交通规划课程设计报告样本.doc

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交
通
规
划
课
程
设
计

姓名:
学校: 河南理工大学
班级:
学号:

交通需求预测
四阶段法
一、 交通发生与吸引
此阶段的任务是求出对象地区的交通需求总量, 即生成交通量。然后, 在此量的约束下, 求出各个交通小区的发生与吸引交通量。
由已知数据表1:

表1 现状住户及土地利用情况
小区编号
发生特征( 家庭收入为”**万元/年”的户数)
吸引特征( 用地面积)

>10
5～10
2～5
<2
工业用地
农业用地
1
240
2250
5540
980
56.26
15.23
2
360
2450
6520
660
69.33
23.69
3
558
3360
7840
1120
88.25
36.87
4
240
3650
3620
1300
31.45
22.54
5
330
1180
3360
660
44.23
40.58
6
590
6680
5530
320
55.21
22.57
7
410
5470
4890
740
21.36
31.68
原单位
3.58
2.05
2.36
1.8
240
510
表
表

注: 现状年为 数据, 规划5年后的交通量, 每年人口增长率均为5% , 用地面积每年增长率为4%, 原单位均不变。

可得出现状OD表, 如下:

得, 总交通发生量O=20310.1+22886.5+29404.04+19224.9+12718+29433+25553.7= 159530.24
总交通吸引量 D=21269.7+28721.1+39983.7+19043.4+31311+24761.1+21283.2=186373.20
由于总交通量不等于总吸引量, 因此需要进行调整, 如下:

调整系数法: f=总交通发生量／总交通吸引量=159530.24／186373.20=0.8560
由公式Dj’=Dj×f可得出调整后的OD表, 如下:

现状年为 , 每年人口增长率为5%, 用地面积每年增长率为4%, 原单位不变, 因此5年后即 的住户数及土地利用情况如下:

由上边表格可得出5年后OD表, 如下:

总发生交通量:
O=25921.41+29209.62+37527.83+24536.39+16231.75+37564.80+32613.72=203605.50
总吸引交通量:
D=25877.84+34943.69+43680.64+23169.21+38094.62+30125.66+25894.27=226751.49
由于总交通量不等于总吸引量, 因此需要进行调整, 如下:

调整系数法: f=总交通发生量／总交通吸引量=203605.50／226751.49=0.8979
由公式Dj’=Dj×f可得出调整后的OD表, 如下:

表2 现状OD表
O D
1
2
3
4
5
6
7
发生量
1

2

3

4

5

6

7

吸引量

注: 根据表1计算现状发生量及吸引量, 现状表qij值, 根据各小区吸引量及发生量的值, 自行给出。另, 若发生量与吸引量和不相等, 需要调整。

交通出行量qij值预测如下:

二、 交通分布
交通分布就是把交通的发生与吸引交通量预测获得的各小区的出行量转换成小区之间的空间OD量。

在此运用底特律法求将来各小区分布交通量
底特律法假设i, j小区间分布交通量qij的增长系数与i小区出行发生量和j小区出行洗衣量增长系数之积成正比, 与出行生成量的增长系数成反比, 即:
fD( FOim, FDjm) = FOim ×FDjm×Tm÷X

①求发生交通量增长系数FOim和吸引交通量增长系数FDjm

增长系数计算公式如下:
FO10=U1／O10, FO20=U2／O20 ┈┈ FO70=U7／O70
FD10=V1／D10, FD20=V2／D20 ┈┈ FD70=V7／D70
由于计算量较大, 计算过程过于繁琐, 在此应用excel函数公式较为方便, 计算结果如下:

②求生成交通量增长系数的倒数: G0=T0／X
G0=T0／X=159530.24／203605.50=0.784

③第1次近似:
其计算公式为: qij1=qij0×FOi0×FDj0×G0
由于计算需要进行49次, 比较麻烦, 故运用excel函数功能运算, 计算结果如下:

④重新计算FOi1×FDj1
增长系数计算公式如下:
FO11=U1／O11, FO21=U2／O21 ┈┈ FO71=U7／O71
FD11=V1／D11, FD21=V2／D21 ┈┈ FD71=V7／D71
由于计算量较大, 计算过程过于繁琐, 在此应用excel函数公式较为方便, 计算结果如下:

⑤收敛判断
由已知的收敛条件小于3%的误差, 因此有 1-3%< FOim+1=Ui／Oim+1<1+3%,
1-3%< FDjm+1=Vj／Djm+1<1+3%。
即0.997< FOim+1=Ui／Oim+1<1.003
0.997< FDjm+1=Vj／Djm+1<1.003

由于FOi1和FDj1各项系数误差均小于3%, 因此不需要继续迭代。因此第一次迭代计算OD表即为底特律法所求将来分布交通量。

三、 交通方式划分
根据表3, 表4, 表5, 表6, 表7的内容可求解公共汽车和小汽车效用, 划分率和OD表, 计算过程如下:

由表3, 表4, 表5, 表6, 表7分别计算公共汽车和小汽车的效用,
由于计算过程太多且过于繁琐, 在此仅列出计算公式, 具体计算过程应用excel函数直接得出, 如下:
VijBUS=α×tijBUS+β×cijBUS
VijCAR=α×tijCAR+β×cijCAR +γ
tijBUS, tijCAR ——汽车和公共汽车的行驶时间, min
cijBUS, cijCAR ——汽车和公共汽车的行驶费用, 元
α, β, γ——已知常数

公共汽车和小汽车效用:

公共汽车和小汽车的划分率计算:

计算公式: pijBUS=exp( VijBUS) ／〔exp(VijBUS)+exp( VijCAR) 〕
pijCAR=1- pijBUS
得出数据如下:

结合公共汽车和小汽车的划分率以及交通预测第二阶段中各个出行小区交通预测量可得出公共汽车和小汽车OD表如下:

四、 交通流分配
交通流分配, 就是将预测得出的交通小区i和交通小区j之间的分布( 或0D) 交通量qij, 根据已知的道路网描述, 按照一定的规则符合实际地分配到路网中的各条道路上去, 进而求出路网中各路段a的交通流量xa。

以下网络示意图中, ①、 ④、 ⑤、 ⑦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分布流量矩阵如下表所示。
1．令Q＝0, 用全有全无法分配该OD矩阵;
2．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50％, 第二次为剩余的50％。
3.比较优选方案

OD点交通量表
D
O
①
④
⑤
⑦
①
0
350
400
500
④
350
0
150
250
⑤
400
150
0
600
⑦
500
250
600
0
1
2
3
5
4
6
7
5
4
3
3+0.02Q
1.5+0.06Q
0.5+0.06Q
3+0.02Q
1.5
2
OD
交通网络示意图

1、 因为Q=0, 因此所得交通阻抗图如下:

1
2
3
5
4
6
7
5
4
3
3
1.5
0.5
3
1.5
2

路权第一次分配, 各节点路权重新分配如下:

OD点对
最短路线节点号
1～4
1～2～4
1～5
1～2～4～6～5
1～7
1～2～4～6～7
4～1
4～2～1
4～5
4～6～5
4～7
4～6～7
5～1
5～6～4～2～1
5～4
5～6～4
5～7
5～6～7
7～1
7～6～4～2～1
7～4
7～6～4
7～5
7～6～5

将各相同节点间的交通量相加可得如下:

1
2
3
5
4
6
7
1250
1150
1300
1350
1250
1250
1250
1300
1150
1350

此时目标函数如下:
Z1=3Q12+0.01Q122+2Q24+3Q46+0.01Q462+0.5Q56+0.03Q562+1.5Q67
=3×2500+0.01×25002+2×2500+3×2600+0.01×26002+0.5×2300+0.03×23002+1.5×2700=314300

2、 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50％, 第二次为剩余的50％。
第一次分配OD矩阵为:
OD点交通量表( 第一次分配)

①
④
⑤
⑦
①
0
175
200
250
④
175
0
75
125
⑤
200
75
0
300
⑦
250
125
300
0

第一次分配后各路段分配交通量为:
1
2
3
5
4
6
7
625
575
650
675
625
625
625
650
575
675

第一次分配后各路段出行时间为:
1
2
3
5
4
6
7
5
4
3
15.5
1.5
35
16
1.5
2

第二次分配OD矩阵为:
OD点交通量表( 第二次分配)

①
④
⑤
⑦
①
0
175
200
250
④
175
0
75
125
⑤
200
75
0
300
⑦
250
125
300
0

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
1～4
1～3～4
1～5
1～3～5
1～7
1～3～5～7
4～1
4～3～1
4～5
4～3～5
4～7
4～3～5～7
5～1
5～3～1
5～4
5～3～4
5～7
5～7
7～1
7～5～3～1
7～4
7～5～3～4
7～5
7～5

第二次分配后交通量见下图:

1
2
3
5
4
6
7
625
575
650
675
625
625
625
650
575
675
625
625
650
650
675
675
375
375

此时目标函数为,
: Z2=3Q12+0.01Q122+2Q24+3Q46+0.01Q462+0.5Q56+0.03Q562+1.5Q67+ 5Q13+1.5Q34+0.03Q342+4Q35+3Q57
=3×1250+0.01×12502+2×1250+3×1300+0.01×13002+0.5×1150+0.03×11502+1.5×1350+5×1250+1.5×750+0.03×7502+4×1300+3×1350=118450
3、 由于Z1>Z2, 此时用容量限制-增量加载法各个路段被充分的利用,而若采用全有权无法,其有的路段未被利用有的路段交通量过大,比较容易造成拥堵现象,且其目标函数远大于容量限制-增量加载法所得目标函数,因此用用容量限制－增量加载法为优选方案。