交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)

1、分類編號(hào)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)專 業(yè) 班 級(jí) 09級(jí)交通運(yùn)輸 學(xué) 生 姓 名 張金銅 馬立輝 鄭麗濤 學(xué) 號(hào) 09L0205215 09L0205211 09L0205217 指 導(dǎo) 教 師 惠紅旗 穆莉英 2012年 11 月 24 日交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 題目：某小城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)二、 指導(dǎo)教師三、 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（一）、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、交通現(xiàn)狀分析；2、人口、經(jīng)濟(jì)及交通量預(yù)測(cè)；3、交通分布、交通分配預(yù)測(cè)；4、對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。（二）、計(jì)算方法：1、交通量預(yù)測(cè)（1）、發(fā)生：利用現(xiàn)狀各交通分區(qū)人口數(shù)量與調(diào)查的現(xiàn)狀出行產(chǎn)生量進(jìn)行分析，得出交通發(fā)生量的預(yù)測(cè)模型（如多

2、元線性回歸模型）。（2）、吸引：根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查不同的出行目的的比例和影響出行的各類土地面積，得到不同土地利用類型的出行吸引率，從而得到規(guī)劃年的各交通分區(qū)的交通吸引量（如多元線性回歸模型）。2、交通分布預(yù)測(cè)：采用雙約束重力模型或福來特法進(jìn)行交通分布預(yù)測(cè)。3、交通分配：（選作）如采用全有全無法進(jìn)行交通分配預(yù)測(cè)。（三）、提交文件及圖紙計(jì)算書一份，內(nèi)容包括：1、 交通發(fā)生、吸引、分布的表格2、 計(jì)算過程3、 對(duì)現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)結(jié)果的分析。要求設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容完整，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，圖表規(guī)范，步驟清晰。報(bào)告采用A4紙打印、裝訂。 附錄：設(shè)計(jì)資料1、現(xiàn)狀情況表表1 現(xiàn)狀土地利用、人口情況表小區(qū)編號(hào)居住用地（公頃）工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)

3、（公頃）商業(yè)設(shè)施用地（公頃）政府團(tuán)體用地（公頃）旅游體育用地（公頃）現(xiàn)狀人口190.5552.1615.8825.52022226229.0983.3817.3318.83019510376.6819.0176.4112.975.7649336469.2616.5612.6212.10039403576.14145.851.426.36032436633.9283.430002110070167.56000988802、預(yù)測(cè)年份情況表 表2預(yù)測(cè)年份土地利用、人口情況表小區(qū)編號(hào)居住用地（公頃）工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)（公頃）商業(yè)設(shè)施用地（公頃）政府團(tuán)體用地（公頃）旅游體育用地（公頃）預(yù)測(cè)年人口1110.6552

4、.1815.265.55038416249.0183.457.8928.86028510384.6929.0129.4321.981.7251334496.3720.502.62251160.871.423.36035600644.2928.430002340070167.56000100003、 現(xiàn)狀OD表表3 交通小區(qū)現(xiàn)狀OD表DO1234567127767471615462342430136121069125019284065544241167416731104025622140713792803179876844221405934956417923912247

5、3554836369189833942724911127678612019148971409011714804584116247392115277104933305916101394、各個(gè)小區(qū)之間的距離表：表4 小區(qū)間距離表123456715001548.53223.05244.03754.12027.54107.721548.55001685.83698.02930.43340.35602.233223.01685.85002027.53105.24905.67188.245244.03698.02027.55004030.06760.29204.253754.12930.43105.240

6、30.05003777.97605.662027.53340.34905.66760.23777.95004253.574107.75602.27188.29204.27605.64253.55005土地類型出行吸引率表表5土地類型出行吸引率表（次/公頃）土地類型居住工業(yè)（倉(cāng)儲(chǔ)）商業(yè)設(shè)施政府團(tuán)體旅游、體育吸引率10012039003500206、以下網(wǎng)絡(luò)示意圖重，、分別為OD作用點(diǎn)，圖形中線路數(shù)值為出行時(shí)間，有些為固定值，有些與交通量有關(guān)，Q為交通流量，OD分布流量矩陣如下表所示。表6 OD點(diǎn)交通量表DO0300400500300010025040010006005002506000目 錄摘要

7、 11 引言 11.1背景 11.2交通現(xiàn)狀分析 22 人口出行預(yù)測(cè)43 出行吸引預(yù)測(cè)54 交通分布預(yù)測(cè)84.1 交通小區(qū)現(xiàn)狀 84.2 阻抗矩陣 94.3 用迭代法求行、列約束系數(shù) 94.4 檢驗(yàn)115 預(yù)測(cè)分布126 總結(jié) 12【摘要】 近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各地之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不斷加強(qiáng)。各地交通基礎(chǔ)設(shè)施也不斷改善，交通運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的作用也越來越明顯的體現(xiàn)和發(fā)揮出來，因而其存在的問題也越來越受到人們的重視，這些問題的解決在很大程度上和交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃有關(guān)。交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃就是合理規(guī)劃地區(qū)交通運(yùn)輸量，從整體與長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，因地制宜，正確配置運(yùn)輸生產(chǎn)力和運(yùn)輸網(wǎng)

8、點(diǎn)，最大限度的滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)的需要；同時(shí)合理布局，比例協(xié)調(diào)，高速發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)和居民提供優(yōu)質(zhì)的運(yùn)輸生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。最終達(dá)到人便于行、貨暢其流、物盡其用，即滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)男枨?。本次課程設(shè)計(jì)就是運(yùn)用交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃中合理進(jìn)行交通分配的方法，根據(jù)現(xiàn)有的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)和交通量，選擇行進(jìn)路線，把各種交通方式的出行分布量具體地分配到各個(gè)路線上。首先根據(jù)交通網(wǎng)絡(luò)圖選擇幾個(gè)重點(diǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為節(jié)點(diǎn)，畫出交通網(wǎng)絡(luò)圖。根據(jù)所得的交通網(wǎng)絡(luò)圖得到鄰接矩陣、鄰接目錄表和阻抗矩陣。這些都是對(duì)岳池縣交通網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)描述。其次再根據(jù)岳池縣交通的OD量分配到各條線路上去。這里使用了最短路

9、非配法和容量限制分配法?！娟P(guān)鍵詞】 交通運(yùn)輸 系統(tǒng)規(guī)劃 交通分配1 引 言 1.1 背景交通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。國(guó)家的發(fā)展離不開交通業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)、快速發(fā)展，各地交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷改善，交通運(yùn)輸在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的作用也越來越明顯的體現(xiàn)和發(fā)揮，其存在的問題也越來越受到人們的重視，這些問題的解決在很大程度上和交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃有關(guān)。交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃能在各種資源的限制條件下，最大的滿足經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目陀^需要，為國(guó)名經(jīng)濟(jì)和廣大人民群眾的生產(chǎn)和生活創(chuàng)造最有利的交通運(yùn)輸環(huán)境。同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越迅速，各地之間的聯(lián)系越來越頻繁。交通運(yùn)輸對(duì)我們的日常生活的影

10、響越來越大，每天我們一出門就會(huì)遇到選擇交通工具和交通線路的問題。當(dāng)然我們個(gè)人的出行時(shí)一般會(huì)考慮出行的兩個(gè)問題：路程最短和時(shí)間最短。但是當(dāng)我們從整個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)去規(guī)劃時(shí)，除了安排線路外，交通分配是不可或缺的一部分。交通分配可以分為兩類：交通工具的運(yùn)行線路固定類型和運(yùn)行線路不固定類型。前者是指在岳池縣內(nèi)的城市公共交通網(wǎng)，集體旅客運(yùn)輸；后者是指岳池縣的道路網(wǎng)，公路網(wǎng)等。一般指?jìng)€(gè)體旅客運(yùn)輸和貨物運(yùn)輸。因此為了使岳池縣的交通線路更合理，更方便人民群眾，管理部門既要考慮乘客個(gè)人的需求又要從整體出發(fā)，在分配交通量的時(shí)候既要考慮到路途長(zhǎng)遠(yuǎn)，也要考慮到時(shí)間的長(zhǎng)短?？茖W(xué)地運(yùn)用交通分配的方法來解決這些問題。1.2

11、交通現(xiàn)狀分析結(jié)合附表中的表1和表2，對(duì)現(xiàn)年和預(yù)測(cè)年土地利用，人口情況進(jìn)行分析。居住用地對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年90.5529.0976.6869.2676.1433.920預(yù)測(cè)年110.6549.0184.6996.3787.5144.290經(jīng)過圖標(biāo)對(duì)比，可以看出5個(gè)小區(qū)的居住用地都有所增長(zhǎng)。工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)用地對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年52.1683.3819.0116.56145.8583.43167.56預(yù)測(cè)年52.1883.4529.0120.5160.8728.43167.56經(jīng)過圖標(biāo)的對(duì)比，可以看出小區(qū)1、2和7的工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)用地沒發(fā)生改變，小區(qū)3、4和5的工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)用地有所增長(zhǎng)，

12、小區(qū)6的反而減少了。商業(yè)設(shè)施用地對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年15.8817.3376.4112.621.4200預(yù)測(cè)年15.267.8929.432.621.4200經(jīng)過對(duì)表的對(duì)比，小區(qū)1、2、3和4商業(yè)設(shè)施用地都減少了。政府團(tuán)體用地對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年25.5218.8312.9712.16.3600預(yù)測(cè)年5.5528.8621.982.173.3600經(jīng)過的對(duì)比，可以看出小區(qū)1、4和5的政府用地都減少了，小區(qū)2和3有所增長(zhǎng)。旅游體育用地對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年005.760000預(yù)測(cè)年001.720000經(jīng)過圖標(biāo)的對(duì)比，小區(qū)1、2、4、5、6和7在現(xiàn)狀以及未來都沒有

13、規(guī)劃旅游體育用地，小區(qū)3的旅游體育用地減少。人口對(duì)比表小區(qū)編號(hào)1234567現(xiàn)年22226195104933639403324362110098880預(yù)測(cè)年384162851051334454003560023400100000經(jīng)過圖標(biāo)的對(duì)比，除了7小區(qū)以外，各小區(qū)人口數(shù)量都有所增長(zhǎng)，而7小區(qū)沒有改變。2 人口出行預(yù)測(cè) 利用現(xiàn)狀各交通小區(qū)人口數(shù)量與調(diào)查的現(xiàn)狀出行產(chǎn)生量進(jìn)行回歸分析，得到出行產(chǎn)生量預(yù)測(cè)模型如下：Y=1.9X+9800 （相關(guān)系數(shù)為0.92）式中 Y 出行產(chǎn)生量（次）X 各交通小區(qū)的人口數(shù)量（人）預(yù)測(cè)年人口表（X矩陣）小區(qū)編號(hào)1234567預(yù)測(cè)年384162851051334454

14、003560023400100000則： 小區(qū)1 Y(1)=1.9X(1)+ 9800 =1.938416+9800=82790.4 小區(qū)2 Y(2)=1.9X(2)+ 9800 =1.928510+9800=63969 小區(qū)3 Y(3)=1.9X(3)+ 9800 =1.951334+9800=107334.6 小區(qū)4 Y(4)=1.9X(4)+ 9800 =1.945400+9800=96060 小區(qū)5 Y(5)=1.9X(5)+ 9800 =1.935600+9800=77440 小區(qū)6 Y(6)=1.9X(6)+ 9800 =1.923400+9800=54260小區(qū)7 Y(7)=1.

15、9X(7)+ 9800 =1.9100000+9800=28800得： 人口出行預(yù)測(cè)表 小區(qū)編號(hào)預(yù)測(cè)年人口（X矩陣）預(yù)測(cè)年出行產(chǎn)生預(yù)測(cè)（Y矩陣422851063969351334107334.6445400960605356007744062340054260710000288003 出行吸引預(yù)測(cè)根據(jù)對(duì)該區(qū)域現(xiàn)狀居民出行調(diào)查可知，居住用地、工業(yè)（含倉(cāng)儲(chǔ)）用地、商業(yè)設(shè)施用地、政府團(tuán)體用地和旅游、體育用地是主要的出行吸引源。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查不同出行目的的比例和影響出行的各類用地面積，得到土地利用類型的出行吸引表(如下表)土地類型出行吸引率表（次/公頃）土地類型居住工業(yè)（倉(cāng)儲(chǔ)）

16、商業(yè)設(shè)施政府團(tuán)體旅游、體育吸引率1001203900350020利用預(yù)測(cè)年吸引交通量公式：吸引交通量=（土地類型出行吸引率土地類型面積）預(yù)測(cè)年土地利用表（X矩陣）小區(qū)編號(hào)居住用地（公頃）工業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)（公頃）商業(yè)設(shè)施用地（公頃）政府團(tuán)體用地（公頃）旅游體育用地（公頃）1110.6552.1815.265.550249.0183.457.8928.860384.6929.0129.4321.981.72496.3720.522.622.170587.51160.871.423.360644.2928.4300070167.56000則可以得出出行吸引交通量表：出行吸引交通量表（Y矩陣）小區(qū)編號(hào)1234

17、567預(yù)測(cè)年出行吸引（Y矩陣）96265.6146696203691.62991045353.47840.620107.2結(jié)合人口出行預(yù)測(cè)表以及出行吸引交通量表得到利用模型預(yù)測(cè)的未來OD表。（如下表）。DO1234567Dj182790.42639693107334.6496060577440654260728800Oi96265.6146696203691.62991045353.47840.620107.2結(jié)合以上得到的OD矩陣，對(duì)Oi和Dj進(jìn)行計(jì)算： Oi=O1+O2+O3+O4+O5+O6+O7=510654Dj=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7=549864.4通過計(jì)算，Oi

18、Dj，所以要進(jìn)行調(diào)整：f=OiDj=510654549864.4=0.928691利用公式： Di=Dif則： D1=D1f=96265.60.928691=89400.9963 D2=D2f=1466960.928691=136235.2549 D3=D3f=203691.60.928691=189166.6 D4=D4f=299100.928691=27777.15 D5=D5f=45353.40.928691=42119.29 D6=D6f=7840.60.928691=7281.495 D7=D7f=20107.20.928691=18673.38調(diào)整后的Dj矩陣（如下表）：小區(qū)編號(hào)1

19、234567Dj89400.99633136235.2549189166.627777.1542119.297281.49518673.38經(jīng)調(diào)整后的OD表（如下表）：DO1234567Dj182790.42639693107334.6496060577440654260728800Oi89400.9963136235.2549189166.627777.1542119.297281.49518673.384 交通分布預(yù)測(cè)交通分布預(yù)測(cè)就是根據(jù)預(yù)測(cè)的各交通小區(qū)產(chǎn)生量和吸引量，確定各交通小區(qū)之間的出行分布量，即計(jì)算未來預(yù)測(cè)年居民出行量OD表中的各元素值。交通分布預(yù)測(cè)的常用模型主要有增長(zhǎng)系數(shù)模型、重

20、力模型和概率模型。增長(zhǎng)系數(shù)法假定現(xiàn)在和將來交通分布的模式變化不大，并基于各小區(qū)交通生成量和吸引量的增長(zhǎng)率，利用現(xiàn)狀的OD直接預(yù)測(cè)未來的OD。此方法簡(jiǎn)單、方便，但當(dāng)交通分布變化時(shí)，誤差較大。概率模型法是將交通小區(qū)的生成量以一定的概率分布到吸引區(qū)的方法。這是一種以出行個(gè)體效用最大為目標(biāo)的非集合優(yōu)化模型，從理論上講是一種更為精確、合理的方法。但事實(shí)上，這種模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要樣本量極大，難于求解和標(biāo)定。重力模型法基于引力定律，假設(shè)交通小區(qū)i、j之間的交通分布量與交通小區(qū)i的產(chǎn)生量、交通小區(qū)j的吸引量成正比，與交通小區(qū)i、j之間的交通阻抗系數(shù)成反比。根據(jù)約束條件情況又可分為無約束、單約束、雙約束重力模型

21、。此法綜合考慮了影響出行分布的地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)因素和出行時(shí)間、距離的阻礙因素，雖然計(jì)算復(fù)雜，但精度較高。本規(guī)劃要求采用雙約束引力模型或福來特法進(jìn)行交通分布預(yù)測(cè)，在這里我們采用雙約束引力模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。雙約束引力模型的形式是：Tij=Ki *Kj *Ti *Uj *f（Rij）Ki=Kj *Uj *f（Rij）Kj=Ki*Ti*f(Rij) 式中，Tij是出行發(fā)生小區(qū)i到吸引小區(qū)j的出行量的預(yù)測(cè)值； KiKj分別為行約束系數(shù)列約束系數(shù)； Ti表示出行發(fā)生小區(qū)i的出行產(chǎn)生量，即：Ti=Oi； Uj表示出行吸引小區(qū)j的出行吸引量，即：Uj=Dj； Rij為兩小區(qū)的交通阻抗值，本規(guī)劃中取Rij 為各小區(qū)

22、間的空間距離，則f（Rij）= Rij。4.1交通小區(qū)現(xiàn)狀由于計(jì)算的是現(xiàn)狀的參數(shù)，所以計(jì)算中用的TiUj使用現(xiàn)狀的OD表中的數(shù)據(jù)。（如下表）交通小區(qū)現(xiàn)狀OD表DO1234567Dj127767471615462342430136135525210691250192840655442411674167707523110402562214071379280317987685648144221405934956417923912247354450554836369189833942724911127678672686120191489714090117148045841162490068739211

23、52771049333059161013941054Oi7134310129012116061723865955764212104155984.2阻抗矩陣計(jì)算出各交通小區(qū)之間的距離矩陣Rij，并以此作為阻抗矩陣。交通小區(qū)間距離Rij123456715001548.53223.05244.03754.12027.54107.721548.55001685.83698.02930.43340.35602.233223.01685.85002027.53105.24905.67188.245244.03698.02027.55004030.06760.29204.253754.12930.43105

24、.24030.05003777.97605.662027.53340.34905.66760.23777.95004253.574107.75602.27188.29204.27605.64253.55004.3用迭代法求行、列約束系數(shù)Ki、Kj。首先令各個(gè)列約束系數(shù)Kj=1（j=1.2.3.4.5.6.7），帶入式Ki=Kj *Uj *f（Rij），第一次求Ki； K1=Kj *Uj *f（R1j）=K1*U1*R11+K2*U2*R12+K3*U3*R13+K4*U4*R14+K5*U5*R15+K6*U6*R16+K7*U7*R17=142.686+65.412+37.592+1.177

25、+10.298+27.504+5.163 =0.00345依此類推得： K2=0.00281 K3=0.002822 K4=0.007505 K5=0.005291 K6=0.00459 K7=0.008804 將上面求得的Ki(i=1.2.3.4.5)帶入式Kj=Ki*Ti*f(Rij) 第一次求Kj；K1=Ki *Ti *f（Ri1）=K1*T1*R11+K2*T2*R21+K3*T3*R31+K4*T4*R41+K5*T5*R51+K6*T6*R61+K7*T7*R71=0.245+0.128+0.049+0.077+0.095+0.204+0.088=1.126612同理得： K2=1

26、.008484 K3=1.080515 K4=0.860737 K5=0.891219 K6=0.820405 K7=1.001249 將上面求得的Kj(j=1.2.3.4.5)帶入式Ki=Kj *Uj *f（Rij）第二次求Ki；K1=Kj *Uj *f（R1j）=K1*U1*R11+K2*U2*R12+K3*U3*R13+K4*U4*R14+K5*U5*R15+K6*U6*R16+K7*U7*R17=160.752+65.967+40.619+1.013+9.177+22.564+5.170=0.003276 同理得： K2=0.002743 K3=0.002678 K4=0.007365

27、 K5=5448 K6=0.004919 K7=0.008745將上面求得的Ki(i=1.2.3.4.5)帶入式Kj=Ki*Ti*f(Rij) 第二次求Kj；K1=Ki *Ti *f（Ri1） = K1*T1*R11+K2*T2*R21+K3*T3*R31+K4*T4*R41+K5*T5*R51+K6*T6*R61+K7*T7*R71 =0.233+0.125+0.047+0.0765+0.098+0.219+0.087 =1.129909 同理得：K2=1.017003 K3=1.099057 K4=0.871944 K5=0.874985 K6=0.785481 K7=1.002028第二

28、次迭代結(jié)束。再進(jìn)行第三次迭代，求得K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743。它們與第二次相對(duì)誤差小于3%，迭代達(dá)到收斂，停止迭代。故：K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743；K1=1.129909，K2=1.017003 ，K3=1.099057，K4=0.871944，K5=0.874985，K6=0.785481，K7=1.0020284.

29、4理論分布把以上參數(shù)帶入模型：Tij=KiKjOiDjRij,根據(jù)現(xiàn)狀Oi、Dj值可算得現(xiàn)狀分布理論值，如：T11=K1K1OiDjR13=0.0032691.1299097134335525/500=18722.93其他結(jié)果列于下表：理論分布表DO1234567Dj118722.937154.8323992.697345.20722260.2215517.8121812.09135525210837.1739721.3513683.71877.52415190.5486003.7922381.797075234491.88410163.6539801.711380.7874225.8313526.7981601.4145648142111.4953543.6657507.1444282.3432490.3511957.389956.53665445053656.