交通运输系统规划课程设计.doc

。分类编号经济管理学院交通运输系统规划课程设计12级交通运输专业河北科技大学 2015年 11 月 29 日-可编辑修改-交通运输系统规划课程设计任务书一、 题目：交通运输系统规划设计二、 指导教师：惠红旗 穆莉英三、 设计要点：（一）、设计内容1、交通现状分析；2、人口、经济及交通量预测；3、交通分布、交通分配预测；4、对预测结果进行分析。（二）、计算方法：1、交通量预测（1）、发生：利用现状各交通分区人口数量与调查的现状出行产生量进行分析，得出交通发生量的预测模型（如多元线性回归模型）。（2）、吸引：根据现状调查不同的出行目的的比例和影响出行的各类土地面积，得到不同土地利用类型的出行吸引率，从而得到规划年的各交通分区的交通吸引量（如多元线性回归模型）。2、交通分布预测：采用双约束重力模型或福来特法（或其他方法）进行交通分布预测。3、交通分配：如采用全有全无法进行交通分配预测。（三）、提交文件及图纸计算书一份，内容包括：1、 交通发生、吸引、分布的表格2、 计算过程3、 对现状和预测结果的分析。要求设计报告内容完整，计算数据准确，图表规范，步骤清晰。报告采用A4纸打印、装订。-可编辑修改-附录：设计资料1、交通分区图如下：765123842、现状情况表表1 现状土地利用、人口情况表小区编号居民用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）人口1052.163115.88925.522309880229.098283.381517.332418.8337019510333.293119.014476.411112.9775.766821100467.59916.562312.624512.1022226569.2672145.85671.42426.3633032436676.143883.433400039403776.6804167.562300049336890.5516177.241818.34664.6012061948-可编辑修改-3、预测年份情况表 表2预测年份土地利用、人口情况表小区编号居民用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）人口1110.653851.182115.26795.5583038416249.018283.45157.897428.8677028510384.691029.013729.438921.98871.722151334496.378220.50832.62372.1793045400587.5143160.87641.42423.3616035600644.923128.43340002340070167.562300010000877.9590177.125710.34224.60120653454、现状OD表表3 交通小区现状OD表小区编号12345678合计1277674716154623424301361298838513239211527710493330591610139131542369316901178758572438335040517928436354422140593495641792391224734065585155110402562214071379280317987682347588286548363691898339427249111276785836785171069125019284065544241167416713257207781201914897140901171480458411624154291610合计88244103077127017619639042561142161532093473398-可编辑修改-5、各个小区之间的距离表：表4 小区间距离表1234567815001548.5593223.0245244.063754.1682027.5824107.7923098.77421548.5595001685.8043698.0242930.4553340.335602.2753658.12533223.0241685.8045002027.543150.2424905.6537188.2544596.63345244.063698.0242027.545004030.0326760.2619204.2056343.0653754.1682930.4553150.2424030.0325003777.9767605.6036546.6562027.5823340.334905.6536760.2613777.9765004253.5065090.28274107.7925602.2757188.2549204.2057605.6034253.5065003909.86283098.7743658.1254596.6336343.066546.655090.2823909.8625006土地类型出行吸引率表表5土地类型出行吸引率表（次/公顷）土地类型居住工业（仓储）商业设施政府团体旅游、体育吸引率1001203900350020目录【摘要】1【关键字】11.引言11.1背景11.2交通现状分析21.3交通影响区的划分的基础上完成主要节点的设定62 人口出行预测63 出行吸引预测74交通分布预测104.1交通小区现状114.2 用弗莱特法求出规划年OD矩阵125.交通流分配155.1确定小区之间的最短路155.2最短路分配方法166.参考文献20附录21-可编辑修改-【摘要】要建设好城市，必须有一个统一的、科学的城市规划，并严格按照规划来进行建设。城市规划是一项系统性、科学性，政策性和区域性很强的工作。它要预见并合理地确定城市的发展方向、规模和布局，作好环境预测和评价，协调各方面在发展中的关系，统筹安排各项建设，使整个城市的建设和发展，达到技术先进、经济合理、“骨、肉”协调、坏境优美的综合效果，为城市人民的居住、劳动、学习、交通、休息以及各种社会活动创造良好条件。本次课程设计就是运用交通运输系统规划中合理进行交通分配的方法，根据现有的交通运输网络和交通量，选择行进路线，把各种交通方式的出行分布量具体地分配到各个路线上。首先根据交通网络图选择八个交通小区为节点，画出交通网络图。根据所得的交通网络图得到邻接矩阵、邻接目录表和阻抗矩阵。这些都是对交通网络的数学描述。其次再根据城市交通的OD量，使用最短路分配法分配到各条线路上去。最后对城市各个交通小区的交通现状及规划年的交通状况进行分析，为城市的道路规划提供指导。【关键字】交通运输 系统规划 交通分配1.引言1.1背景当今世界上人类的居住形式可以大体分为城市和乡村两大类，城市是非农业人口和非农业集聚的地区，城市具有独特的居住和社会组织特征。城市是人类有史以来最集约的土地使用形式。城市虽然之占用了地球表面很小的面积，但是，却高度集中了大量的人口和社会经济活动，它是人类物质财富和精神财富生产、传播和扩散的中心。城市具有严密的组织结构。如果把家庭城市和社会的基本细胞，作为一个简单的系统，那么，一个城市就是一个复杂的系统。推动城市发展的因素很多，有很多来自自然界的，更有来自社会、政治、经济、文化、工程技术等方面的。城市是人类对于自然界干预最强烈的地方，它是一种不完全的、脆弱的生态环境，也是受自然环境的反馈作用最敏感的地方。因此，城市中的各个环节都需要协调发展。城市是巨量物质财富和精神财富集聚之地，是历史发展的产物，它的发展具有很大的不确定性，但它又具有自身的客观规律。另一方面，人们对于城市发展的过程也并非无能为力，人类对于城市发展过程进行调控的重要手段之一就是城市规划。探索城市发展的客观规律，妥善运用城市规划等调控手段，引导城市合理发展，是城市政府的重要职责。在漫长的城市发展历史中，人类逐渐认识到必须综合安排城市的各项功能与活动，必须妥善布置城市的各类用地与空间，改善自己的居住生活环境，满足生产、生活及安全的需要，因此，城市规划科学应运而生。而城市交通问题一直是世界各国大城市规划关注的焦点，在城市社会经济发展的各个阶段，大城市总是面临种种不同的交通问题，随着我国社会经济的持续快速发展，城市化进程的加快以及机动车总量的增长，大中城市的交通拥挤矛盾也日益突出，交通拥挤已经成为制约城市社会经济发展的一个重要因素。面对即将到来的私人小汽车的发展浪潮，城市交通将面临更加严峻的挑战。城市交通系统是一个由人、货、车、路和环境组成的相当复杂的动态系统。因此解决城市交通问题必须采用综合的对策，即通过制定城市交通发展战略与综合交通规划来实现城市交通的可持续发展。1.2交通现状分析结合附表中的表1和表2，对现年和预测年土地利用，人口情况进行分析居住用地对比表（单位：公顷）小区编号12345678现年029.098233.293167.59969.267276.143876.680490.5516预测年110.653849.018284.69196.378287.514344.9231077.959. 从对比图可以得出，1号、2号、3号、4号、5号小区居民用地增长明显，6号、7号、8号小区居民用地面积减少。总体来说，居民用地从西北部向东南部靠拢。工业仓储用地对比表（单位：公顷）小区编号12345678现年52.163183.381519.014416.5623145.856783.4334167.5623177.2418预测年51.182183.451529.013720.5083160.876428.4334167.5623177.1257从对比图可以得出，1号、2号、4号、7号、8号小区工业仓储用地面积变化不大，趋于稳定；3号小区工业仓储用地有明显增幅，5号小区工业仓储用地略有增幅，6号小区工业仓储用地有大幅度减少。总体来说，变化不大。商业设施用地对比表（单位：公顷）小区编号12345678现年15.88917.332476.411112.62451.42420018.3466预测年15.26797.897429.43892.62371.42420010.3422从对比图可以得出，2号、3号、4号、8号小区商业设施用地面积大幅度减少，1号、5号小区商业设施用地面积变化不大。总体来说，小区商业发展缓慢。政府团体用地对比表（单位：公顷）小区编号12345678现年25.522318.833712.97712.16.3633004.6012预测年5.558328.867721.98872.17933.3616004.6012从对比图可以得出，1号、4号、5号小区政府团体用地面积大幅度减小，2号、3号小区政府团体用地面积增幅明显，8号小区变化不大。总体来说，政府团体向2号、3号小区靠拢，2号、3号小区将会成为政治文化中心。旅游体育用地对比表（单位：公顷）小区编号12345678现年005.766800000预测年001.722100000从对比图可以得出，3号小区旅游体育用地面积明显减小，其余小区现在及未来并未规划旅游体育用地。总体来说，旅游体育中心还是在3号小区，但是发展缓慢，将来可能会出现用地紧张现象。人口对比表（单位：人）小区编号12345678现年988019510211002222632436394034933661948预测年3841628510513344540035600234001000065345从对比图可以得出，1号、3号。4号小区人口增长明显，2号、5号、8号小区人口略有增长，6号、7号小区减幅明显。总体来说，人口呈增长趋势。1.3交通影响区的划分的基础上完成主要节点的设定为了方便对交通网络的数学处理，把交通网络抽象化，用图论的方法进行抽象。把交通网络中的出行生成点，线路交叉点看作是图的节点，把任意两个节点的线路看成是图的边。将一些次要路段和交叉点忽略掉，简化交通网络图。交通线路就是双向交通线路，图1-1表示交通分布图被抽象后的网络图。78312645图1-12 人口出行预测利用现状各交通小区人口数量与调查的现状出行产生量进行回归分析，得到出行产生量预测模型如下：Y=0.995X+27348.56式中 Y 出行产生量（次） X 各交通小区的人口数量（人） 预测年人口表（X矩阵）小区编号12345678预测年人口3841628510513344540035600234001000065345则： 小区1 Y(1)=0.995X(1)+ 27348.56 =0.99538416+27348.56=65572.48小区2 Y(2)=0.995X(2)+ 27348.56 =0.99528510+27348.56=55716.01 小区3 Y(3)=0.995X(3)+ 27348.56 =0.99551334+27348.56=78425.89 小区4 Y(4)=0.995X(4)+ 27348.56 =0.99545400+27348.56=72521.56小区5 Y(5)=0.995X(5)+ 27348.56 =0.99535600+27348.56=62770.56 小区6 Y(6)=0.995X(6)+ 27348.56 =0.99523400+27348.56=50631.56小区7 Y(7)=0.995X(7)+ 27348.56 =0.995100000+27348.56=37298.56 小区8 Y(8)=0.995X(8)+ 27348.56 =0.995100000+27348.56=92366.835得：人口出行预测表小区编号预测年人口（X矩阵）预测年出行产生预测（Y矩阵）13841665572.4822851055716.0135133478425.8944540072521.5653560062770.5662340050631.5671000037298.5686534592366.8353 出行吸引预测根据对该区域现状居民出行调查可知，居住用地、工业（含仓储）用地、商业设施用地、政府团体用地和旅游、体育用地是主要的出行吸引源。根据现状调查不同出行目的的比例和影响出行的各类用地面积，得到土地利用类型的出行吸引表(如下表)土地类型出行吸引率表（次/公顷）土地类型居住工业（仓储）商业设施政府团体旅游、体育吸引率1001203900350020利用预测年吸引交通量公式：吸引交通量=（土地类型出行吸引率土地类型面积） 预测年份土地利用表（X矩阵）小区编号居民用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）1110.653851.182115.26795.55830249.018283.45157.897428.86770384.691029.013729.438921.98871.7221496.378220.50832.62372.17930587.5143160.87641.42423.36160644.923128.433400070167.5623000877.9590177.125710.34224.60120则可以得出出行吸引交通量表：小区编号12345678预测年出行吸引（Y矩阵）96206.092146752.81203757.34629958.79645376.5787904.31820107.47685489.764 出行吸引交通量表（Y矩阵）结合人口出行预测表以及出行吸引交通量表得到利用模型预测的未来OD表。（如下表）。 OD12345678165572.48255716.01378425.89472521.56562770.56650631.56737298.56892366.8496206.092146752.81203757.34629958.79645376.5787904.31820107.47685489.764结合以上得到的OD矩阵，对和进行计算： =O1+O2+O3+O4+O5+O6+O7=515303.455 =D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7=635553.18通过计算，所以要进行调整：f=635553.18515303.455=1.233357利用公式：=f =f=65572.481.233357=80874 =f=155716.011.233357=68718 =f=78425.891.233357=96727 =f=72521.561.233357=89445 =f=62770.561.233357=77419 =f=50631.561.233357=62447 =f=37298.561.233357=46002 =f=92366.841.233357=113921调整后的矩阵（如下表）：小区编号123456788087468718 96727 89445 77419 62447 46002 113921 经调整后的OD表（如下表）：od12345678180874 268718 396727 489445 577419 662447 746002 8113921 96206 146753 203757 29959 45377 7904 20107 85490 4交通分布预测交通分布预测就是根据预测的各交通小区产生量和吸引量，确定各交通小区之间的出行分布量，即计算未来预测年居民出行量OD表中的各元素值。交通分布预测的常用模型主要有增长系数模型、重力模型和概率模型。增长系数法假定现在和将来交通分布的模式变化不大，并基于各小区交通生成量和吸引量的增长率，利用现状的OD直接预测未来的OD。此方法简单、方便，但当交通分布变化时，误差较大。概率模型法是将交通小区的生成量以一定的概率分布到吸引区的方法。这是一种以出行个体效用最大为目标的非集合优化模型，从理论上讲是一种更为精确、合理的方法。但事实上，这种模型结构复杂，需要样本量极大，难于求解和标定。重力模型法基于引力定律，假设交通小区i、j之间的交通分布量与交通小区i的产生量、交通小区j的吸引量成正比，与交通小区i、j之间的交通阻抗系数成反比。根据约束条件情况又可分为无约束、单约束、双约束重力模型。此法综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出行时间、距离的阻碍因素，虽然计算复杂，但精度较高。本规划要求采用双约束引力模型或弗莱特法进行交通分布预测，在这里我们运用弗莱特法进行交通分布预测。弗莱特法的模型是：（1） 佛莱特认为，与i区出行量中j区的“相对吸引增长率”成正比。由于规划年从i区产生的出行量被j区吸引去的出行量为，因此，这个相对吸引增长率为：式是 式4-1（2）还认为：也应与i区规划年的产生量成正比；（3）综上两点，得 式4-2其中，被称为小区i的位置系数或L系数。 式4-34.1交通小区现状由于计算的是现状的参数，所以计算中用的使用现状的OD表中的数据。表3 交通小区现状OD表 表4-1小区编号12345678合计1277674716154623424301361298838513239211527710493330591610139131542369316901178758572438335040517928436354422140593495641792391224734065585155110402562214071379280317987682347588286548363691898339427249111276785836785171069125019284065544241167416713257207781201914897140901171480458411624154291610合计88244103077127017619639042561142161532093473398、规划年产生量和吸引量数据表 表4-2小区编号180874 96206 268718 146753 396727 203757 489445 29959 577419 45377 662447 7904 746002 20107 8113921 85490 4.2 用弗莱特法求出规划年OD矩阵（1）用式4-3，表4-1，表4-2计算第0次位置系数，结果如表4-3.第0次位置系数表 表4-3小区L产生位置系数吸引位置系数10.8585020750.61228379820.7526867070.82858125830.5515746760.81728592440.5401986370.69205563950.7053970230.977474360.77169360.76928339970.6905756150.74466568581.2852700650.528270395（2）用式4-2进行第一次迭代，其值如表4-4所示 第一次迭代结果表4-4小区编号12345678152673 116 449 4594 4736 1054 584 13849 78056 25482 27891 21585 19 455 165 12095 4492 72182 327956 3860 14255 176 675 75 572 72457 120025 4433 18851 52812 19030 262 16 414 10198 102017 513328 40394 24995 2029 3607 280 791 6923 92349 64239 6430 21594 1351 22458 111 5065 1101 62349 75338 16314 20871 1227 2258 108 71 1617 47804 814776 23916 25487 638 1940 7281 1704 4632 80373 124224 137773 182049 29063 36390 9091 21296 115269 655155 从表4-4中可见，第一次迭代值的行和列的小计与表4-2中规划年的产生量，吸引量还有一些差别，要继续进行迭代。（3）用式4-3，表4-2,表4-4，计算第1次位置系数，结果如表4-5 第1次位置系数表 表4-5小区L产生位置系数吸引位置系数11.2234478221.00018351720.9808214971.01144947531.2363115821.02505798940.9495545551.08676336150.9820134080.99555948160.8984937270.75166051370.9501571261.00628504681.0059855821.141425071（4）用式4-2进行第二次迭代，其值如表4-6所示 第二次迭代结果表4-6小区编号12345678142749 130 527 4962 6189 960 578 10764 66860 24026 28173 22910 18 538 136 10830 3159 69791 319728 3747 14538 165 767 59 492 48966 88463 4300 17925 52766 17511 291 13 349 6752 95907 58556 35666 23190 1734 3729 202 619 4256 77952 62713 5660 19973 1151 23141 80 3952 675 57344 73892 16359 21990 1191 2650 88 63 1129 47361 817415 38769 43414 1001 3681 9634 2448 5228 121590 99379 146429 199308 27733 40986 11173 19331 80929 625269 从表4-4中可见，第二次迭代值的行和列的小计与表4-2中规划年的产生量，吸引量还有一些差别，要继续进行迭代。同理，在经过第六次迭代以后，迭代值的行和列的小计与表4-2中规划年的产生量，吸引量中的值基本一致。收敛误差基本小于1%，结果见表4-7，所以此表即为所求的的规划年的出行分布预测。 第六次迭代结果 表4-7小区编号12345678147781 180 742 7209 8477 924 801 13576 79691 23238 28140 23218 19 530 94 10793 2867 68899 319018 4485 17659 207 907 49 587 53266 96179 4224 16623 49649 16997 266 8 323 5689 89780 57034 36413 24021 1853 3757 143 631 3948 77800 62391 6194 22177 1318 24992 61 4315 671 62119 73099 16178 22064 1232 2586 61 62 1014 46297 813887 38394 43621 1037 3597 6613 2419 4704 114273 96672 146608 203151 29873 45112 7952 19931 85737 635037 5.交通流分配交通分配就是已知小区间的各种交通方式的出行分布量，具体地确定它们所选用的的路线，把各个小区之间的各种交通方式的出行分布量具体地分配到各条线路上去的过程。根据交通阻抗确定各条交通线路上的通行时间。交通作用点为1、2、3、4、5、6、7、8八个交通节点。5.1确定小区之间的最短路各个小区之间的距离表 小区间距离 表5-11234567815001548.5593223.0245244.063754.1682027.5824107.7923098.77421548.5595001685.8043698.0242930.4553340.335602.2753658.12533223.0241685.8045002027.543150.2424905.6537188.2544596.63345244.063698.0242027.545004030.0326760.2619204.2056343.0653754.1682930.4553150.2424030.0325003777.9767605.6036546.6562027.5823340.334905.6536760.2613777.9765004253.5065090.28274107.7925602.2757188.2549204.2057605.6034253.5065003909.86283098.7743658.1254596.6336343.066546.655090.2823909.862500用最短路法确定由小区i到小区j的最短路线为：OD点对最短路线节点号OD点对最短路线节