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交通规划方案设计 内容安排 第一节网络规划设计概述第二节网络规划一般方法第三节交通枢纽规划设计 交通规划的方案设计是整个交通规划最终的着眼点和最关键的工作 方案设计就是根据交通预测的结果和现状存在的问题 提出可行的规划方案 求出交通规划问题的解 规划方案设计包括网络设计和枢纽设计两个问题 网络设计要回答的主要问题是 增加通行能力 增加新的道路路段 网络规模 形式等 交通枢纽设计要回答的问题是 枢纽的选址 规模 在方案设计中 尤其是在网络设计中 交通分配是其理论基础和基本组成部分 第一节网络规划设计概述 一 必要性新建道路或改进路段通行能力 并不一定降低交通网络的总阻抗 1 Braess诡异 试分别计算均衡条件下路网总的走行时间 假定交通网络上OD点对间出行量不变 不能保证随意增加路段都会使拥挤程度降低 t3 10 x3 t4 10 x4 1 3 2 4 t5 10 x5 q14 6 一 必要性2 路段拓宽现象ODq 1000pcu 计算总阻抗 当拓宽道路1 使阻抗降低到t1 3 计算总阻抗 假定交通网络上OD点对间出行量不变 道路拓宽导致总阻抗不一定减小 t1 4 t2 2 第一节网络规划设计概述 二 研究现状20世纪70年 欧美等学者进行基于最优化理论的交通网络设计问题 NDP 的研究 NDP研究的问题总体分两类 改进路段 连续型网络设计问题 CNDP 增加新的道路路段 离散型网络设计问题 DNDP 注 连续 离散是指路段通行能力的增加情况 1 离散型网络设计问题算法一般非常耗费计算时间 第一节网络规划设计概述 1 离散型网络设计问题模型可分为两种类型 预算约束模型 即投资额有限制的模型 总阻抗值为目标函数 是一个管理者 用户的双层决策数学规划模型 第一节网络规划设计概述 无预算约束模型 建设成本与用户走行时间成本一起作为目标函数 2 连续型网络设计问题关于已有交通网络路段改进的投资决策问题 即选择改进哪些路段以及改进程度多大的问题 第一节网络规划设计概述 2 连续型网络设计问题模型可分为两种类型 预算约束模型无预算约束模型针对模型 研发出较多的求解方法 三 有待研究的问题1 公共交通网络的设计问题决策变量 线路和发车频率线路变量 两个端点 路径 途径街道 基本采用针对三个变量分阶段分别进行建模和求解 都有适当的定性分析成分 第一节网络规划设计概述 三 有待研究的问题3 基于车流在节点分流向延误的交通均衡分配和网络设计1 路段阻抗函数 BPR函数 源于市际公路 适用于公路和城市道路的路段部分 2 城市道路交叉口延误需要分流向的阻抗函数 相应的交通均衡分配方法与网络设计模型和算法 2 城市快速轨道交通网络设计问题线路建成不可更改 较大地影响城市发展 定量化 模型化和规范化的网络设计需要研究 第一节网络规划设计概述 一 综合交通网络规划城市交通的中长期建设规划 年限一般为5 20年 对象 道路 公路 铁路 轨道 航空 水运 管道 机动车 客货运 私家车 非机动车 行人 铁路 地铁 轻轨 城铁 索道 客货船 管道 内容 交通方式及交通结构 道路网络布局 公共交通 衔接 换乘枢纽和场站设施 道路红线规划 轨道交通可行性分析及客流预测 大城市 对外交通规划 评价 分期建设及交通建设项目排序的建议 第二节网络规划一般方法 一般原则 综合考虑 相互协调 人流 客货车流与城市空间道路红线规划合理的层次结构 功能结构和连通结构道路类型 等级适应今后城市用地的扩展 交通结构的变化和快速交通的要求 不同规划阶段不同路网指标 第二节网络规划一般方法 二 城市道路网规划采用定性与定量分析相结合的方法进行 城市道路交通网络规划 建立在各出行方式出行OD量的基础之上 并以满足出行要求为主要目标 一般规划方案产生步骤 技术路线 评价现状网络交通质量 参考城市总体规划方案 根据城市形态及发展趋势 确定初始道路网络方案将各出行方式OD量分配至路网方案上 预测路段及交叉口的交通量 平均车速 平均延误分析 评价每一路段 交叉口的交通负荷 服务水平及网络总体评价指标根据交通质量评价及网络总体性能评价 调整方案 返回步骤2 直至规划方案可行 合理 第二节网络规划一般方法 规划方案确定方法 专家经验法解析布线法考虑路网指标 形成基本路网结构 分配流量 分析修改 城市道路交通规划特点 几种交通方式 道路网和交通小区较为详细 规划方法多从PT调查数据和综合交通规划入手 过程比较繁杂 定量分析多 定性分析少 第二节网络规划一般方法 三 公共交通网络规划是指定时定线的公共汽车 公共电车 轨道交通 轻轨 地铁 轮渡等交通方式 这里讨论前两种 1 公共交通网络形式中央终点的放射形网 第二节网络规划一般方法 常用于小城市优点 一次乘坐缺点 非直线系数大 多用于带形中等城市 有地铁和轻轨的大城市 环线网 主干线与驳运线结合网 适应出行需求很大的城市 2 技术指标线路长度8 10km及单程时间30 50min公共交通线路密度 4 5km km2 中等城市市中心 非直线系数 1 5车队规模 800 1000人 辆3 服务水平参数非直达系数 换乘系数 实载率平均营运速度发车间隔 第二节网络规划一般方法 4 站点设计首末车站 中间车站 站距 保养场5 公交线网规划的基本内容交通需求预测线网的优化布设方法 逐条布设 优化成网 经验法拟合客流法 公交站点的优化设置 线网客流预测 线网评价 第二节网络规划一般方法 四 城市轨道交通规划除大城市和特大城市适合建设轨道交通外 人口多于50万吨带形中等城市也可考虑建设轻轨 轨道交通特点 常见的形式 1 轨道交通网络设计原则研究城市可持续发展的用地形态 进行远景客流预测 设计轨道交通网络网络设计注意 沿城市干线走向 贯穿市中心的射线 慎重运用环线 少环多射 与地面公交 对外客运交通的衔接尽可能经过大型客流集散点 第二节网络规划一般方法 2 客流预测是指在一定的社会经济发展条件下 科学预测城市各目标年限轨道交通线路的断面流量 站点乘降量 站间OD以及平均运距等客流需求特征指标 预测方法 四阶段法 组合模型等预测工作流程 详见 交通规划理论与方法 陆化普 第二节网络规划一般方法 四 城市轨道交通规划除大城市和特大城市适合建设轨道交通外 人口多于50万吨带形中等城市也可考虑建设轻轨 轨道交通特点 常见的形式 1 轨道交通网络设计原则研究城市可持续发展的用地形态 进行远景客流预测 设计轨道交通网络网络设计注意 沿城市干线走向 贯穿市中心的射线 慎重运用环线 少环多射 与地面公交 对外客运交通的衔接尽可能经过大型客流集散点 第二节网络规划一般方法 五 公路网的布局规划是指在对公路网现状进行调查分析 对公路网所在区域的社会经济及交通需求进行预测之后 以一定的目标和条件为依据 采用适当的方法选择规划线路将选定的控制结点连接起来 形成未来公路网平面布局方案的过程 主要内容 1 公路网合理发展规模的确定应用数学模型或方法 经济分析法 公路周转量分析法 时间序列趋势外推法 线性规划法 确定 如里程 密度 等级结构 2 公路网结点的选择控制结点 按照原则 及层次类别 重要度法 动态聚类法等 3 网络布局优化目标和约束条件 选择规划线路 将控制结点连接 确定线路走向 等级 进行评价 第二节网络规划一般方法 五 公路网的布局规划网络布局典型形式 第二节网络规划一般方法 六 铁路网规划根据铁路的技术特征 对铁路的线路走向 车站及站场布局 与其他交通方式无缝化衔接 主要通道客货分线运输 旅客列车运输组织协调等因素进行了分析 对高速铁路路网规划 运输组织理论作了初步探讨 1 规划任务 目的 范围和规划年度2 社会经济发展概况 交通现状3 运量预测4 铁路网规划 总体规划 分线规划 枢纽规划等 5 投资估算6 综合评价 第二节网络规划一般方法 第三节交通枢纽规划设计 一 概述交通枢纽是指建在某种交通网络上两条或多条线路交汇处 或几种交通网络衔接处 具有运输组织 中转 装卸 仓储 信息服务等功能的综合设施 网络上枢纽的数目 位置 规模需要规划设计 1 分类单式枢纽城市交通枢纽复式 综合枢纽地区交通枢纽客运枢纽货运枢纽 第三节交通枢纽规划设计 2 功能主流作业 直通 中转 枢纽地方和城市对外联系 体现如下 乘客或货物集散 上下车或装卸 乘客换乘或货物转载 提供各种服务 乘客逗留或货物整 分理 简单加工 仓储等 交通工具停放 维修保养 调度 加油等 3 规划设计内容包括 1 整个交通网络上枢纽的数目 位置 规模 2 具体到某个枢纽 有功能定位 设施的空间布置 内部的交通组织和联系 第三节交通枢纽规划设计 二 枢纽的选址根据枢纽所在位置的特性分为 已定型 指枢纽依附于某个已经建成的较大建筑实体或地理实体存在 位置有该地点的用地 经济 社会特性确定 或由更大的交通网络确定 半定型 若交通网络已经存在 依附的某个大型实体到目前尚未建成 枢纽选址一定程度依靠对象网络的结构特征 及对象网络以外的因素 这类枢纽为 半定型 全定型 全部或主要有对象网络本身的特征 及其上交通流的分布分配情况来定 如公交中途站 第三节交通枢纽规划设计 交通枢纽的选址就是确定半定型 全定型枢纽在交通网络上的位置 1 流量决定法适用 全定型的客运交通枢纽的选址思路 在网络的节点中挑选枢纽点 一个节点是否能成为枢纽是根据途径它的交通流的大小决定 关键问题 交通量在线路上的分配分配类型 阻抗不变 的多路径分配客流量 集体交通方式的客流量 第三节交通枢纽规划设计 流量决定法算法 步1 初始化 给PA点编号 1 2 n 其余各节点编号为 n 1 N 令途径各节点的交通流Wj 0 1 j N 步2 将所有的PA点对间的乘客出行量qrs按阻抗不变多路径分配法分配到客运交通网络上去 得到各路段的客流量xij 步3 对每个节点j计算驶经它的各流向客流量之和 步4 将所有节点按Wj从大到小排序 排在最前面的最应该作为枢纽 算法结束 第三节交通枢纽规划设计 最后综合考虑经济实力和投资规划确定位置 实际上 某些枢纽不一定就设置节点处 可以是节点附近的适当位置 2 成本决定法适用 半定型客运枢纽和货运枢纽的选址 基本思路 又叫成本最小法 是所选的位置要使交通成本和相关的位置成本 如拆迁费用 最小 1 关于货运枢纽又叫 物流中心 大多呈多层金字塔结构 第三节交通枢纽规划设计 I 1 n 2 一定范围客户 I I 负责集散分枢纽的货物 总枢纽 分枢纽 子枢纽 第三节交通枢纽规划设计 2 选址问题 以一个枢纽选址为例 枢纽选址要考虑 与上一层枢纽点交通联系 与下层枢纽和客户的交通联系 目标函数 总运输成本最小 第三节交通枢纽规划设计 枢纽选址要考虑 与上一层枢纽点交通联系 与下层枢纽和客户的交通联系 目标函数 总运输成本最小步骤 1 考察分析对象区域 确定备选位置I1 I2 Ik 2 获取枢纽与各个客户之间的货运量 然后预测规划年货运量qr 1 r n 3 计算各备选位置到各个客户的最小阻抗lkr 令备选位置到上层枢纽干线的最小阻抗为lk0 并令 第三节交通枢纽规划设计 4 计算 Pk为第k个位置的地皮费用选Sk最小的位置点Ik作为枢纽的位置 5 综合考虑周围用地和交通环境等制约因素 调整理论结果 6 综合考虑多个交通规划者方案 进行优选 以上是对一个枢纽选址 且假定车辆都选择最短路径 问题比较简单 自学 多个枢纽选址且采用用户均衡的方法选择路径 枢纽选址与网络设计同时优化问题 第三节交通枢纽规划设计 二 枢纽的选址通常采用定量计算与定性分析相结合的方法 还有如下 数学物理模型 如解析重心法 微分法和交通运输成本效益分析法 运筹学 如线性规划 整数规划 混合整数规划等 四阶段理论与物流网点选址模型相结合的方法 第三节交通枢纽规划设计 四 枢纽规模枢纽内的交通元 交通工具运输对象这两类交通元数量的大小和逗留时间的长短决定了枢纽的用地和建筑规模 1 概念服务 等待 等待队长2 多样性剖析到达和离去时间 固定 随机 交通元组成情况 单个 成批 服务台工作方式 有 无时间表服务方式 运输对象离去的方向 进入 离开和中转 第三节交通枢纽规划设计 交通元在枢纽的状态 合并成五种类型 到达时刻固定 离去时刻固定到达时刻随机 离去时刻固定到达时刻随机或固定 离去时刻固定到达时刻随机 离去时刻随机到达后立即离开 第三节交通枢纽规划设计 四 枢纽点规模3 等待时间和队长依次确定各种状态的等待时间和队长 4 枢纽点规模根据平均等待队长 就可以大致确定枢纽有关设施 如候车室 停车场 仓库 的规模 等待队长越长 导致等待设施规模和交通元等待时间的两项成本增加 降低等待队长的办法 调整发车频率增加 服务台 数目 服务台数一定 吻合程度 F 差 好 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 案例特点城市结构特征 地理区域 大连交通发展的战略目标 以公交为主导的城市综合交通体系 一 规划背景与目的独特的地理区位优势 社会经济的快速发展 交通需求大大提高 城市发展 经济 旅游和环保等 目的 一系列重要交通项目的建设可行性 南部快速路 西部通道 大连湾跨海大桥 交通方式协调 网络与枢纽 私人交通与公共交通等关系 两城三星城市结构图 大连城市发展规划 2003 2020年 亟需一个一体化的综合交通系统提供引导和支撑 结构由分散组团向一体化发展 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 二 规划思路与过程1 大连市现状分析 2004年 概况 地理区位 经济发展背景 城市空间发展 机动化发展背景居民出行现状 人均出行次数2 07 平均出行时间29 42min 平均出行距离3 23km交通需求特点 通勤出行比例高 早高峰出行量大 公交和步行比例高 拥堵瓶颈 停车供需不足2 发展定位城市功能 人口与城市化水平 经济发展 城市建设发展 城镇体系布局等 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 二 规划思路与过程3 需求分析中期目标年为2010年 远期目标年为2020年 1 发生 吸引预测结果交通小区共设置265个 中期目标年各组团的居民出行发生 吸引量如图 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 二 规划思路与过程 2 交通分布预测结果中期目标年期望线图4 问题总结 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 二 规划思路与过程 3 交通方式划分预测结果 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 二 规划思路与过程4 问题总结 案例之一 大连市综合交通规划 2005年 三 规划成果1 发展战略2 可持续发展3 道路网规划方案4 公交网规划方案5 对外交