交通规划课程设计报告.doc

.交通规划课程设计-某交通区域交通路网优化设计报告 姓名: 杨 露 玲 院系: 科 信 学 院 班级: 交 通（2） 班 学号: 090242204 指导教师: 卢 兰 萍 2012年8月27日目录第一章课程设计指导书31.1课程设计的目的和意义31.2设计内容与要求31.2.1交通区域内需求预测31.2.2地区概况：41.2.3数据资料5第二章 四阶段法的计算62.1交通生成总量的预测62.2发生与吸引交通量的预测72.3交通分布预测102.31增长系数法102.4、交通方式的划分112.5交通分配132.51容量限制分配法132.52路段路阻计算132.53、交叉口延误计算13第三章 报告分析14.第一章课程设计指导书1.1课程设计的目的和意义巩固和掌握在授课中学到的理论知识和技术方法，实现理论与实际相结合，提高教学效果。通过该环节使学生拓展专业实践知识，增强动手能力；掌握交通调查、OD小区划分调查数据统计处理；熟练掌握“四阶段法”交通预测的原理及方法，熟悉道路网络构造及交通分配算法实现。1.2设计内容与要求 1、 根据选择的交通区域，收集现状数据资料，包括： （1）、邯郸市区域图（给定）郸市中华大街、光明大街、和平路、人民路相交区域图。 （2）、交通区域内居民交通现状OD、现状出行交通量资料。 （3）、现状出行交通方式划分资料。 （4）、区域交通量的分配1.2.1交通区域内需求预测（建立模型、标定模型、检验并与用） （1）、根据交通小区划分原则，对交通区域进行交通小区的划分，然后进行“四阶段”预测。 （2）、区域内出行产生的预测：分别采用家庭分类法、增长率法和函数回归法，预测各个交通小区的交通产生和吸引量。 （3）、交通分部预测：根据现状OD矩阵以及预测的2015年出行量，分别用平均增长系数法和重力模型法进行出行预测，获得2015年各交通小区之间的OD矩阵。 （4）、交通方式划分预测：根据出行趋势对现有的交通方式划分比例进行修正后，对2015年交通分布量进行方式划分。 （5）、交通分配：用不平衡分配法（全有全无分配法或容量限制法），把交通量分配到现有路网上。 （6）、计算路网各个路段的饱和度，分析拥挤程度和服务水平。1.2.2地区概况：1、对象地区划分如下图所示的4个交通小区。 区域道路 ：8个路段；边缘道路为主干路，设计车速50公里/小时，通行能力；区内道路为次干路，设计车速40公里/小时，通行能力；2、规划年限设定此次交通规划年限为2015年，规划基年为2010年，即规划期为2010年2015年。1.2.3数据资料1、地区历史数据表1 邯郸市主城区社会经济指标年份国民总 产值（亿元）人均收入（元）人口（万人）车辆拥有量PCU200588576008510.32010170092009513.3201036701100013018.4 表2 邯郸市主城区居民出行年份人均出行率（次/人日）总出行（万人次）人口（万人）2005412413.6367.2表3 邯郸是主城区居民出行交通方式结构（）年份摩托车步行自行车公交车出租车单位小汽车其它合计20015.5736.545.815.611.563.221.931002005735401035-1002020模型一530252758-1002020模型二7302820510-1002020模型三10303012513-100表4 邯郸市主城区2020年机动车拥有量预测货车客车摩托车标准车合集大货车小货车大客车小客车出租车2020模型一10000200007000650005000650001600002020模型二10000200006500910005000850001900002020模型三100002000060001300005000120000240000表5 邯郸市主城区增长率预测（）年份2001 机动车增长率 人均收入年增长率模型一模型二模型三2001-20055.16.5585.02006-20104.085.246.44.02011-20203.063.934.83.0 表6 各种交通方式的客流转换系数公交车单位车小汽车出租车其他机动车载客数（人/量） 2051.51.31.5 利用人口增长回归预测法预测出要预测的年份的人口数。公式如下： Y=a+b*(x-x1)+c*(x-x1) 式中：y-预测年份的人口预测值； x-预测年份的公元年号； x1被采用统计资料的起始年份的公元年号；abc-统计参数。 将现状年份的已知资料代入上面公式求出：a = 85 b = 1.5 c = 1/102015年的预测人口y = 105 （万人）第二章 四阶段法的计算2.1交通生成总量的预测 交通省城总量的预测方法主要有原单位法、增长率法、交叉分类法和函数法。除此之外，还有研究对象地区过去的交通量或经济指标等的趋势法和回归分析法等。我利用的是原单位法如下： 利用人口原单位对交通生成量的预测方法及原理如下：T=Tk Tk=alkNl式中 alk 某出行目的和人口属性的平均出行生成量； Nll某属性的人口；Tk出行目的为 k时的生成交通量；T研究对象地区总的生成交通量；l人口属性（常住人口、就业人口、工作人口、流动人口）；k出行目的。由于已给现状的出行生成量与人口数等，可得出如下OD表： 表3-1 现状OD矩阵 o D 1234 合计/(万人次)人口(万人/现状/未来)110000 6000 4000 10000 3 0.7/0.9210000 4000 30003000 2 0.5/0.7 33500 3500 1000 2000 1 0.8/1.0 47000 7000 3000 30002 0.47/0.68 合计（万人次）3.052.05 1.11.8 8 2.97/3.28总的交通生成量预测：现状出行生成量：T=8万次现状常住人口：N=2.97万人规划年常住人口：M=3.28万人规划年的生成交通量：X= M*（T/N）=8.84（万次）2.2发生与吸引交通量的预测1. 原单位法利用原单位法预测发生与吸引交通量时，首先要分别计算发生原单位和吸引原单位，然后根据发生原单位与人口、面积等属性的乘积预测得到发生与吸引的交通量的值。计算式如下：Oi=bxi Di=cxj式中：Oi-小区i的发生交通量； b-某出行目的的单位出行发生次数（次/日*人） x-常住人口、白天人口、从业人口、土地利用类别、面积等属性变量； Di-小区j的吸引交通量； c-某出行目的的单位出行吸引次数（次/日*人） i、j交通小区。2）调整系数法计算如下：(1)求出现状发生与吸引的原单位。小区1的发生原单位：3/0.7=4.286（次/日*人）小区1的吸引原单位：3.05/0.7=4.357（次/日*人）同理，可计算其他交通小区的原单位，结果如下表所示 现状各小区发生与吸引的原单位（单位：次/日*人）o D 1234 合计14.28624.00031.25044.255合计4.3754.1001.3753.830(2)计算各交通小区的将来发生于吸引交通量。小区1的发生原单位：0.9*4.286=3.857（万次/日）小区1的吸引原单位：0.9*4.375=3.938（万次/日）同理，其他小区的发生与吸引交通量计算结果如下表所示。各小区未来的出行发生与吸引交通量（单位：万次/日）o D 1234 合计13.87522.80031.25042.893合计3.9382.8701.3752.604（3）调整计算由上面的结果可知，各小区发生交通量之和不等于其吸引交通良知和，所以，需要进行调整计算。调整的目的是使得上述两者相等，既满足下式：调整方法可以采用总量控制法，即使个小区发生交通量之和等于其吸引量之和，且都等与将来的交通生成总量8.84万次/日。根据总量控制法可推导得到：按上式的计算结果如下：调整后的表如下所示。各区未来的出行发生与吸引交通量o D 1234 合计13.16622.28831.02142.364合计3.2252.3531.1272.1358.84 由上可以看出,调整以后，各小区发生与吸引交通量之和相等，均等于交通生成总量8.84万次/日。2.3交通分布预测交通分布预测是交通规划四阶段预测模型的第二步，是把交通的发生于吸引量预测获得的各小区的出行量转换成小区之间的空间OD量，即OD矩阵。交通分布预测的方法一般可以分为两类，一类是增长系数法，一类是综合法。我用的是增长系数法。2.31增长系数法在交通分布预测中，增长系数法的原理是，假设在现状交通分布量给定的情况下，预测将来的交通分布。增长系数法的算法步骤如下：（1） 令计算次数m=0。（2） 给定现状OD表中 及将来OD表中的（3） 求各小区的发生与吸引交通量的增长率（4） 求第m+1次交通分布量的近似值（5） 收敛判别。式中：Ui-将来OD表中的发生交通量； Vi-将来OD表中的吸引交通量； X-将来OD表中交通生成量； -i小区的第m次计算发生增长系数； -j小区的第m次计算吸引增长系数； -任意给定的误差常数。 常增长系数法常增长系数法假定qij的增长仅与i小区的发生量增长率有关，或仅与j小区的吸引量增长率有关，或仅与生成量的增长率有关，是一个常量。增长函数为：该方法只考虑将来的发生量或吸引量或生成量当中的某一个的增长率对增长函数的影响，忽视了其他变量对增长函数的影响。由于产生量与吸引量的不对称性，因此期预测精度不高，不需要迭代计算，是一种最简单的方法，有时不能保证交通分布的守恒约束条件。以下为现状当将来OD表为基础矩阵，各项均乘以发生增长系数，的如下表： 1234 合计 目标值 11.2920.7750.5171.2923.93.921.4000.5600.4200.4202.82.830.4730.4730.1350.2701.41.341.0131.0130.4340.4342.92.9合计4.1782.2421.5062.41611112.4、交通方式的划分小区1 步行自行车公交车小汽车出租车其他机动车 结构比率3232131742折算系数002.5110.8转换系数00201.51.31.5交通量（辆/h）到2小区到3小区到4小区总计3962646601320小区2 步行自行车公交车小汽车出租车其他机动车 结构比率3232131742折算系数002.5110.8转换系数00201.51.31.5交通量（辆/h）到1小区到3小区到4小区总计7152152151145小区3 步行自行车公交车小汽车出租车其他机动车 结构比率3232131742折算系数002.5110.8转换系数00201.51.31.5交通量（辆/h）到1小区到2小区到4小区总计242242138622小区4 步行自行车公交车小汽车出租车其他机动车 结构比率3232131742折算系数002.5110.8转换系数00201.51.31.5交通量（辆/h）到1小区到2小区到3小区总计51851822212582.5交通分配所谓交通分配就就是把各种出行方式的空间OD量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。 456m 216m 216m 240m 240m 480m 264m 312m 432m 504m 240m用公式：t0=S/V 求出交通量为零时的路段行驶时间；依次求出每个路段零交通量的行驶时间。t01=504/（40/3.6）=45.36 (s) t02=240/(40/3.6)=21.6(s)t03=408/(40/3.6)=36.72 (s) t04=240/(40/3.6)=21.6(s)t05=216/(40/3.6)=19.44 (s) t06=456/(40/3.6)=41.04t07=240/(40/3.6)=21.6 (s) t08=480/(40/3.6)=43.2 (s)t09=264/ (40/3.6)= 23.76 (s) t10=216/(40/3.6)=19.44 (s)t11=432/ (40/3.6)= 38.88 (s) t12=312/(40/3.6)=28.08 (s)根据每路段的时间大小用最短路法进行第一次交通量的分配的结果如下表所示：小区路径最短路线A-BA-CA-DB-AB-CB-DC-AC-BC-DD-AD-BD-C453B 41.04S 19.44S C 19.44S 21.6S296 21.6S 43.20S 23.76S 28.08S 38.88S 36.72S87111111 A 45.36S 21.6S D2.51容量限制分配法 容量限制分配是一种动态的交通分配方法，它考虑了交通主抗与交通负荷之间的关系，即考虑了交叉口、路段的通行能力限制，比较符合实际情况，该方法在国际上比较通用。容量限制分配有容量限制-增量加载分配、容量限制迭代分配两种形式。2.52路段路阻计算1.路阻函数计算所谓路阻函数是指路段上的行驶时间与路段交通量之间的函数关系，他是容量限制分配的关键。美国联邦公路局提出的路阻函数为：式中：t-两交叉口之间的路段行驶时间（min）； t0-交通量为零时的路段行驶时间（min）；V-路段机动车交通量（veh/h）；C-路段实际交通通行能力（veh/h）；、-参数，建议取=0.15；=4.2.53、交叉口延误计算 1、信号交叉口延误计算 在原容量限制交通分配模型中，没有单独考虑交叉口延误的影响，即由路阻函数确定的路段行驶时间被作为路权。但实际上，在出行时间中，交叉口延误可能会远远超过路段行驶时间。因此，必须对原模型进行交叉口延误修正。T=(1.5L+5)/（1+Y）式中：T-最佳周期长度（s）; Y-组成周期的全部信号相位的最大y值之和，即Y=y y-同相位所有进口道饱和度中的得到的较大者，y=max； L-每个周期的总损失时间（s）,用下式计算：L=d +(i-a)2.54 路权计算 交通分配中的路权（即两交叉口之间的出行时间）等于路段行驶时间与交叉口延误之和。 T(i，j)=t(i，j)+d(i，j)式中 T(i，j)-路段i，j的路权； t(i，j)-路段i，j的行驶时间； d(i，j)-在i交叉路口与j交叉路口相邻进口道上的车辆平均延误（s)代入公式T(i,j)=t(i,j)+d(i,j)得出=0.45 =0.56=0.61 =0.55=0.75 =0.86=0.4 =0.4=0.56 =0.53=0.72 =0.76=0.67 =0.65=0.64 =0.63=0.24 =0.28=0.69 =0.62=0.68 =0.72=0.26 =0.31最后经上述综合各种道路影响因素调整后的交通量分配图如下： 第三章 报告分析 本路段位于繁华的和平商业区,交叉口分别为中华大街与和平路相交、光明大街与和平路相交，周围有新丹兰尚街、三中、光明百货、中医院等交通吸引点，以及居民区，行人交通压力大。中