交通规划课程设计.docx
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1、交通规划课程设计 Course Exercise in Traffic Planning 第一部分5一北部新区概述51.北部新区简介5第二部分6二人口预测61.罗吉斯曲线预测模型(生长理论曲线)62.模型性质63.参数估计74.北部新区人口预测8第三部分11三经济指标(GDP)预测111.北部新区GDP预测112.预测精度检验13第四部分14四交通小区划分141. 交通小区划分的目的142. 交通小区划分的原则153.北部新区小区划分154.城市社会经济及土地利用基础资料收集17(1)城市社会经济基础资料17(2)城市土地利用基础资料收集185.交通规划基本流程196.四阶段法原理19第五部分
2、20五交通的发生与吸引20概述202.发生于吸引交通量的影响因素21(1)土地利用21(2)家庭规模和人员的构成22(3)年龄、性别22(4)汽车保有率22(5)自由时间22(6)职业和工种22(7)外出率22(8)企业规模、性质22(9)家庭收入22(10)其他223.生成交通量的预测22(1)原单位法24现状人口分配26原单位法预测规划年交通量27第六部分30六交通分布30概述302.现状OD表的推算31(1)重力模型法(乌尔希斯单约束重力模型法)手算法31(2)重力模型法transcad算法35(3)比例分配法363.交通量分布37(1)求发生交通量增长系数和吸引交通量增长系数38(2)
3、第一次近似求解38(3)重新计算和40(4) 收敛判定40(5)第二次近似求解,得:41(6)重新计算和43(7)收敛判定43(8)绘制交通量分布的期望线图。44第七部分44七交通方式划分44交通方式选择的影响因素44(1)交通特性45交通方式选择的程序及划分率45(1)交通方式选择的程序45(1)交通方式的划分率47第八部分52八交通流分配521.现状路网及简化图522.未来出行OD矩阵表(pcu)523.交通流分配概述524.交通流分配原理及方法53(1)用户均衡分配(User Equilibrium Assignment)53(2)用户均衡问题的解法55(3) transcad交通分配5
4、6第九部分58九交通规划评价58第十部分59附表一:六大交通小区原始资料表59附表二:各种交通方式现状OD表分担61附表三:Transcad交通规划图62附表四:TranscadUE模型交通分配生成程序66第一部分一北部新区概述1.北部新区简介重庆北部新区于2000年12月18日设立,2001年4月25日挂牌成立,将建成以高新技术产业为基础的现代产业基地、都市发达经济圈的核心增长极和都市风貌展示区。设立北部新区是重庆直辖市发展开放型经济、实施西部大开发、做大经济总量、提升经济结构、推进城镇化、建设全面小康示范区的重大战略决策,是加快推进富民兴渝、努力建成长江上游经济中心、全面建设小康社会的重大
5、战略举措。高起点、高标准、高质量建成一个中国西部一流开发区,发挥其示范、带动和窗口作用,是重庆3100万各族人民的共同心愿和坚强决心。2003年7月以来,重庆市政府批准了北部新区总体规划完善方案和北部新区开发建设上档提速工作方案,召开了北部新区开发建设上档提速动员大会,要求“举全市之力”推动开发建设上档提速、加快发展。图1 北部新区概貌北部新区位于重庆主城区,北靠国际空港,南临重庆中央商务区,西依嘉陵江,东接长江黄金水道,紧临重庆保税港区,具有中国西部唯一的集水运、航空、公路、铁路于一体的立体交通运输网络优势,俗称重庆副中心。寸滩港是一个拥有100万集装箱、50万滚装船及其他的散货码头,是西部
6、12省最大的港口,3000吨级船队可由长江溯江至寸滩港。中国首个内陆保税港区-重庆保税港区采取水港+空港模式,是一个一区双功能的内陆型保税港区。重庆最大的火车站-龙头寺火车站在此建成使用,有八条铁路从这里通向全国,是中国西部南北、东西公路大通道交汇枢纽。第二部分二人口预测1.罗吉斯曲线预测模型(生长理论曲线)罗吉斯曲线是由比利时数学家维哈尔斯特(P.F.Veihulot)在研究人口增长规律时提出来的,它又称为“生长理论曲线”。罗吉斯曲线预测模型为:或式中k,a,b为参数,t为历年来统计数据的时间。2.模型性质对求一阶导数,有:对求一阶导数,有:并令=0,可求得曲线的拐点位置为:曲线过此点由向上
7、凸变为向下凹。当时,由于,故,此时为增函数,即随着t的增加而增大。在点出现转折,的增长率由逐渐增大变为逐渐减小。当时,;当;。故都是该曲线的渐近线,如下图所示,它的图形为一条S形曲线,且关于拐点对称。 图2 罗吉斯曲线图3.参数估计由于罗吉斯曲线的倒数是修正指数曲线,因此,仿照修正指数曲线估计参数的方法,可得b,a,k的计算公式:其中,n统计数据年总数的;,分别为总数据三等分后一、二、三部分之和。若为小数时,可乘以10的适当次方数化为整数,以便于计算。同时,由修正指数曲线预测模型的特点可知,罗吉斯曲线预测模型的特征是:其导数一阶差分的环比为一常数。故当时间序列的倒数的一阶差分环比近似为一常数时
8、,可使用罗吉斯曲线预测模型来预测相关的量。4.北部新区人口预测 通过所给的关于北部新区的相关资料,我们可以发现:在资料里面不仅没有现状的(2010年)整个北部新区的总人口,同时也没有相关交通中区的人口资料。一般而言,如果没有给出具体的人口资料,而在计算过程中如果需要人口的话可以采取如下的办法处理:(1)查出全区历年的总GDP和人均GDP,则人口数大致可以表示为,然后再把总人口按照一定的指标通过比例分配法分配到划分的交通小区上,从而得到现状各交通小区的人口。(2)计算出各个交通小区的总出行次数,并求出各个区域的单位出行率(每人每天的平均出行次数),那么每个小区常住人口大致可以表示为。然而问题偏偏
9、出现与此;:假如采取第一种办法,那么在重庆统计年鉴上不能查出人均GDP,人口无法计算;若采用第二种方法,那么大重庆的出行原单位根本没有统计数据,更是难于计算。从上面概述中我们可以看出,北部新区的定位很高,它同九大主城区的定位很相似。同时再分析九大主城区的人口资料,我们可以发现一个规律:九大主城区的人口相差并不大,除个别地区人口很多之外,其余的区域人口都很相近,特别是九大主城区的人口增长模式太为相近。因此,我们首先采用罗吉斯曲线预测模型来分析九大主城区的人口增长规律。主城九大区人口统计(万人)人口资料渝中区大渡口区江北区沙坪坝区九龙坡区南岸区北碚区渝北区巴南区2005年59.9421.6149.
10、5773.9178.3954.5165.2287.7286.192006年60.1321.9850.2274.6578.8955.6765.3890.1886.612007年60.1622.4051.5375.4179.4256.6365.0492.7387.192008年59.5622.8952.6576.1479.9157.5964.0295.4987.232009年58.5023.2753.5476.7080.6258.3763.5898.4887.502010年57.2623.6954.6179.0882.2460.7963.50102.4788.30表3 九大主城区人口资料(2005
11、-2010年)先筛选两个最符合罗吉斯曲线预测模型的主城区的人口来进行分析,分别为江北区和南岸区。通过2005年道2010年6年的数据资料,列出表格,根据上述罗吉斯曲线预测模型的计算公式分别计算出(人口的倒数,这里人口的倒数算出来是一个小数,因此在这里乘上10000扩大成整数便于计算)、一阶差分、一阶差分环比、,计算出江北区和南岸区的人口增长函数,同时并预测历年来的人口,计算出误差。由如下表所示,可以看出:罗吉斯曲线预测模型预测的误差很小,精确度大,因此可以采用罗吉斯曲线预测模型来预测将来的人口发展趋势。年份年次(t)人口(万人)10000一阶差分一阶差分环比预测人口(万人)误差(%)20050
12、49.57201.7400.849.26-0.602006150.22199.1-2.6150.530.602007251.53194.1-5.061.93938451.780.502008352.65189.9-4.130.81652.960.5820094186.8-3.160.765369.954.08102010554.61183.1-3.661.15955.122011656.182012757.142013857.892014958.9120151059.7358.65表4 罗吉斯曲线预测模型江北区人口预测2015年北部新区规划人口江北区人口增长函数为:年份年次(t)人口(万人)1
13、0000一阶差分一阶差分环比预测人口(万人)误差(%)2005054.51183.5363.154.60.172006155.67179.6-3.8255.56-0.22007256.63176.6-3.050.797350.256.57-0.112008357.59173.6-2.940.96757.670.1420094171.3-2.320.788335.858.890.892010560.79164.5-6.822.93960.240.92011661.732012763.42013865.262014967.3420151069.7358.65表4 罗吉斯曲线预测模型南岸区人口预测2
14、015年北部新区规划人口南岸区人口增长函数为:查阅相关资料可知,北部新区2010年基准年人口大约在50-55万人左右。由于没有具体的人口资料,因此在这里作出假设如下: 假设北部新区的人口增长规律符合上述江北区人口增长规律;由北部新区2015年规划人口58.65万并对应江北区和南岸区2015年预测人口可知,采用罗吉斯曲线预测模型预测2015年的人口只有江北区人口59.73万和北部新区2015年规划人口58.65万最为接近。因此假设北部新区的人口增长模型就为江北区的人口增长模型,增长函数为江北区人口增长函数为:,采用此函数预测北部新区基准年人口为55.12万,见表5所示。年份(年)预测人口(万人)
15、2005年49.262006年50.532007年51.782008年52.962009年54.082010年55.122011年56.182012年57.142013年57.892014年58.912015年59.73(58.65规划人口)表5 北部新区预测人口图6 北部新区人口趋势图第三部分三经济指标(GDP)预测1.北部新区GDP预测查北部新区统计年鉴,仅仅得到2008年和2009年的统计指标。我们都知道,两年的数据是不能进行拟合和预测的,即使能,则预测出来的误差会相当的大。考虑到这一点,可以采取同预测人口一样的办法。九大主城区GDP统计(万元) 渝北区渝中区大渡口区江北区沙坪坝区九龙坡
16、区南岸区巴南区北部新区2005年14532092406601697696133720216322882704107115599010088982006年18310732432268772504151418319304563152317129800011632322007年24545982794987938924179794722963613745555156800420440783853586(推算值)2008年301803232621451424305219131127117754313005225801517556092009年4594015468364014956223253546347
17、69475000291300150124333392010年57363505530269177213639139474195406589584635122803087180表7 九大主城区GDP统计指标查看九大主城区的经济指标,发现只有渝北区和渝中区两区的经济发展与北部新区的有相似之处。通过这一点,我们便有了相应的思路:同预测北部新区人口一样,先求出渝北区和渝中区两区的GDP发展趋势曲线,并选取相应的曲线拟合,得到两张较精确的二元回归拟合曲线表,见表图8 渝北区GDP发展趋势及拟合曲线渝北区GDP拟合函数为:,其中图9 渝中区GDP发展趋势及拟合曲线渝中区GDP拟合函数为:,其中通过渝北区GD
18、P拟合函数计算北部新区2015年GDP,得 通过渝中区GDP拟合函数计算北部新区2015年GDP,得到 假设北部新区2015年地区GDP为渝北区和渝中区两者预测值的平均值。故北部新区2015年GDP总值为:2.预测精度检验通过北部新区2008年和2009年的经济增长率,我们假设:北部新区的经济增长率每年保持17%不变。从而可以计算出北部新区2015年的GDP指标,为:,误差为。故最终北部新区的GDP值为:三区经济预测(万元)渝中区渝北区 北部新区2007年2794987245459838535862008年3262145301803245827352009年468364045940155449
19、8492010年5530269573635063763232011年6574881717043874602982012年7816811896304787285492013年929332811203809102124022014年1104874514004761119485112015年131357421750595113979758表10 三区经济发展表图11 三区经济发展趋势图第四部分四交通小区划分1. 交通小区划分的目的进行道路交通规划时需要全面了解交通源及交通源之间的交通流,但交通源一般是大量的,不可能对每个交通源进行单独研究。因此在道路交通规划研究过程中,需要将交通源合并成若干个小区,
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