運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計課程設(shè)計報告

1、學(xué)院 交通學(xué)院 專業(yè)班交通運(yùn)輸年級121學(xué)生姓名 李前程學(xué)號課程老師陶懷仁、毛霖開課時 間 2014 至 2015 學(xué)年第 1 學(xué)期總成績一、課程設(shè)計目的和意義運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計課程設(shè)計是交通運(yùn)輸專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課，學(xué)生在掌握運(yùn) 輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的理論知識之后，在本課程設(shè)計中進(jìn)行模擬規(guī)劃訓(xùn)練，初步掌握運(yùn) 輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計的基本方法和實施步驟。二、課程設(shè)計時間本課程設(shè)計時間為第19個教學(xué)周，共歷時1周。三、課程設(shè)計的基本任務(wù)課程設(shè)計的基本任務(wù)：采用運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計理論中較成熟的“四階段法” （運(yùn)輸需求預(yù)測、運(yùn)輸需求分布、運(yùn)輸方式選擇，交通網(wǎng)絡(luò)分配），以某地區(qū)的運(yùn)輸 系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計為載體，進(jìn)行

2、簡單的運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計設(shè)計，以達(dá)到熟練應(yīng)用相關(guān) 理論進(jìn)行規(guī)劃的目的。四、課程設(shè)計的設(shè)計步驟與具體過程本次課程設(shè)計對某地區(qū)以2013年為基年，2020年為規(guī)劃年，對2020年道路網(wǎng)規(guī) 劃進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)理論與實踐相結(jié)合的原理，將該地區(qū)劃分為 7個交通小區(qū)如圖1所 示，基年的道路網(wǎng)分布如圖2所示。圖1某地區(qū)的交通小區(qū)劃分示意圖圖2基年某地區(qū)的道路網(wǎng)分布圖（比例尺1： 500,000）（一）社會經(jīng)濟(jì)預(yù)測已知該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口規(guī)模的歷史數(shù)據(jù)如表 1 ；表1該區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口規(guī)模歷史數(shù)據(jù)200220032004200520062007200820092010201120122013GDP（億元）10

3、9.2127.2144.6159.8179.2204.5240.4281.6339.2406.6489601.5人口（萬人）60.261.564.668.671.473.776.679.382.485.288.190.9根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪制岀該地區(qū)已知各年份的GDP與人口數(shù)據(jù)折線趨勢圖，如圖3.圖4圖3某地區(qū)各年份 GDP增長折線趨勢圖 圖4某地區(qū)各年份人口增長折線趨勢圖根據(jù)兩幅折線趨勢圖可以看岀該地區(qū)各年份的GDP及人口的大致增長趨勢，再根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計算出各年的增長率，處理后的數(shù)據(jù)如表2。表2該區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口規(guī)模歷史數(shù)據(jù)處理表格2002200320042005200620072008200

4、92010201120122013平均 值GDP109.2127.2144.6159.8179.2204.5240.4281.6339.2406.6489601.5（億元）各年增長 率0.160.140.110.120.140.180.170.200.200.200.230.17PGDP或人口:增長率可以得出：根據(jù)2002年-2013年該地區(qū)的GDP與人口平均增長率，通過計算可預(yù)測岀2020年該地區(qū)的 GDP大約為1805.25億元，人口大約為 119.62萬人。（二）出行生成預(yù)測調(diào)查得出該地區(qū)現(xiàn)狀OD分布矩陣如表3,采用增長率法預(yù)測每個交通小區(qū)的出行 產(chǎn)生量和出行吸引量。表3 現(xiàn)狀OD分布矩

5、陣汽、12345671029868431452354123737179362198603216254166502056115225314310453658013027561305462935641683471820174931281092521899843165334608693203024754614875698833252433401527141317685176842888139392205284E756024300715512152766114306567087867. 思想方法：交通生成預(yù)測市交通需求四階段預(yù)測中的第一階段，是交通需求分析 工作中最基本的部分之一，其目標(biāo)是求得各個對象

6、地區(qū)的交通需求總量，即交通生成 量，進(jìn)而在總量的約束下，求個小區(qū)的發(fā)生與吸引交通量。交通生成總量的預(yù)測方法 主要有原單位法、增長率法、交叉分類法和函數(shù)法。除此之外還有利用研究對象地區(qū) 過去的交通量或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的趨勢法和回歸分析等方法。利用各小區(qū)發(fā)生量/總發(fā)生量的比例系數(shù)和2020年預(yù)測人口 /2013年預(yù)測人口的比 例系數(shù)的加權(quán)比例對未來各小區(qū)的人數(shù)進(jìn)行預(yù)測，并用總量控制法進(jìn)行調(diào)整。利用各 小區(qū)吸引量/總吸引量的比例系數(shù)和2020年GDP/2013年GDP的比例系數(shù)的加權(quán)比例 對未來各小區(qū)的GDP總值進(jìn)行預(yù)測，并用總量控制法進(jìn)行調(diào)整。增長率法是用其他指標(biāo)的增長率乘以原單位求岀將來生成交通量的方

7、法。式中 Fi -發(fā)生于吸引交通量的增長率，其計算公式為:其中119.621805.25/601.5聯(lián)系公式，由表一數(shù)據(jù)可得:.=1.32，樸二/2.2890.9119.6290.9再根據(jù)公式得到表4表4 預(yù)測OD分布矩陣1234567E108987.862537.43436.457085.543723.371116.7123887.3625977.8609680.16764.5450116.56188.563467.5276195.1433145.4511010.580391.38295.563928.051390.6228161.564505.681044.47547.820523.742

8、79.93385.283286.9256588.8929627.434975.531041.46026165.936110.374509.5464475.8717150.982507.33758.5213045.3404596.2742534.3172061.855321.681288.28264.884192.932775.22015904.84E22755.67314321536.553657.1583259.6143061.0617066.7264479.67（三）交通分布預(yù)測采用增長函數(shù)法和重力模型法對2020年各小區(qū)之間的交通分布進(jìn)行預(yù)測。各小區(qū) 之間的交通阻抗采用各小區(qū)重心之間的直

9、線距。1.思想方法：交通分布預(yù)測是交通規(guī)劃四階段預(yù)測模型的第二步，是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測獲得的各小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成小區(qū)之間的空間OD量，即OD矩陣本報告中對交通分布的預(yù)測采用增長系數(shù)法中的平均增長系數(shù)法。在交通分布預(yù)測 中，增長系數(shù)法的原理是，假設(shè)在現(xiàn)狀交通分布量給定的情況下，預(yù)測將來的交通分 布量。利用平均增長系數(shù)法對2020年各小區(qū)之間的交通分布進(jìn)行預(yù)測：2.計算過程：（1）求發(fā)生交通量增長系數(shù)Foi和 吸引交通量增長系數(shù)FDj0 0F O1=U1/O 1=22756/7560=3.0101F0O1=U2/O02=3.1509FO1=U3/O3=3.0686Fo1=U4/O4=3.02

10、67F0o1=U5/O05=3.1782Fo1=U6/O6=3.1041Fo1=U7/O7=3.0617 第一次近似：qj 1=qij0*( F0oi+F0Dj)0 0F D1=V1/D 1=23887/7936=3.0100Fd1=V2/D2=3.1426F0d1=V3/D03=3.1368Fd1=V4/D4=3.1140Fd1=V5/D5=3.1124F0d1=V6/D06=3.1336Fd1=V7/D7=3.1302/2 如表5所示：表5 第一次近似0D分布矩陣1234567E10898825374367086372311172388725978096807655011761893468

11、761953314511011039182963928139128162450610445480524280385328756589296274976104102616661107451064476171512507759130450459642534720625322128826541932775015905E2275673143215373657832604306117067264480(3)重新計算F1oi和F1Dj1111F O1=U1/O 1=26958/27199=0.9911F D1=VD 1=28859/28858=1.00003511F1O1=U2/O12=1.003511F

12、1O1=U3/O13=0.991111F1O1=U4/O14=0.985511F1O1=U5/O15=1.005311F O1=U6/O 6=0.997511F1o1=U7/O17=0.9908(4)收斂判定11F1d1=V2/D12=0.99998911F1D1=V3/D13=1.00000011F1D1=V4/D14=1.00000011F1d1=V5/D15=0.99998911F d1=V6/D 6=0.99998111F1D1=V7/D17=1.000000由于F1Oi和Flj系數(shù)均小于3%的誤差，因此不需要繼續(xù)迭代。上表即位平均增長系數(shù)法所求2020分布交通量（四）交通方式選擇換算

13、基礎(chǔ)資料：交通方式劃分是四階段法中的第三個階段。所謂交通方式劃分就 是出行者出行時選擇交通工具的比例，它以居民出行調(diào)查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究人們出 行時的交通方式選擇行為，建立模型從而預(yù)測基礎(chǔ)設(shè)施或交通服務(wù)水平等條件變化時 交通方式間交通需求的變化。車型折算系數(shù)荷載及功率備注機(jī)汽小客車1.0額定座位 19座動車大客車1.5額定座位19座車小型貨車1.0載質(zhì)量W2噸中型貨車1.52噸載質(zhì)量W7噸包括吊車大型貨車2.07噸 載質(zhì)量 14噸特大型貨車3.0載質(zhì)量14噸拖掛車3.0包括半掛車、平板拖車集裝箱車3.0摩托車1.0包括輕騎、載貨摩托車及載貨（客）機(jī)動三輪車等拖拉機(jī)4.0非機(jī)動車人畜力車畜力車4

14、.0人力車1.0包括人力三輪車、手推車自行車0.2包括助動車表6車型分類及車輛折算系數(shù)注：父通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型。各小區(qū)之間交通分布見表7表7各種出行方式相關(guān)數(shù)據(jù)岀行方式步行自行車公交車出租車城市快軌單位班車單位小汽車私家車百分比（）27.65.940.12.92.46.42.412.1平均單車載客量（人）1504304044滿載率100%80%75%80%51%40%36%折算系數(shù)0.22.51.02.52.51.01.0按照提供的出行比例等相關(guān)數(shù)據(jù)將出行轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)交通量，就是用總的出行次數(shù)乘以某種出行方式占總出行方式的百分比，除以單車載客量和滿載率，然后乘以其車輛折算系數(shù)，將不同出

15、行方式折算后的結(jié)果求和，即可得到轉(zhuǎn)化后的標(biāo)準(zhǔn)交通量公交車這算結(jié)果：40.1%X 1.5/50/80%=0.01510 萬次 / 日出租車折算結(jié)果：2.9% X 1.0/4/75%=0.0097萬次/日城市快軌折算結(jié)果：2.4% X 1.5/30/80%=0.0015萬次/日單位班車折算結(jié)果：6.4% X 1.5/40/51%=0.0047萬次/日 單位小汽車折算結(jié)果：2.4% X 1.0/4/40%=0.015萬次/日 私家車折算結(jié)果：12.1% X 1.0/4/36%=0.084萬次/日對各出行方式折算結(jié)果求和：0.0118+0.01510+0.0097+0.0015+0.0047+0.01

16、5+0.084=0.1萬次 / 日劃分結(jié)果：對不同小區(qū)之間的交通量進(jìn)行折算，得到結(jié)果如下表所示:2020年道路網(wǎng)規(guī)劃圖，將各交叉口進(jìn)行標(biāo)號，對交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象:地區(qū)的道路網(wǎng)分布圖（比例尺10.52號,10.540,000)1 :618121611.57.56j- 12341必56710110000210110003110010040100110500110016000100170000110卜區(qū)之間的距表8折算后的OD分布矩陣12345671 01414.4394.8167.471119.17582.14173.552930.5401507.48118.437922.98968.5539.53

17、489.191732.77060.581310.4614.25216.19478.39163.885.02082.4243.6859.6751021.414646.98771.55160.5504077.71946.666695.892698.02390117.262059.850714.227320.45836.68200.3340.95661.7433.550（五）交通分配表10鄰接目錄表iR(i)R（i，j）122,3231,3,433,1,2,5432,5,6533,4,7624,7725,6表11阻抗矩陣（阻抗見表 13）7j1234567102738.4OOOOOOOO227028

18、.815.75OOOOOO338.428.80OO27.6OOOO4OO15.75OO01815.75OO5OOOO27.6180OO34.86OOOOOO15.75OO016.87OOOOOOOO34.816.80表12道路通行費(fèi)用道路類型設(shè)計車速（km/h）通行能力（pcu/h）V/C行程車速（km/h）主干路羽040000.45340.60260.7715次干路 2520000.45200.60140.779表13各路段車速及長度路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7行程車速342014262014342014設(shè)計車速402525402525402525V/C0.45

19、0.450.60.60.450.60.450.450.6路段長度18161210.511.57.510.514.57道路交通阻抗函數(shù)（簡稱路阻函數(shù)）是指路段行駛時間（交叉口延誤）與路段（交 叉口）交通負(fù)荷之間的函數(shù)關(guān)系，是交通網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)。本報告中采用美國聯(lián)邦公 路局路阻函數(shù)模型對該區(qū)域內(nèi)道路交通阻抗進(jìn)行計算。其函數(shù)模型為：式中：t 兩交叉口之間的路段行駛時間（min）；to交通量為0時，兩交叉口之間的路段行駛時間（min）；V路段機(jī)動車交通量（輛/h）;C 路段實用通行能力（輛/h）；、1參數(shù)，建議取=0.15，1 =4。根據(jù)已知條件對區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)路阻進(jìn)行計算，得到結(jié)果如下表所示 表14區(qū)域

20、內(nèi)路網(wǎng)路阻路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7t0 (min)2738.428.815.7527.61815.7534.816.8t (mi n)27.1738.6429.3616.0627.7718.3515.8535.0117.13容量限制法交通分配在圖6所示的交通網(wǎng)絡(luò)中，路段行駛見表 13。預(yù)測0D矩陣見表5。 各0D量作用點(diǎn)之間的最短路線可用尋找最短路的各種方法確定，在本報告中, 最短路線如表6.9所示。示:215.752738.4 28.841815.7516.8圖727第一級時間參數(shù)初始路5確定最短路線。根據(jù)圖計算各0D種方法確定，最短路線如表15所示：作用點(diǎn)

21、間的最短路線可用尋找最短路的各34.8計算各路段的行駛時間。由所給表格可得第一級時間參數(shù)初始路阻to，如下圖所7159.13046.6812165.877059表15最短路線表0D占八、對最短路線0D占八、對最短路 線0D占八、對最短路 線0D占八、對最短路線0D占八、對最短路 線0D占八、對最短路 線0D占八、對最短路線1-21-22-12-13-13-14-14-2-15-15-4-2-16-16-4-2-17-17-6-4-2-11-31-32-32-33-23-24-24-25-25-4-26-26-4-27-27-6-4-21-41-2-42-42-43-43-2-44-34-2-3

22、5-35-36-36-4-2-37-37-5-31-51-2-4-52-52-4-53-53-54-54-55-45-46-46-47-47-6-41-61-2-4-62-62-4-63-63-2-4-64-64-65-65-4-66-56-4-57-57-51-71-2-4-6-72-72-4-6-73-73-5-74-74-6-75-75-76-76-77-67-6采用最短路徑（全有全無）分配方式在個 0D點(diǎn)對最短路徑上分布，累加結(jié)果如下圖:10936.642407.61982.59906.6511184.421631.631486.9394.81489.19971.88862.03圖8最

23、短路徑分布累加結(jié)果1162.853356.73五、課程設(shè)計總結(jié)這次課程設(shè)計我通過對交通狀況的研究，對交通運(yùn)輸規(guī)劃交通分配有了更多的理解，掌握了交通分配的主要知識和方法。讓我明白了交通網(wǎng)絡(luò)的概念對一個交通運(yùn)輸 系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的交通分配有利于合理配置當(dāng)?shù)氐慕煌ňW(wǎng)絡(luò)，才能使交通運(yùn)輸系統(tǒng) 與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會等其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，從而獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài) 效益，為當(dāng)?shù)貜V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。這次課程設(shè)計增加了我的專業(yè)知識的同時也豐富了我的生活閱歷。在此任務(wù)中也 遇到一些問題和困難，但通過老師和朋友的幫助終于順利完成任務(wù)，在此我體會到團(tuán) 隊力量的偉大，也明白了只有努力才能成功。最后通過這次設(shè)計同時也讓我發(fā)現(xiàn)了自 己在這些方面存在很多不足的地方，我要繼續(xù)努力學(xué)好這方面的知識。一個星期的課程設(shè)計終于結(jié)束了，過程曲折，可謂一言難盡。在此期間我失落 過，也曾一度熱情高漲，其中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴令我無比回味。通過這次課程設(shè)計，加強(qiáng)了 我的動手、思考和解決問題的能力。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就 是心里想老著這樣的