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：人口、经济等指标预测；交通发生与吸引预测；交通分布预测；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520047037026817217272005819702675759698200679478970075375620078008558098147932008939877929839874200992086910058669242010912961948913102320111063103910289411055201210571109104710801031201310791111118211781111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5200463205536547254465822200574666456719161037247200675997390772979187407200787489089904689218777200810716946494349486100182009113881142112188110391212120101266912808130441227813656201114839152651383613765133152012161181646816786168021685820131808217667183661763517161 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52004284254330337245200529828934534139920064324114454113372007434416476440435200848546853449044320095365155425385782010617560582622607201164464265959371320126587697427077282013799788818750723表 4 现状调查OD表交通区1234511000500300200100245015005001001503350200800300504150150300700505801005070500 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 141132.3361171.061208.5941140.5341166.6025819.126151173.0151220.091264.631186.741215.226059.695161213.6941269.121320.6661232.9461263.8386300.264171254.3731318.151376.7021279.1521312.4566540.833181295.0521367.181432.7381325.3581361.0746781.402191335.7311416.211488.7741371.5641409.6927021.971201376.411465.241544.811417.771458.317262.542.3 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1418577.4118882.0618970.518454.6518424.921519881.8120286.6620355.319821.0519731.621621186.2121691.2621740.121187.4521038.321722490.6123095.8623124.922553.8522345.021823795.0124500.4624509.723920.2523651.721925099.4125905.0625894.525286.6524958.422026403.8127309.6627279.326653.0526265.122.4 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14812.53837.8675832.864782.34825.33815865.954897.2615884.785829.51880.70816919.378956.6555936.706876.68936.07817972.8021016.0495988.627923.85991.448181026.2261075.44351040.548971.021046.818191079.651134.83751092.4691018.191102.188201133.0741194.23151144.391065.361157.558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 12345合计110005003002001002100245015005001001502700335020080030050170041501503007005013505801005070500800 合计20302450195013708508650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12345合计12678.8323560.8932221.8141624.7851050.09合计2589.543231.182548.541648.851115.723.3 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)12345合计12668.9223547.7132213.5541618.7751046.2合计2580.583219.972539.71643.131111.8511095.19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12345合计预测1100050030020010021002678.832450150050010015027003560.8933502008003005017002221.8141501503007005013501624.7858010050705008001050.09合计20302450195013708508650预测2589.543231.182548.541648.851115.72 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12345合计12668.9223547.7132213.5541618.7751046.2合计2580.583219.972539.71643.131111.8511095.15以下运用平均增长系数法对交通分布预测，迭代三次。 式中： Gii区增长系数 Gjj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 12345合计11271646.3386247.03128.952679.282581.671971.18654.09125.67196.653529.263450.33261.641041.8375.2265.252194.244185.27188.5375.21839.4462.681651.15103.16131.165.2587.75653.951041.21合计2591.433198.722522.351675.111107.4811095.09第二次迭代 表4-4 第二次迭代后数据交通区12345合计11276.14645.42385.43249.91128.952685.852581.381959.55650.15126.57195.753513.43449.31259.641033.7377.2364.842184.724187.51189.76377.67855.9963.181674.115103.12130.3564.8788.39651.081037.81合计2597.463184.722511.821698.091103.811095.89第三次迭代 表4-5 第三次迭代后数据交通区12345合计11267.97646.96386.35245.08129.012675.382582.331979.96656.93125.14197.423541.783450.81262.791046.26373.6165.502198.984183.80187.67373.52827.9962.371635.355103.20131.6065.4987.32656.091043.70合计2588.123208.982528.561659.141110.3911095.19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：计算路权，即确定路段行驶时间；确定各区间的最短路径；按全有全无分配原则作各OD点对间交通量分配；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，、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 Q0，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)12a,e22a,b32d,e42c,d54a,b,d,ea31,2,5b32,5,cc3b,d,4d43，5,c,4e31,3,5表5-1 （2）令 Q0，用最短路法分配该 OD 矩阵 因为，Q0，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121-a-2131-e-3141-e-3-d-c-4151-e-5212-a-1232-b-5-e-3242-b-c-4252-b-5313-e-1323-e-5-b-2343-d-c-4353-e-5414-c-d-3-e-1424-c-b-2434-c-d-3454-d-3-e-5515-e-1525-b-2535-e-3545-e-3-d-4 表5-2分配交通量见下图5-3所示： 760 1416 738 1060 681647 914582519645 87245 62647 854 394184582 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123451760 338 232 148 77 2349 1188 394 75 118 3270 158 628 224 39 4110 113 224 497 37 562 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123451507 259 155 98 52 2233 792 263 50 79 3180 105 419 149 26 474 75 149 332 25 541 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121-a-2131-a-5-d-3141-a-5-d-4151-a-5212-a-1232-b-c-d-3242-b-c-4252-a-5313-d-5-a-1-323-d-c-b-2343-d-4353-d-5414-d-5-a-1424-c-b-2434-d-3454-d-5515-a-1525-a-2535-d-3545-d-4 表5-5第二次分配后交通量见下图： 461563 528593 383 304 348 315 272263 258338 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。21