城市道路与交通课程设计.doc

道路交通规划课程设计
第一章 概述
本次课程设计是以给定的交通小区和小区内道路为背景，根据已知的社会经济历史数据、现状OD数据以及现状路网数据，利用交通规划原理，预测2020年交通需求，并对路网改造提出建议。课程设计的主要内容包括：①人口、经济等指标预测；②交通发生与吸引预测；③交通分布预测；④交通分配预测。

1.1规划对象
此次交通规划的对象如下图1-1所示

图 1-1 规划对象

该规划区域共划分为5个交通区（图形中线路数值为出行时间，有些为固定值，有些与交通量有关，Q为交通流量）

1.2规划年限
进行规划区域社会经济现状分析及2020年预测

1.3规划依据
对于城市交通规划而言，人们主张从综合交通的角度进行一体化交通规划，以避免轨道交通和道路的重复投资、协调各种交通方式、提高交通系统效率。于是在城市范围内着眼于居民的出行行为，研究其出行时利用的交通方式构成，据此合理规划必要的交通设施的方法论—居民出行法获得了采用。该方法在美国从1948年开始，并逐渐扩大到全美各个城市。在日本从1960年代才开始使用。在此基础上，发展成了目前经典的四阶段预测法。四阶段预测法作为经典的交通需求预测法，逻辑关系明确、步骤分明、形象，至今被广泛的应用到了工程实际当中。然而，该方法具有其局限性，人们期待着研究更加符合现代社会和居民出行行为、符合交通可持续发展的交通需求预测理论。

第2章 规划区域社会经济现状分析及预测
2.1现状分析

表1、2、3分别为人口、GDP、汽车保有量的历史数据。表4为经过调查获得的小区间出行OD矩阵。

表1 规划区域人口历史数据 单位:人
年份
小区1
小区2
小区3
小区4
小区5
2004
703
702
681
721
727
2005
819
702
675
759
698
2006
794
789
700
753
756
2007
800
855
809
814
793
2008
939
877
929
839
874
2009
920
869
1005
866
924
2010
912
961
948
913
1023
2011
1063
1039
1028
941
1055
2012
1057
1109
1047
1080
1031
2013
1079
1111
1182
1178
1111

表2 规划区域GDP历史数据(单位：1000元)
年份
小区1
小区2
小区3
小区4
小区5
2004
6320
5536
5472
5446
5822
2005
7466
6456
7191
6103
7247
2006
7599
7390
7729
7918
7407
2007
8748
9089
9046
8921
8777
2008
10716
9464
9434
9486
10018
2009
11388
11421
12188
11039
12121
2010
12669
12808
13044
12278
13656
2011
14839
15265
13836
13765
13315
2012
16118
16468
16786
16802
16858
2013
18082
17667
18366
17635
17161

表3 规划区域汽车保有量历史数据（单位：辆）
年份
小区1
小区2
小区3
小区4
小区5
2004
284
254
330
337
245
2005
298
289
345
341
399
2006
432
411
445
411
337
2007
434
416
476
440
435
2008
485
468
534
490
443
2009
536
515
542
538
578
2010
617
560
582
622
607
2011
644
642
659
593
713
2012
658
769
742
707
728
2013
799
788
818
750
723

表 4 现状调查OD表
交通区
1
2
3
4
5
1
1000
500
300
200
100
2
450
1500
500
100
150
3
350
200
800
300
50
4
150
150
300
700
50
5
80
100
50
70
500

由2004-2013 年各小区的人口、GDP 和汽车保有量，现状调查OD表历史数据可以看出，数据的整体趋势都是线性增加的，但因个交通小区的功能、社会经济等的不同增长的幅度各不相同。

2.2人口预测
在Excel 中对各小区未来年的人口作出预测，并得出预测函数。如下面的五个图分别为五个小区的预测图。
图2-1小区一人口散点图

图2-2小区二人口散点图

图2-3小区三人口散点图

图2-4小区四人口散点图

图2-5小区五人口散点图

各小区规划年的人口预测结果如下表
14
1132.336
1171.06
1208.594
1140.534
1166.602
5819.126
15
1173.015
1220.09
1264.63
1186.74
1215.22
6059.695
16
1213.694
1269.12
1320.666
1232.946
1263.838
6300.264
17
1254.373
1318.15
1376.702
1279.152
1312.456
6540.833
18
1295.052
1367.18
1432.738
1325.358
1361.074
6781.402
19
1335.731
1416.21
1488.774
1371.564
1409.692
7021.971
20
1376.41
1465.24
1544.81
1417.77
1458.31
7262.54

2.3 GDP 预测
在Excel 中对各小区未来年的GDP 作出预测，并得出预测函数。如下面的五个图分别为五个小区的GDP 预测图。

图2-6小区一GDP散点图

图2-7小区二GDP散点图

图2-8小区三GDP散点图

图2-9小区四GDP散点图

图2-10小区五GDP散点图

各小区规划年的GDP预测结果如下表2-5：
图2-5规划年GDP预测结果
14
18577.41
18882.06
18970.5
18454.65
18424.92
15
19881.81
20286.66
20355.3
19821.05
19731.62
16
21186.21
21691.26
21740.1
21187.45
21038.32
17
22490.61
23095.86
23124.9
22553.85
22345.02
18
23795.01
24500.46
24509.7
23920.25
23651.72
19
25099.41
25905.06
25894.5
25286.65
24958.42
20
26403.81
27309.66
27279.3
26653.05
26265.12

2.4 车辆保有量预测
在Excel 中对各小区未来年的汽车保有量作出预测，并得出预测函数。如下面的五个图分别为五个小区的汽车保有量预测图。

图2-11小区1车辆保有量散点图

图2-12小区2车辆保有量散点图

图2-13小区3车辆保有量散点图

图2-14小区4车辆保有量散点图

图2-15小区5汽车保有量散点图

各小区规划年汽车保有量的预测结果如下表2-6。
表2-6规划年车辆保有量预测结果
14
812.53
837.8675
832.864
782.34
825.338
15
865.954
897.2615
884.785
829.51
880.708
16
919.378
956.6555
936.706
876.68
936.078
17
972.802
1016.0495
988.627
923.85
991.448
18
1026.226
1075.4435
1040.548
971.02
1046.818
19
1079.65
1134.8375
1092.469
1018.19
1102.188
20
1133.074
1194.2315
1144.39
1065.36
1157.558

第3章 交通发生与吸引预测

交通总的生成量预测以及交通发生和吸引预测都采用原单位法。
原单位的求得原则通常有两种， 一是用居住人口或就业人口每人平均的交通生成量来进行推算的个人原单位法， 另一种就是以不同用途的土地面积或单位办公面积平均发生的交通量来预测的面积原单位法。 不同方法对应的选取的原单位指标也不同，主要有：
a 根据人口属性以不同出行目的单位出行次数为原单位进行预测。
b 以土地利用或经济指标为基准的原单位，即以单位用地面积或单位经济
指标为基准对原单位进行预测。
这里采用的是人口原单位法。

3.1 交通生成量预测
利用人口原单位对交通生成量的预测方法及原理如下：

式中 ——某出行目的和人口属性的平均出行生成量；
——某属性的人口；
——出行目的为 k 时的生成交通量；
T——研究对象地区总的生成交通量；
l——人口属性（常住人口、就业人口、工作人口、流动人口）；
k——出行目的。

现状OD矩阵
交通区
1
2
3
4
5
合计
1
1000
500
300
200
100
2100
2
450
1500
500
100
150
2700
3
350
200
800
300
50
1700
4
150
150
300
700
50
1350
5
80
100
50
70
500
800
合计
2030
2450
1950
1370
850
8650

总的交通生成量预测：
现状交通生成量：T=8650次
现状人口：N=5661人
规划年人口：M=7262.54人
规划年的生成交通量：X= M*（T/N）=11095.19（次）

3-1 各小区间的出行期望线

3.2 交通发生和吸引预测

交通发生和吸引预测也是采用的人口原单位法， 预测方法和原理与交通生成量的预测方法和原理相同。预测结果如下表 3-2：

表 3-2 发生与吸引预测 OD 表

1
2
3
4
5
合计
1

2678.83
2

3560.89
3

2221.81
4

1624.78
5

1050.09
合计
2589.54
3231.18
2548.54
1648.85
1115.72

3.3 交通发生与吸引预测平衡
预测完成后各小区的交通发生量之和与吸引量之和不相等，所以需要调整平
衡。调整平衡的方法有总量控制法和调整系数法，这里采用总量控制法：

因为，T=11095.19 次／日
所以，

表 3-3 发生与吸引预测 OD 表(调整后)

1
2
3
4
5
合计
1

2668.92
2

3547.71
3

2213.55
4

1618.77
5

1046.2
合计
2580.58
3219.97
2539.7
1643.13
1111.85
11095.19

第四章 交通分布预测

4.1 现状OD数据分析
表4-1 现状OD表
交通区
1
2
3
4
5
合计
预测
1
1000
500
300
200
100
2100
2678.83
2
450
1500
500
100
150
2700
3560.89
3
350
200
800
300
50
1700
2221.81
4
150
150
300
700
50
1350
1624.78
5
80
100
50
70
500
800
1050.09
合计
2030
2450
1950
1370
850
8650

预测
2589.54
3231.18
2548.54
1648.85
1115.72

由上表可知，各小区交通总生成量为8650次，人口总数为5661.由此可知，小区间的人均出行次数为1.528次。小区1与2的发生与吸引量最多，小区5的发生与吸引量最少。
4.2 交通分布预测

表4-2 发生与吸引预测 OD 表

1
2
3
4
5
合计
1

2668.92
2

3547.71
3

2213.55
4

1618.77
5

1046.2
合计
2580.58
3219.97
2539.7
1643.13
1111.85
11095.15

以下运用平均增长系数法对交通分布预测，迭代三次。

式中： Gi——i区增长系数
Gj——j区增长系数
f ——步数，f=1,2,…
运算时,第f步的调整系数

Pj——初期i区交通生成量

第一次迭代
表4-3 第一次迭代后数据
交通区
1
2
3
4
5
合计
1
1271
646.3
386
247.03
128.95
2679.28
2
581.67
1971.18
654.09
125.67
196.65
3529.26
3
450.33
261.64
1041.8
375.22
65.25
2194.24
4
185.27
188.5
375.21
839.44
62.68
1651.1
5
103.16
131.1
65.25
87.75
653.95
1041.21
合计
2591.43
3198.72
2522.35
1675.11
1107.48
11095.09

第二次迭代
表4-4 第二次迭代后数据
交通区
1
2
3
4
5
合计
1
1276.14
645.42
385.43
249.91
128.95
2685.85
2
581.38
1959.55
650.15
126.57
195.75
3513.4
3
449.31
259.64
1033.7
377.23
64.84
2184.72
4
187.51
189.76
377.67
855.99
63.18
1674.11
5
103.12
130.35
64.87
88.39
651.08
1037.81
合计
2597.46
3184.72
2511.82
1698.09
1103.8
11095.89

第三次迭代

表4-5 第三次迭代后数据
交通区
1
2
3
4
5
合计
1
1267.97
646.96
386.35
245.08
129.01
2675.38
2
582.33
1979.96
656.93
125.14
197.42
3541.78
3
450.81
262.79
1046.26
373.61
65.50
2198.98
4
183.80
187.67
373.52
827.99
62.37
1635.35
5
103.20
131.60
65.49
87.32
656.09
1043.70
合计
2588.12
3208.98
2528.56
1659.14
1110.39
11095.19

第5章 交通分配预测
5.1 交通分配预测方法及原理
全有全无分配法是将OD交通需求沿最短经路一次分配到路网上去的方法，也被称为交通需求分配。顾名思义，全有（all）指将OD交通需求一次性地全部分配到最短径路上。全无（nothing）指对最短径路以外的径路不分配交通需求
量。
在分配中，取路权（两交叉口间的出行时间）为常数，即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一OD点对应的OD量被全部分配在连接该OD点对的最短线路上，其他道路上分配不到交通量。

5.2交通分配预测步骤
工作步骤：①计算路权，即确定路段行驶时间；②确定各区间的最短路径；③按全有全无分配原则作各OD点对间交通量分配；④求每一路段各OD点对分配交通量之和。

5.3交通分配预测结果
如下图5-1网络示意图中，①、②、③、④、⑤分别为 OD 作用点，图形中线路数值为
出行时间，有些为固定值，有些与交通量有关，Q 为交通流量，OD 分布流量矩
阵如表4-5
交通量分配预测具体步骤如下：
a．列出该网络邻接目录表；
b．令 Q＝0，用最短路法分配该 OD 矩阵；
c．用容量限制－增量加载法分配该表 OD 矩阵，采用二次分配，第一次为交通
量的 60％，第二次为剩余的40％。

图5-1
（1）邻接目录表
节点（i）
R(i)
V(i,j)
1
2
a,e
2
2
a,b
3
2
d,e
4
2
c,d
5
4
a,b,d,e
a
3
1,2,5
b
3
2,5,c
c
3
b,d,4
d
4
3，5,c,4
e
3
1,3,5
表5-1
（2）令 Q＝0，用最短路法分配该 OD 矩阵
因为，Q＝0，所以交通网络图如下图5-2所示：

图5-2
最短路线如下表：
OD点对
最短路线节点号
1——2
1-a-2
1——3
1-e-3
1——4
1-e-3-d-c-4
1——5
1-e-5
2——1
2-a-1
2——3
2-b-5-e-3
2——4
2-b-c-4
2——5
2-b-5
3——1
3-e-1
3——2
3-e-5-b-2
3——4
3-d-c-4
3——5
3-e-5
4——1
4-c-d-3-e-1
4——2
4-c-b-2
4——3
4-c-d-3
4——5
4-d-3-e-5
5——1
5-e-1
5——2
5-b-2
5——3
5-e-3
5——4
5-e-3-d-4
表5-2
分配交通量见下图5-3所示：

760 1416
738 1060

681
647 914

582 519 645

87
245
62
647 854 394 184

582 979 188 744
582 125 745

图5-3
（3）用容量限制－增量加载法分配该表 OD 矩阵，采用二次分配，第一次为交通量的60％，第二次为剩余的 40％。

第一次分配 OD 矩阵为：
交通区
1
2
3
4
5
1
760
338
232
148
77
2
349
1188
394
75
118
3
270
158
628
224
39
4
110
113
224
497
37
5
62
79
39
52
394
表5-3 OD 点交通量表（第一次分配）

第一次分配后各路段分配交通量为：

图5-4

第一次分配后各路段出行时间为

图5-5

第二次分配 OD 矩阵为：
OD 点交通量表（第二次分配）

交通区
1
2
3
4
5
1
507
259
155
98
52
2
233
792
263
50
79
3
180
105
419
149
26
4
74
75
149
332
25
5
41
53
26
35
262

表5-4

路权第二次分配，各节点路权重新分配如下：

OD点对
最短路线节点号
1——2
1-a-2
1——3
1-a-5-d-3
1——4
1-a-5-d-4
1——5
1-a-5
2——1
2-a-1
2——3
2-b-c-d-3
2——4
2-b-c-4
2——5
2-a-5
3——1
3-d-5-a-1-
3——2
3-d-c-b-2
3——4
3-d-4
3——5
3-d-5
4——1
4-d-5-a-1
4——2
4-c-b-2
4——3
4-d-3
4——5
4-d-5
5——1
5-a-1
5——2
5-a-2
5——3
5-d-3
5——4
5-d-4

表5-5

第二次分配后交通量见下图：

461
563

528 593

383 304
348 315
272
263
258
338 286 105

979 469 50
582 180 75

图5-6

第六章 总结
在过去的一段时间里，我们小组分工协作、同心协力顺利完成了道路交通规划课程设计的任务。课程设计是一个很复杂的过程，涉及了对发生和吸引交通量预测、分布交通量预测、交通量分配等内容，这无疑是一个巨大的工程。在此过程中，不仅收获了顺境时成功的喜悦，同时也有逆境时失败的沮丧，不仅收获了理论与实践相结合带来的交通规划、计算机基本操作、函数运用等知识运用能力的提高，而且也有小组团队成员的鼓励与信任，以及相互了解、彼此友谊的进一步加深，这些都使本次课程设计与交通调查实习充满意义和感动。
首先，在交通调查中我真正体会到了实践出真知，在对现状路网的各项指标的调查中，不仅要明确调查的目的、方法，更重要的是要有着严谨认真的态度。小小的误差看上去微不足道，但是当很多个误差叠加在一起是就会造成调查结果的不准确，这对后续课程设计造成了不必要的麻烦。通过交通调查，不仅增强了我的动手能力和团队协作精神，更重要的是让我懂得了在实习过程中要有严谨认真的态度，只有以良好的态度去做一件事情才能把事情做好。
在开始阶段，我们在道路网创建这一步骤中出现了失误，虽然在路网中各路段输入数据时没有显现问题，但紧接着后面的操作就难以进展。在组长的带领下，经过我们反复地推敲，我们最终完成了OD分布交通量，没有对后续过程产生影响。再有，未来的出行发生预测，所得到的结果并不平衡，因此也不能进行下一步操作，所以要进行出行吸引平衡，这个步骤不可或缺。这样，从一开始的迷茫，渐渐寻找到一些门路，到最后完全应用的得心应手。由于我负责的这部分是课程设计最初始的部分，所以如果我没有做好，剩下同学的工作就无法进行，这就需要我认真完成，不能有一点差错。最终，通过我的努力，和同学帮助，我顺利的完成了任务。
在这次小学期调查实习和课程设计过程中，我也更加明白了团队精神的重要性。课程设计的各个环节都是紧密衔接的，少了任何一部分，后面的环节就无法进行。正是因为如此，在小组长的组织协调下，我们分工明确，每个人都根据自己的特长有负责完成的任务。我们每个人也都明确自己的任务和责任，认真负责的完成自己的工作，齐心协力保证课程设计过程的顺利进行。谁负责的地方出现了问题，都是整个小组同心协力一起研究，最终找到解决方案。我想这种合作的精神是值得我们每一个人学习的。这不仅仅是在大学期间，更是我们将来踏入社会的一门必修课。所以，如果将来还有机会，我也愿意多参加这样的小组活动，不仅能提高自己和别人的沟通能力，也是对自己综合能力一个提升，锻炼合作的能力。
短短的一次合作，我们关注的已经不再是分数的高低了，更多的则是通过这一次实践，我们真正学到了多少，真正学会了多少，真正理解了多少。我想这也是我们小组每个成员的想法吧。作为一名工科的学生，本来就是要将理论和实践结合到仪器，这样才能将课堂上学到的知识真正理解并且掌握。在这短短的十八周，虽然我们结束了《城市道路与交通规划》的学习，但这仅仅只是这门课程的结束，并不等于我们对“城市道路与交通规划”知识学习的结束，日后的学习工作中，我们更应当不断不断充实自己对道路规划知识的理解，因为在改革开放几十年来，我国城市建设的发展正经历着质的飞跃，城市建设已取得了巨大的成就，城市化进程的突飞猛进。与此同时，城市道路与交通规划作为一项能够有效的调节城市空间的布局，改善人民的居住环境，促进城市经济的重要能力之一，在步入快速发展的城市化阶段中，我们作为即将面向社会的专业人才，更应当努力学习并牢牢掌握好从《城市道路与交通规划》这门课程中所了解的理论知识，用以为国家的快速建设发展，贡献自己的一份力量。

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