路2）综合分析由多种条件影响下的线路情况，如图3-2至图3-4所示。对各种线路情况分析如下： 满足两种条件以下的线路情况：满足条件的线路比较多，分布离散，容易遇到道路叉口，对人口流量具有分流作用，人口流量过于集中几乎不会产生，对交通、生活基本无影响。 满足三种条件的线路情况：满足条件的线路几乎减少了一倍，分布相对离散，道路的叉口有所减少，对交通生活影响不大。 满足四种条件以上的线路情况：满足条件的线路有明显的减少，分布集中在某几处，对交通、生活将会产生特别大的影响。3）通过对上述各种线路情况进行对比分析得到：线路需要满足的条件越多，符合的线路越少，最终得出的线路承载力就要越大，就会对人口流动造成影响，而可能造成影响较大的线路，就是所需研究的线路。3.3高峰时刻线路根据互联网调查显示，傍晚6、7点左右，上下班高峰期市区主干道都是拥堵的，南环西路（S203）莲花山段，短短600m的路段由于拥堵造成行车时间达到二十分钟以上，西安南路（G319）、登高西路（S203）、龙川路（S203）的交通状况也较为拥堵，行车时间较长，对人口出行造成较大的影响，如图3-5。二路公交路线（G319）不仅接近高速路口，并且过火车站，又途径中心城区及其主要景点和娱乐场所，而其他线路没有直达中心城区和主要景点及娱乐场所的公交，又未与火车站等人流量大的场所相连接，所以相较之下，该路线最有可能出现长时间拥堵的地方。图3-5 关键线路综上所述：该地中心城区的火车站、汽车站与高速出入口也分布与这两条线路连接，该线路横穿中心城区并且服务功能区主要集中在这些线路周边，结合人口进入城市和城市居民出行的特性、功能区覆盖的线路以及高峰时刻经过的路段，得出该线路（图3-5红蓝线相交处为中心）以及其周边的支路就是需研究的关键线路。4关键线路服务水平的研究交通线路的服务水平主要由人口行进速度的快慢来衡量的，行进速度与交通畅通情况有关，但是人口流动量是线路供给和线路需求之间动态平衡的结果，在线路承受不足的情况下，势必会对人流量产生抑制。因此，行进的越畅通，越有利于减少人们的出行时耗，同时对于人流的吸引力就越大。线路的承载力决定其服务水平，如果线路上的人口流量超过其理论承载力，同时缺少有效的交叉口来减少折损率时，会出现候车时间增加、线路拥挤现象，致使服务水平降低，限制人流量的通行。以下关键线路服务水平通过线路的理想承载力和高峰时刻关键线路所需承载比较所得。4.1线路的理论承载力道路交通的承载力主要由道路的长度、道路等级结构、道路通过能力等决定。不同等级的道路宽度和车道数是不同的，其通行能力通过平面交叉口的折减系数来体现。关键线路的理论承载力公式3（4-1）为：式中：RC路网设计交通承载力（veh*km/h）；I代表道路等级，1 主干道，2 次干道，3 支路；I等级道路包含车道数量参数；UI等级道路的折减系数；RI等道路长度（km）。按照我国相关城市道路设计建设规范，的取值一般城市主干路单向是3车道，次干道是单向2车道，支路是单向1车道。线路的折减系数是指线路交叉口分流量占该线路总人流比重。根据城市道路与交通规划，如表（4-1）所示，那么根据实际调查龙岩的地势是四周群山环抱，山岭与河谷相间，在这样的地形情况下，道路的宽度交叉口就不会很多，人口过度集中就会出现自行车易侵占机动车道的情况，其主要道路通行能力的折减系数大都在0.85左右。然而人口流量超过450人次/小时，其折损率为0.63。表4-1 车道类型与通行能力折减系数关系车道类型主干道次干道支路折减系数0.960.780.74为了更好地了解道路的承载力，应结合关键线路关接（以北两到三个次干道路口）的路段进行研究，则研究中心城区的各等级道路对应的名称和总里程程参数如下：表 4-2 道路类型对应的道路名称和长度以及理论承载力道路类型道路名称长度（km）理论承载力主干道西安路11730南环路0.4九一南路0.6总里程2次干道华莲路0.81640西坡路1.0人民路1.0龙川路0.7总里程3.5支路总里程新安巷0.51550莲新路0.4双泉路1.2西丰路0.8莲西路0.4双泉路1.8其他街道1.9总里程7根据上述表（4-2）中各等级道路的承载力可以推算出日常可以通行人口8.4万人次。4.2高峰时期关键线路的承载力由于城市化的发展，用地面积紧缺，导致建筑密集和建筑的层数加高。在高峰时刻容易造成人流量集聚和某些关键路段出现滞留的情况，在相同面积的情况下，城市的人流量较乡村大很多。本文研究关键时刻的线路主要是指高峰时期路段所需的承载力，因为高峰时段的交通状态最能反映一个城市的交通特征。从人口方向和造成影响路段的研究，线路上的人流量不是一定的，是由城市居民日常出行和重大节日相关出行这两部分组成，这就使得在一个较短的时间里，突发性的人流量产生了高峰期，需要对人流量进行推算4，推算如下公式(4-2)：G=T+U*S式中：G-产生高峰期人口流量T-重大节假日外来人流S-日常人口流量U-在高峰时期，由于交通网的关系造成人流量的折减系数重大节假日外来人流量T的人口流量，以该地区特定的节假日，如2013年10月2日，国庆小长假为例，随着龙岩中心城区旅游业的发展，龙岩中心城区在该天共接待游客8.8016万人次。通过前面推算出日常人口流量S为8.4万人次，根据上述公式（4-2）得出高峰时期人口流量G为12.16万人次，则各等级道路在高峰时期关键线路的平均承载力如下：表 4-3 道路类型和高峰时期关键线路承载能力关系表道路类型主干道次干道支路所需承载力能力（veh*km/h）237722502127图4-5 关键线路各等级高峰时期道路承载力与理论承载力比较图表根据上述图表可见高峰时期关键线路人口比较集中，对线路的承载力的要求极其严格，需要承担大量的人口。通过与关键道路的理论承载能力相比较（表4-2），高峰时期关键线路各等级道路的承载能力（表4-3）需要提高37%左右。5结论与展望5.1结论根据图形和数据处理结果，可以得出如下结论：人流过分集中在中心区域，交通线路承载能力不足或者交通线路网较少，对于城市区域而言，交通网的畅通对人流量的缓解起到了至关重要的作用。所以，关键线路的承载能力大小，直接影响交通堵塞的轻重。通过以上表格中数据和图表的对比，表明了高峰时期关键线路承载能力不足以及该线路需要提升多大的通行能力，为缓解交通压力提供了决策参考，避免交通堵塞对城市居民及公共设施造成破坏。5.2不足之处与改进（1）龙岩市中心城区线路分析方法的评价：交通方式多样化，丰富了出行者出行方式和路径的选择也变得不具有确定性。因此，最好建立一个综合交通管理网络，这样才有助于决策者实施方案和交通分配，针对居民或游客的出行行为，以便更好对人口流量的研究，用以缓解线路的压力。（2）利用分等级的方法分析。其突出的优点是所需要的数据、信息较少，利用GIS的可视化表达，可大大节省决策所花费的时间。但该方法存在的弱点是要有扎实的专业基础知识和广泛的社会人文知识参与决策，并且熟悉分析线路的背景。为提高该方法的实用性和可行性，减少一定的判断误差，可采取以下措施： 数据收集必须尽量做到细致、完整，尽量采用大比例尺的数据。由于研究对象属于龙岩市中心区域，只有大比例尺数据才能符合精度要求，才能使研究结果具有现实意义。 适当扩大交通线路方面的调查。扩大咨询意见和数据的采集,能够增加结果的精确率。 采用科学的方法处理调查反馈的意见。一般来说,意见的概率分布符合正态分布的规律, 则应当采用数理统计的方法对调查反馈的意见进行处理。致谢语白驹过隙，转眼大学生生活快结束了，回想大学的四年的学习、生活与工作，感慨颇深。在这四年里，感谢老师的谆谆教诲、感谢父母的关心呵护、感谢同学的帮助和鼓励。大学的经历让我的心智从幼稚到成熟，是你们在学习生活中对我的潜移默化，让我成长了许多。感谢你们！在本次论文编写过程中，感谢我的老师们的耐心的教导，特别是我的论文指导老师林金堂老师，在他一向的严格要求、认真、负责的指导下让我顺利完成论文。感谢父母们在背后的支持，为我付出的辛劳，在人生的道路，我将脚踏实地走出自己的青春。感谢大学同学，特别是舍友们，和我一起共经风雨，一起承担困难并解决困难，让我的大学充满了快乐。参考文献1 汪国华.德阳百万人口城市交通发展问题与对策J.四川工程职业技术学院学报,2012,26（4）:23-26.2 胡鹏,黄杏元,华一新.地理信息系统M.武汉：武汉大学出版社,2013：1.3 贾顺平,彭宏勤,刘爽.基于居民出行特性与路网承载力的城市交通状态研究J.交通运输系统工程与信息,2011,11（05）：82-85.4 杨明俊,尹茂林,陈笛.人口流动趋势与山东省城镇化战略的思考J.城市发展研究,2014,21（6）:64-71.5 王祎南.突发特大客流城市轨道交通运营组织研究J.城市交通研究方向,2008:75-76.The Lines Analysis of The Center of LongyanResource Engineering institute Geomatics EngineeringNo. 2011092606 Name: Zhang Chenggao Supervisor: Lin Jintang【Abstract】 Due to the development of urbanization in recent years, the urban population flow scale is large, traff