交通规划课程设计——四阶段需求预测.doc
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《交通规划》课程设计 ———四阶段法交通需求预测 姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师： 邯郸市某道路网络如图所示。交通节点1、3、7、9分别为A、B、C、D四个交通区的作用点，边线上的数据为路段行驶时间（单位min）。各条道路均为设有中央分隔带和机非分隔带的双向两车道道路。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 4 2 2 4 4 4 4 3.6 3.6 4 4 C A B D 1.交通生成预测 不同月收入的家庭出行率经过调查见下表： 收入分类（元/月） 0～600 600～1200 1200～1800 1800以上 出行率（人次/天） 2.5 2.8 3.0 3.2 现状及目标年各小区家庭数以及不同收入家庭的比例。 小 区 A B C D 现 状 家 庭 数 9000 8000 9500 8500 目标年家庭数 10100 9100 11100 9900 比例 0-600 0.02 0.03 0.1 0.02 600-1200 0.13 0.24 0.11 0.21 1200-1800 0.22 0.32 0.25 0.35 1800以上 0.63 0.41 0.54 0.42 使用交叉分类法，计算现状及目标年各小区的交通生成量。 现状交通生成量： 交通小区A：9000×0.02×2.5+9000×0.13×2.8+9000×0.22×3.0+9000×0.63×3.2=27810 交通小区B：8000×0.03×2.5+8000×0.24×2.8+8000×0.32×3.0+8000×0.41×3.2=24152 交通小区C：11100×0.1×2.5+11100×0.11×2.8+11100×0.25×3.0+11100×0.54×3.2=28842 交通小区D：8500×0.02×2.5+8500×0.21×2.8+8500×0.35×3.0+8500×0.42×3.2=25772 目标年交通生成量： 交通小区A：10100×0.02×2.5+10100×0.13×2.8+10100×0.22×3.0+10100×0.63×3.2=31209 交通小区B：9100×0.03×2.5+9100×0.24×2.8+9100×0.32×3.0+9100×0.41×3.2=27472.9 交通小区C：9500×0.1×2.5+9500×0.11×2.8+9500×0.25×3.0+9500×0.54×3.2=33699.6 交通小区D：9900×0.02×2.5+9900×0.21×2.8+9900×0.35×3.0+9900×0.42×3.2=30016.8 2. 交通分布预测 已知现状交通分布的OD矩阵为：（单位：人次/天） D O A B C D A 0 6180 6180 15450 B 6180 0 15450 3090 C 6180 15450 0 7725 D 15450 3090 7725 0 使用增长系数法计算目标年的OD矩阵。 计算过程如下： A B C D 合计 预测值 A 0 6180 6180 15450 27810 31209 B 6180 0 15450 3090 24720 27472.9 C 6180 15450 0 7725 29355 33699.6 D 15450 3090 7725 0 26265 30016.8 合计 27810 24720 29355 26265 108150 （1）求各小区的发生增长系数 FOA=UA/OA =31209/27810=1.1222 FOB=UB/OB =27472.9/24720=1.1114 FOC=UC/OC =33699.6/29355=1.1480 FOD=UD/OD =30016.8/26.265=1.1428 （2）以上表为基础矩阵，各项均乘以发生交通生成增长系数，得到未来年的交通分布。 最终结果列入下表。（单位：人次/天） D O A B C D Σ A 0 6935.3333 6935.3333 17338.3333 31209 B 6868.2250 0 17170.5625 3434.1125 27472.9 C 7094.6526 17736.6316 0 8868.3158 33699.6 D 17656.9412 3531.3882 8828.4706 0 30016.8 Σ 31619.8188 28203.3531 32934.3664 29640.7616 122398.3 此OD表满足出行生成的约束条件，故为所求的未来年分布矩阵。 3.交通方式划分 根据邯郸市交通规划未来邯郸市出行方式如下 交通方式（％） 步行 自行车 公交车 摩托车 小汽车 出租车 其他 合计 现状（2010年） 35 40 10 7 5 3 -- 100 目标年（2020年） 模式一 30 25 27 5 8 5 -- 100 模式二 30 28 20 7 10 5 -- 100 模式三 30 30 12 10 13 5 -- 100 平均载客量 1 1 20 1 1.2 1.5 （1）选择模式一作为目标年的交通划分方式，可得该分配方式的目标年交通分布矩阵。 步行方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 2080.6 2080.6 5201.5 9362.7 B 2060.4675 0 5151.1688 1030.2338 8241.87 C 2128.3958 5320.9895 0 2660.4947368 10109.88 D 5297.0824 1059.4165 2648.5412 0 9005.04 Σ 9485.9456 8461.0059 9880.3099 8892.2285 36354.18 自行车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 1733.8333 1733.8333 4334.5833 7802.25 B 1717.0563 0 4292.6406 858.5281 6868.225 C 1773.6632 4434.1579 0 2217.0789 8424.9 D 4414.2353 882.8471 2207.1176 0 7504.2 Σ 7904.9547 7050.8383 8233.5916 7410.1904 30599.575 公交车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 1872.54 1872.54 4681.35 8426.43 B 1854.4208 0 4636.0519 927.2104 7417.683 C 1915.5562 4788.8905 0 2394.4453 9098.892 D 4767.3741 953.4748 2383.6871 0 8104.536 Σ 8537.3511 7614.9053 8892.2789 8003.0056 33047.541 摩托车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 346.7667 346.7667 866.9167 1560.45 B 343.4113 0 858.5281 171.7056 1373.645 C 354.7326 886.8316 0 443.4158 1684.98 D 882.8471 176.5694 441.4235 0 1500.84 Σ 1580.9909 1410.1677 1646.7183 1482.0381 6119.9150 小汽车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 554.8267 554.8267 1387.0667 2496.72 B 549.4580 0 1373.645 274.7290 2197.832 C 567.5722 1418.9305 0 709.4653 2695.968 D 1412.5553 282.5111 706.2776 0 2401.344 Σ 2529.5855 2256.2683 2634.7493 2371.2609 9791.864 出租车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 346.7667 346.7667 866.9167 1560.45 B 343.4113 0 858.5281 171.7056 1373.645 C 354.7326 886.8316 0 443.4158 1684.98 D 882.8471 176.5694 441.4235 0 1500.84 Σ 1580.9909 1410.1677 1646.7183 1482.0381 6119.915 （2）再按照各种交通方式的平均载客量将OD矩阵换算成各交通方式的“辆次/天”为单位的矩阵。由于步行和自行车与机动车道隔开，故不再考虑。自行车与摩托车的平均载客量为1，OD矩阵不变。换算之后可得到其他交通方式OD矩阵。 公交车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 93.627 93.627 234.0675 421.3215 B 92.7210 0 231.8026 46.3605 370.8842 C 95.7778 239.4445 0 119.7223 454.9446 D 238.3687 47.6737 119.1844 0.0000 405.2268 Σ 426.8676 380.7453 444.6139 400.1503 1652.3771 小汽车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 462.3556 462.3556 1155.8889 2080.6 B 457.8817 0 1144.7042 228.9408 1831.5267 C 472.9768 1182.4421 0 591.2211 2246.64 D 1177.1294 235.4259 588.5647 0 2001.12 Σ 2107.9879 1880.2235 2195.6244 1976.0508 8159.8867 出租车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 231.1778 231.1778 577.9444 1040.3 B 228.9408 0 572.3521 114.4704 915.7633 C 236.4884 591.2211 0 295.6105 1123.32 D 588.5647 117.7129 294.2824 0 1000.56 Σ 1053.9940 940.1118 1097.8122 988.0254 4079.9433 （3） 将公交车、摩托车、小汽车、出租车的数量换算成标准车辆数，换算系数为：公交车2.5、摩托车0.8、小汽车1、出租车1；换算后OD矩阵的单位变为pcu/天。由于小汽车和出租车的换算系数为1，故OD矩阵不变。公交车和摩托车的OD矩阵可求得。 公交车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 234.0675 234.0675 585.1688 1053.3038 B 231.8026 0 579.5065 115.9013 927.2104 C 239.4445 598.6113 0 299.3057 1137.3615 D 595.9218 119.1844 297.9609 0 1013.067 Σ 1067.1689 951.8632 1111.5349 1000.3757 4130.9426 摩托车方式OD矩阵： D O A B C D Σ A 0 277.4133 277.4133 693.5333 1248.36 B 274.7290 0 686.8225 137.3645 1098.916 C 283.7861 709.4653 0 354.7326 1347.984 D 706.2776 141.2555 353.1388 0 1200.672 Σ 1264.7928 1128.1341 1317.3747 1185.6305 4895.932 （4） 将各方式的OD矩阵叠加（除步行和自行车外），得到OD矩阵为： D O A B C D Σ A 0 1205.0142 1205.0142 3012.5354 5422.5638 B 1193.3541 0 2983.3852 596.6770 4773.4164 C 1232.6959 3081.7397 0 1540.8699 5855.3055 D 3067.8935 613.5787 1533.9468 0 5215.419 Σ 5493.9435 4900.3326 5722.3462 5150.0823 21266.7046 （5）最后根据高峰小时系数取0.18，将全天交通量变为高峰小时交通量的OD矩阵。单位变为（pcu/h）。 D O A B C D Σ A 0 216.9026 216.9026 542.2564 976.0615 B 214.8037 0 537.0093 107.4019 859.2149 C 221.8853 554.7132 0 277.3566 1053.9550 D 552.2208 110.4442 276.1104 0 938.7754 Σ 988.9098 882.0599 1030.0223 927.0148 3828.0068 将该OD矩阵中的交通量取整，如下： D O A B C D Σ A 0 217 217 542 976 B 215 0 537 107 859 C 222 555 0 277 1054 D 552 110 276 0 938 Σ 989 882 1030 926 3827 4.交通分配 采用容量限制分配法对此道路网络上的机动车交通量进行分配。将各点对间的OD量分配后进行叠加，分两次分配，每次分配50%。每次分配采用最短分配模型，每分配一次，路权修正一次。路权修正计算方法采用美国联邦公路局路阻函数模型。 to取值如图中标注，V为机动车交通量，C为路段通行能力，取2000（pcu/h）。α=0.15，β=4。 （一）初次分配交通量50% （1）确定路段行驶时间。 用最短路法分配交通量时，首先要确定路段行驶时间t(i,j)，在该法中取t(i,j)为常数。本例中确定的路段时间t(i,j)如下图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 4 2 2 4 4 4 4 3.6 3.6 4 4 C A B D （2）确定最短路线。 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，在本例中，最短路线如下表： 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-B 1-2-3 C-A 7-4-1 A-C 1-4-7 C-B 7-4-5-6-3 A-D 1-4-5-6-9 C-D 7-8-9 B-A 3-2-1 D-A 9-6-5-4-1 B-C 3-6-5-4-7 D-B 9-6-3 B-D 3-6-9 D-C 9-8-7 (3) 分配OD量 将各OD点对的OD量分配到该OD点对相应的最短路线上，并进行累加。 a.首先对A-B的最短路计算，将1-2,2-3分别分配A-B间一半的交通量108.5，再采用美国联邦公路局路阻函数模型的路权修正方法进行时间计算。 1-2路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(108.5/2000)4]≈4.000005 2-3路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(108.5/2000)4]≈4.01 2 3 4 5 6 7 8 9 108.5 108.5 C A B D 00005 交通量分配表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.000005 4.000005 2 2 4 4 4 4 3.6 3.6 4 4 C A B D 修正之后的时间图 b.将调整后的时间替代路段时间图上原来的时间，并对A-C的最短路计算，将1-4,4-7分别分配A-C间交通量的一半108.5，再采用美国联邦公路局路阻函数模型的路权修正方法进行时间计算。并同样将修正后的时间反应在时间图上。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 108.5 108.5 108.5 108.5 C A B D 交通量分配表 1-4路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(108.5/2000)4] ≈4.000005 4-7路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(108.5/2000)4] ≈4.000005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.000005 4.000005 2 2 4 4 4.000005 4.000005 3.6 3.6 4 4 C A B D 修正之后的时间图 c..用同样的方法直至计算并调整到D-C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 108.5 108.5 548.5 548.5 138.5 138.5 379.5 377 332.5 331 C A B D 3222 387 388.5 107.5 107.5 544.5 544.5 138 138 324.5 由于V/C比值太小，从t到t0的变化很小，所以最终累加变化后得到结果如下： 修正之后时间图如下：（保留了两位小数） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.00 4.00 2.00 2.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3.6 3.6 4.00 4.00 C A B D （二）再分配交通量50% 重复步骤（一），以以上两表为初始数据。 （1）确定路段行驶时间。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.00 4.00 2.00 2.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3.6 3.6 4.00 4.00 C A B D 用最短路法分配交通量时，首先要确定路段行驶时间t(i,j)，在该法中取t(i,j)为常数。本次中确定的路段时间t(i,j)如下图 （2）确定最短路线。 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，在本例中，最短路线如下表： 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-B 1-2-3 C-A 7-4-1 A-C 1-4-7 C-B 7-4-5-6-3 A-D 1-4-5-6-9 C-D 7-8-9 B-A 3-2-1 D-A 9-6-5-4-1 B-C 3-6-5-4-7 D-B 9-6-3 B-D 3-6-9 D-C 9-8-7 (4) 分配OD量 将各OD点对的OD量分配到该OD点对相应的最短路线上，并进行累加。 a.首先对A-B的最短路计算，将1-2,2-3分别分配A-B间一半的交通量121，再采用美国联邦公路局路阻函数模型的路权修正方法进行时间计算。 1-2路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(217/2000)4]≈4.00008 2-3路上的时间修正为：t=4×[1+0.15×(217/2000)4]≈4.00008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 217 217 548.5 548.5 138.5 138.5 379.5 377 332.5 331 C A B D 3222 387 388.5 107.5 107.5 544.5 544.5 138 138 324.5 交通量分配表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.00008 4.00008 2.00 2.00 4.00 4.00 4.00 4.00 3.6 3.6 4.00 4.04 C A B D 修正之后的时间图 b.将调整后的时间替代路段时间图上原来的时间，并对A-C的最短路计算，将1-4,4-7分别分配A-C间交通量的一半121，再采用美国联邦公路局路阻函数模型的路权修正方法进行时间计算。并同样将修正后的时间反应在时间图上。 c..用同样的方法直至计算并调整到D-C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 217 217 1097 1097 277 277 759 754 665 933 C A B D 644 774 777 215 215 1089 1089 276 276 378 最终交通量分配得到结果如下图： 修正之后时间图如下：（保留了两位小数） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.00 4.00 2.03 2.03 4.00 4.00 4.01 4.01 3.6 3.6 4.01 4.03 C A B D 5.各路段服务水平分析 根据v/c分析各路段的服务水平。 路段 总交通量 V/C 1-2 432 0.216 2-3 432 0.216 1-4 1533 0.7665 3-6 1309 0.6545 4-5 2186 1.093 5-6 2186 1.093 4-7 1531 0.7655 6-9 1311 0.6555 7-8 830 0.415 8-9 830 0.415 由上表可看出1-2，2-3的V/C比值小于0.34，说明该路段对现状流量有足够的通行能力，服务水平等级较高，属于一级服务水平。7-8，8-9路段的V/C比值小于0.56，属于二级服务水平。1-4，3-6，4-7，6-9的V/C比值小于0.98，属于三级服务水平，V/C比值接近1.00，表明该路段道路设计对现状或规划的流量有很少可利用的通行能力来承担。4-5，5-6路段的V/C比值大于1.00，表明该路段对现状或规划的流量没有提供足够的通行能力，属于四级服务水平。 6.课程设计总结。 本课程设计采用“四阶段”法对研究范围内的交通需求进行预测,是交通规划的实际操作，使得我对交通规划有了更深一步的了解。通过本课程设计，将从出行生成，出行分布到交通方式划分和交通分配的全部过程熟悉一遍，掌握交通规划的基本原理和基本方法，明确四阶段方法的基本过程，使我能灵活把交通规划的观点、原理应用于实际。 谢谢老师的悉心指导，使我顺利完成此次课程设计的任务，也使得自己能掌握更多的知识。展开阅读全文
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