交通规划课程设计(28页).doc

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1、-河南城建学院城市交通规划课程设计说明书课 程 名 称: 城市交通规划 题 目: 某地区交通需求预测 专 业: 交通工程 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 开 始 时 间: 2013 年 06 月 24 日完 成 时 间: 2013 年 06 月 28 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书撰写质量（45）总 分（100）等级指导教师签名： 年 月 日-第 23 页-目 录1.设计任务12.设计方案的拟定及说明23. 交通生成预测33.1交通生成总量预测33.2发生与吸引预测44.交通分布预测84.1理论知识84.2计算过程95.交通方

2、式划分145.1换算基础资料145.2 计算过程155.3 划分结果156.交通分配预测166.1理论知识166.2计算过程166.3预测结果217.设计小结227.1设计过程中碰到的问题及解决办法227.2对城市交通规划及交通需求预测的认识及看法227.3设计收获及感想体会22参考文献241.设计任务首先对任务书中提供的数据进行交通现状分析；然后选用原单位法、增长率法或交叉分类法对出行产生和吸引进行预测；接下来采用增长系数法或重力模型法对交通分布进行预测；对于交通方式划分只需按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量（单位：pcu）；最后的交通分配预测可以选择最短路法或多路径交通分配

3、法进行。1、 交通现状分析；2、 出行产生和吸引预测；（1）交通生成总量的预测可供选择的方法：原单位法、增长率法，或者利用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。（2）发生与吸引预测：可供选择的方法：原单位法、增长率法等。3、 交通分布预测；利用调查的现状交通数据，任选一种方法：平均增长系数法（设定收敛标准）、底特律法（设定收敛标准）、福莱特法（设定收敛标准）、无约束重力模型法并计算未来时段的分布交通量。4、 交通方式划分；按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量（单位：pcu）5、 交通分配预测；采用非平衡模型中的一种。6、 对预测结果进行分析。2.设计方案的拟定

4、及说明1、交通量预测（1）交通生成总量的预测选择的方法：原单位法。计算出将来生成交通辆。（2）发生与吸引预测选择的方法：原单位法。经过计算与调整得出各小区的交通发生与吸引交通量，并使之和等于交通生成量。2、交通分布预测利用调查的现状交通数据，选择平均增长系数法（设定收敛标准），通过迭代计算、收敛判定得到未来时段的分布交通量。3、交通方式划分：按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量（单位：pcu）4、交通分配采用非平衡模型中的容量限制交通分配方法。3. 交通生成预测3.1交通生成总量预测3.1.1理论知识交通生成预测市交通需求四阶段预测中的第一阶段，是交通需求分析工作中最基本的部分之

5、一，其目标是求得各个对象地区的交通需求总量，即交通生成量，进而在总量的约束下，求个小区的发生与吸引交通量。交通生成预测与土地利用、家庭规模和家庭成员构成、年龄和性别、汽车保有率、自由时间、职业工种、家庭收入等因素存在着密切的关系，因此，在进行预测时，必须充分考虑影响因素的作用。交通生成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。除此之外还有利用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等方法。本报告中采用原单位法对交通生成总量进行预测，根据人口属性，用居住人口每人平均交通生成量来预测未来的居民出行量。单位出行次数为人均或家庭平均每天的出行次数，由规划基年2012年的

6、居民出行调查结果统计得出。预测不同出行目的交通生成量可采用如下方法： （3.1） （3.2）式中：研究对象地区总的交通生成量； 出行目的为时的交通生成量； 出行目的； 人口属性（常住人口、就业人口、工作人口、流动人口）； 某出行目的和人口属性的平均出行生成量； 某属性的人口。3.1.2计算过程此次规划的对象为某地区，划分为5个交通小区，如图3-1所示。图3-1 某地区交通小区划分示意图设定此次交通规划为中长期规划，规划年限为10年，规划基年为2012年，即规划期为2013年到2027年。表3.1是各小区现状的OD调查结果，表3.2是整理后的各小区现在的出行发生量和吸引量。在常住人口原单位不变的

7、情况下采用原单位法预测其将来的出行生成量。表3.1 2012年现状OD调查结果（万人）OD小区A小区B小区C小区D小区E合计小区A043526539199小区B520475279230小区C637307359268小区D724257048219小区E367565390215合计2232332212292251131表3.2 各区现在的出行发生量和吸引量 OD小区A小区B小区C小区D小区E合计现状人口将来人口小区A199117.500 209.330 小区B230 122.600 203.150 小区C268 121.200 199.760 小区D219 124.100 197.916 小区E2

8、15 123.400 207.056 合计223233221229 225 1131608.8001017.212根据上表中的数据可得：现状出行生成量（万次/日）现状常住人口N=608.800（万人）将来常住人口M=1017.212（万人）常住人口原单位T/N=1131/608.800=1.858（次/（日人）因此，将来的生成交通量X=M(T/N)=1017.2121.858=1890.0（万次/日）3.2发生与吸引预测3.2.1理论知识与交通生成总量的预测方法相同，发生与吸引交通量的预测方法也分原单位法、增长率法、交叉分类法和函数法。本报告中仍采用原单位法对发生与吸引交通量进行预测。利用原单

9、位法预测发生与吸引交通量时，首先需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和吸引原单位与人口、面积等属性的乘积预测得到发生与吸引交通量的值，可用下式表示。 （3.3）式中：小区的发生交通量； 某出行目的的单位出行发生次数（次/（日人）； 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； 小区的吸引交通量； 某出行目的的单位出行吸引次数（次/（日人）； ，交通小区。当个小区的发生交通量与吸引交通量之和不相等，且各小区的发生交通量或吸引交通量之和均不等于交通生成总量时，需要对其进行调整，根据区域的交通生成总量对推算到各小区的发生量进行校正。假设交通生成总量是由全人口与生成原

10、单位而得到的，则： （3.4）如果交通生成总量与总发生交通量有明显的误差，则可以将修正为： （3.5）为了保证与总吸引交通量也相等，这样发生交通量之和、吸引交通量之和以及交通生成总量三者才能全部相等，为此，需将修正为： （3.6）3.2.2计算过程假设各小区的发生与吸引原单位不变，由表3.1中计算得到的结果对将来的发生交通量与吸引交通量进行预测。1） 求现状发生与吸引原单位。小区A的发生原单位：199/117.5=1.694（次/（日人）小区A的吸引原单位：223/117.5=1.898（次/（日人）同理，可以计算其他交通小区的原单位，结果如表3.3所示。表3.3 现状各小区发生与吸引原单位（

11、单位：次/（日人）OD小区A小区B小区C小区D小区E合计小区A1.694 小区B1.876 小区C2.211 小区D1.765 小区E1.742 合计1.898 1.900 1.823 1.845 1.823 2） 计算各交通小区的将来发生与吸引交通量。小区A的发生交通量：209.331.694=354.605（万次/日）小区A的吸引交通量：209.331.898=397.308（万次/日）同理，其他小区的发生与吸引交通量计算结果如表3-4所示。表3-4 各小区未来的出行发生与吸引交通量（单位：万次/日）OD小区A小区B小区C小区D小区E将来小区A354.605 小区B381.109 小区C4

12、41.669 小区D349.322 小区E360.692 将来397.308 385.985 364.162 365.155 377.463 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量之和，所以，需要进行调整计算。调整的目标是使上述两者相等，即满足下式： （3.7）调整方法采用总量控制法，即使各小区发生交通量之和等于其吸引交通量之和，且都等于将来交通生成总量。根据总量控制法的基础公式可推导得到： （3.8） （3.9）按上式的计算结果如下：调整后的结果如表3-5。表3-5 各区未来的出行发生与吸引交通量（单位：万次/日）OD小区A小区B小区C小区D小区E合计小区A

13、355.090 小区B381.630 小区C442.273 小区D349.800 小区E361.185 合计397.289 385.967 364.145 365.138 377.443 1890.0由上可以看出，调整以后，各小区的发生与吸引交通量之和相等，均等于交通生成总量1890.0万次/日。4.交通分布预测4.1理论知识交通分布预测是交通规划四阶段预测模型的第二步，是把交通的发生与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。本报告中对交通分布的预测采用增长系数法中的底特律法。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

14、布量。增长系数法的算法步骤如下：（1）令计算次数。（2）给定现状OD表中、及将来OD表中的、。（3）求出各小区的发生与吸引交通量的增长率、。 （4.1） （4.2）（4）求第次交通分布量的近似值。 （4.3）（5）收敛判别。 （4.4） （4.5） （4.6） （4.7）式中：将来OD表中的发生交通量；将来OD表中的吸引交通量；将来OD表中的交通生成量；小区的第次计算发生增长系数；小区的第次计算吸引增长系数；任意给定的误差常数。底特律法是假设，小区间交通分布量的增长系数与小区出行发生量和小区出行吸引量增长系数之积成正比，与全规划区出行生成总量的增长系数成反比，即： （4.8）4.2计算过程设定

15、收敛标准为，现状OD表见表3.1，将来的发生与吸引交通量见表3-5。（1）求发生交通量增长系数和吸引交通量增长系数。（2）第1次近似：。 计算后的结果见表4.1。表4.1 第一次迭代计算OD表（万次）OD小区A小区B小区C小区D小区E合计小区A0.00073.97989.235109.81467.507340.535小区B89.4630.00077.71584.599131.804383.581小区C108.105120.6980.000118.43598.170445.408小区D121.64068.33092.4830.00078.595361.048小区E62.307125.115108

16、.14763.8510.000359.42合计381.515388.122367.580376.699376.0761890.0（3） 重新计算和。（4） 收敛判定。由于和各项系数均大于3%的误差，因此需要继续迭代。（5）第2次近似：。 计算后得表4.2。表4.2 第二次迭代计算OD表（万次）DO小区A小区B小区C小区D小区E合计小区A0.00075.35190.725110.47369.070345.619小区B91.0820.00077.15583.085131.705383.027小区C109.959119.9380.000116.20398.003444.103小区D122.25467

17、.07390.6100.00077.510357.447小区E63.746125.071107.90963.0270.000359.753合计387.041387.433366.399372.788376.2881890.0（6）重新计算和。（7）收敛判定。由于和各项系数误差均小于3%，因此不需要继续迭代。表4.2即为平均增长系数法所求的将来分布交通量。5.交通方式划分 5.1换算基础资料交通方式划分是四阶段法中的第三个阶段。所谓交通方式划分就是出行者出行时选择交通工具的比例，它以居民出行调查的数据为基础，研究人们出行时的交通方式选择行为，建立模型从而预测基础设施或交通服务水平等条件变化时交通

18、方式间交通需求的变化。经调查得知：该地区居民出行方式的比例如表5.1所示。车型分类及车辆折算系数如表5.2所示。表5.1 该地区区居民出行方式（长期保持不变）出行方式自行车公交车出租车单位班车单位小汽车私家车百分比() 15.940.42.916.42.422平均单车载客量（人）15044044满载率100%80%75%90%51%36%表5.2 车型分类及车辆折算系数车型折算系数荷载及功率备注机动车汽车小客车1.0额定座位19座大客车1.5额定座位19座小型货车1.0载质量2吨中型货车1.52吨载质量7吨包括吊车大型货车2.07吨14吨拖挂车3.0包括半挂车、平板拖车集装箱车3.0摩托车1.

19、0包括轻骑、载货摩托车及载货（客）机动三轮车等拖拉机4.0非机动车人畜力车畜力车4.0人力车1.0包括人力三轮车、手推车自行车0.2包括助动车注：交通量换算采用小客车为标准车型。各小区之间交通分布见表4.2。5.2 计算过程按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量，就是用总的出行次数乘以某种出行方式占总出行方式的百分比，除以单车载客量和满载率，然后乘以其车辆折算系数，将不同出行方式折算后的结果求和，即可得到转化后的标准交通量。自行车折算结果：15.9%0.2/1/100%=0.0318万次/日公交车折算结果：40.4%1.5/50/80%=0.0152万次/日出租车折算结果：2.9%

20、1.0/4/75%=0.0097万次/日单位班车折算结果：16.4%1.5/40/90%=0.0068万次/日单位小汽车折算结果：2.4%1/4/51%=0.0118万次/日私家车折算结果：22%1/4/36%=0.1528万次/日对各出行方式折算结果求和：0.0318+0.0152+0.0097+0.0068+0.0118+0.1528=0.228万次/日。5.3 划分结果对不同小区之间的交通量进行折算，得到结果如表5.3中所示：表5.3 标准交通量表DO小区A小区B小区C小区D小区E小区A0.00017.18020.68525.18815.748小区B20.7670.00017.59118

21、.94330.029小区C25.07127.3460.00026.49422.345小区D27.87415.29320.6590.00017.672小区E14.53428.51624.60314.3700.0006.交通分配预测6.1理论知识道路交通系统是一个复杂的综合体。以城市道路交通系统为例，影响交通系统运行状态的主要因素有交通需求、交通社会上以及交通管理措施等，他们之间是相互影响相互作用的。因此，在进行交通规划是，需要充分考虑到各种因素的影响，预测各种交通网络改进方案对流量分布的影响。交通网络分析的核心内容，是分析在特定的外部环境（道路基础设施、交通管理措施、交通控制方案等）下，道路交通

22、流的分布情况。道路交通流分布是出行者对出行路径选择的结果，出行者对出行路径选择的分析主要是通过网络交通流交通分配来实现的。本报告中分别采用最短路交通分配法和容量限制交通分配方法对网络交通流进行分配。最短路交通分配是一种静态的交通分配方法。取路权为常数，假设车辆的平均行驶车速不受交通负荷的影响。每一OD点对的OD量被全部分配在连接该OD点对的最短路线上，其他道路上分配不到交通量。这种方法的优点是计算相当简便，其致命缺点是出行量分布不均匀，出行量全部集中在最短路上。因此，在采用最短路法对交通量进行分配后，又采用容量限制交通分配方法对其进行分配，得到不同结果。与单路径（最短路）分配方法相比，容量限制

23、交通分配方法的优点是克服了单路径分配中流量全部集中于最短路上这一不合理现象，使各条可能的出行路线均分配的交通量。各出行路线的长度不同，决定了它所分配到的流量的大小。6.2计算过程各路段的相关参数如表6.1所示，并且，图6.1为所示地区的交通网络示意图。表6.1 路段的平均行驶时间1-21-42-32-53-63-104-54-75-65-86-96-107-88-99-10零流车速 (km/h)202252544647503841524345444253交通负荷(V/C)0.910.920.660.670.720.730.680.800.790.660.750.710.760.740.66路段

24、长度（km）24566465878467812745638910ACBDE图6.1 交通网络示意图6.2.1路段路阻函数的计算道路交通阻抗函数（简称路阻函数）是指路段行驶时间（交叉口延误）与路段（交叉口）交通负荷之间的函数关系，是交通网络分析的基础。本报告中采用美国联邦公路局路阻函数模型对该区域内道路交通阻抗进行计算。其函数模型为：式中：两交叉口之间的路段行驶时间（min）； 交通量为0时，两交叉口之间的路段行驶时间（min）； 路段机动车交通量（辆/h）； 路段实用通行能力（辆/h）； 、参数，建议取，。根据已知条件对区域内路网路阻进行计算，得到结果如表6.2所示。表6.2 路段的相应路阻路

25、段1214232536310454756586961078899106.00 10.91 5.77 6.67 7.83 5.11 7.20 7.89 11.718.08 11.16 5.33 8.18 10.00 9.06 6.62 12.08 5.93 6.87 8.14 5.32 7.43 8.38 12.39 8.3111.69 5.54 8.59 10.45 9.31 6.2.2容量限制法交通分配在图6.1所示的交通网络中，路段行驶时间见表6.2。预测OD矩阵见表4.2。各OD量作用点之间的最短路线可用寻找最短路的各种方法确定，在本报告中，最短路线如表6.3所示。采用两级分配制，第一次

26、分配OD量的60%，第二次分配40%，每次分配采用最短路法分配模型，每分配一次，路权修正一次。第一级分配：分配率60%。计算各路段的行驶时间。由所给表格可得第一级时间参数初始路阻，如下图所示：图6.2 路段平均行驶时间时间图（min）确定最短路线。根据图6.2计算各OD量作用点间的最短路线可用寻找最短路的各种方法确定，最短路线如表6.3所示：表6.3 最短路线OD点对最短路线节点号OD点对最短路线节点号A-B1-2-3C-D7-8-9A-C1-4-7C-E7-8-9-10A-D1-2-3-10-9D-A9-10-3-2-1A-E1-2-3-10D-B9-10-3B-A3-2-1D-C9-8-7

27、B-C3-2-5-4-7D-E9-10B-D3-10-9E-A10-3-2-1B-E3-10E-B10-3C-A7-4-1E-C10-9-8-7C-B7-4-5-2-3E-D10-9第一级分配结果：采用最短路径（全有全无）分配方式在个OD点对最短路径上分布，累加结果如下图：图6.3 第一级分配交通量分布图（万辆/日）第二级分配：分配率40%第二级分配的路段平均行驶时间，如下图所示：图6.4 路段平均行驶时间图（min）确定最短路径。根据新的路阻确定各个OD点对之间的最佳路线如下表：表6.4 最短路线OD点对最短路线节点号OD点对最短路线节点号A-B1-2-3C-D7-8-9A-C1-4-7C-

28、E7-8-9-10A-D1-2-3-10-9D-A9-10-3-2-1A-E1-2-3-10D-B9-10-3B-A3-2-1D-C9-8-7B-C3-2-5-4-7D-E9-10B-D3-10-9E-A10-3-2-1B-E3-10E-B10-3C-A7-4-1E-C10-9-8-7C-B7-4-5-2-3E-D10-9第二级分配结果：采用最短路径（全有全无）分配方式在各个OD点对最短路径上分布，将各OD点对的OD量分配到该OD点对相对应的最短路线上，并进行累加，累加结果如下图：图6.5 第二级分配交通量分布图（万辆/日）综合上述两级交通分配，在进行累加可得出道路分配总的交通量情况，如下图：

29、图6.6 分配交通量（万量/日）6.3预测结果对不同小区间的交通量分别进行分配，最终得到结果见图6.7所示。图6.7 分配交通量7.设计小结7.1设计过程中碰到的问题及解决办法在这次的城市交通规划课程设计中，我首先遇到的困难的是各种方法的选择和使用，交通需求预测的四个步骤最难的是交通分布预测和交通分配预测，在开始之前我花费了一天多的时间把课本上关于交通预测交通分配的知识全部看了一遍，基本上掌握了课程设计要用的计算方法和理论。在整个课程设计中我认为第一步的交通生成预测相对较简单。第二步的交通分布预测有一定的困难，我认为平均增长系数法我用的较为熟练，所以我就用了平均增长系数法，在第一步计算出交通发

30、生与吸引预测后，参考了课本的相关知识来计算，经过两次迭代算出的交通分布预测结果符合要求，得到了所需的结果数据。我觉得交通方式划分预测是最难得部分，课本中没有相关的参考例题，在这一步的计算中我感到很难，所以我就问了同学，学习了别人的方法，然后自己结合理解，考设计任务书中的数据得出了计算方法：总的出行次数乘以某种出行方式占总出行方式的百分比，除以单车载客量和满载率，然后乘以其车辆折算系数，将不同出行方式折算后的结果求和，即可得到转化后的标准交通量。交通分配预测的过程我感到十分的麻烦，也是最后的一步。在我认真的看过课本后，我认为最短路法较简单，计算方便，于是我就选用了最短路法对交通分配预测，算过后又

31、采用多路径交通分配法再一次进行交通分配预测，最终得到了所需要的计算结果。7.2对城市交通规划及交通需求预测的认识及看法城市交通规划是城市发展必不可少、不可或缺的一部分，良好的城市交通规划可以帮助城市交通体系更加健康、快速的运行，提高出行效率，减少行驶延误，对于缓解城市交通问题具有主导型的作用。在城市交通规划中首先要调查现状资料，根据现状资料进行交通现状分析，分析交通现状存在的问题；其次要进行交通需求预测，因为规划是以为来年为目标的，要规划未来的交通必须要有较为准确的未来年交通数据，但未来年的数据无法直接通过调查活的，因此只能依靠数学计算方法进行预测。正是因为这一点掌握交通需求预测是我们交通人的

32、必备技能，只有掌握了交通需求预测才能更好的进行交通规划。7.3设计收获及感想体会一周的交通规划课程设计顺利结束了。其中有许多的困难和疑问，都是自己看书理解或向同学请教弄明白的，在这次课程设计中学到了许多，同时也巩固了在课堂上学的知识，也是对专业知识的深层的理解，有助于我们对所学专业的了解。本次设计主要任务是根据交通需求预测四步骤的基本理论，结合所给数据，对某地区的道路网进行交通需求预测。本次课程设计的目的是通过具体的计算操作，使我们系统全面的掌握交通规划的一般方法和过程，培养灵活运用理论知识的能力。在这次交通规划课程设计中，我们将课本知识结合所给的数据进行理解实践，充分掌握了交通规划过程四阶段

33、的基本理论方法，进一步掌握了关于交通量预测、交通分布预测、交通方式划分以及交通分配的具体方法。在此之前，我们经历了一个学期的学习，已经学习了交通规划课程中的相关理论知识，所以并不能很扎实的掌握其中的要点。但是通过这次设计，我们将课本知识完全串联起来应用于实际的设计计算，结合书本不同章节的要点，将课本知识转化成我们课程设计的成果。这也是对课本知识的深层的理解，有助于我们深刻的理解课本知识，同时也算是把所学的专业知识和实际相联系，把理论知识用到实际情况中，也是多我们所学知识的一种检验。增加了我们对专业的了解和兴趣，我想这样的课程设计对我们是很有用处的，对我们以后的就业也会有很大的帮助。所以在这次课程设计中我做的很认真，自己独立的完成了所有的任务，总的来说这学期的课程设计与规划课程让我收获颇丰。参考文献1 王炜. 交通规划M. 北京，人民交通出版社，2007.2 邵春福. 交通规划原理M. 北京：中国铁道出版社，2004.3 王炜. 道路交通工程系统分析方法M. 北京：人民交通出版社，2004.4 陆化普. 交通规划模型与方法M. 北京：清华大学出版社，1998.5 王万鑫. 基于城市规划、土地开发和交通规划的交通需求预测J，2001. 6 马凯. 交通规划四阶段法在物流需求预测中的应用J. 重庆交通大学学报，2009.