交通規(guī)劃設(shè)計

1、交通規(guī)劃課程設(shè)計方案編號 020246交通規(guī)劃課程設(shè)計姓名朱智強學(xué)號年級2007專業(yè)交通工程班級1成績指導(dǎo)教師歐振武、鄭建湖完成日期2010-6-120交通規(guī)劃課程設(shè)計目 錄1. 背景數(shù)據(jù)12. 課程設(shè)計目的23. 課程設(shè)計要求34. 課程設(shè)計步驟34.1OD.34.2.54.3.74.3.12005.74.3.2A.74.3.3.94.4.104.4.12020OD.104.4.2.124.5 () .135. 設(shè)計總結(jié)205.1結(jié)論 .205.2心得體會206 .210交通規(guī)劃課程設(shè)計1. 背景數(shù)據(jù)(1) 路網(wǎng)情況 ：實驗所需的路網(wǎng)數(shù)據(jù)如表1-1 所示，而其路網(wǎng)結(jié)構(gòu)形狀如圖 1-1所示。表

2、 1-1路網(wǎng)數(shù)據(jù)路段長度自由流車速每車道通行能力車道數(shù)性質(zhì)KM(KM/H)(PCU/H)1-229.310018004高速公路1-426.510018004高速公路2-323.610018004高速公路2-435.28015002快速路3-423.510018004高速公路3-58.78015002( 待定)高速公路4-69.18015002( 待定)高速公路5-625.610018004高速公路圖 1-1 路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖(2) 現(xiàn)狀（ 2005 年） OD:該路網(wǎng) 2005 年現(xiàn)狀高峰小時客貨OD 情況如表 1-2 所示，其中客貨分別占50%。1交通規(guī)劃課程設(shè)計表 1-2高峰小時客貨OD（ PC

3、U/H）ODabcda00180520b00320380c18032000d52038000(3) 經(jīng)濟增長及交通增長數(shù)據(jù)：該路網(wǎng)經(jīng)濟增長及交通增長數(shù)據(jù)包括貨車和客車兩元素，其中貨車交通量隨經(jīng)濟增長數(shù)據(jù)如表1-3 所示，而客車交通量隨經(jīng)濟增長數(shù)據(jù)如表1-4 所示。表 1-3 貨車交通量隨經(jīng)濟增長數(shù)據(jù)表 1-4 客車交通量隨經(jīng)濟增長數(shù)據(jù)客車GDP交通量貨車GDP交通量1986-1990 年10%13%1986-1990 年10%14%1991-1995 年9%10%1991-1995 年9%10%1996-2000 年10%8%1996-2000 年10%7%2001-2005 年9%7%200

4、1-2005 年9%5%2006-2010 年8%2006-2010 年8%2011-2020 年7%2011-2020 年7%(4) 特殊節(jié)點考慮：在節(jié)點 B 將建設(shè)一集裝箱碼頭，至 2020 年高峰小時預(yù)計有 1800 標準箱過江（雙向），其中 C 節(jié)點占 40，D 節(jié)點占 60。一輛集裝箱卡車平均裝載 1.8 個標準集裝箱，集裝箱卡車的空載率為 20。一輛集裝箱卡車 3 PCU。2. 課程設(shè)計目的(1) 在本次課程設(shè)計中，通過一個模擬 4 個小區(qū)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖并結(jié)合 OD 矩陣信息，在重力模型基礎(chǔ)上， 比較全有全無法和容量限制分配法哪種方法更適合對模擬地區(qū)進行規(guī)劃設(shè)計， 同時也讓我們在計算

5、的過程中更好的培養(yǎng)創(chuàng)新意識，樹立正確的交通規(guī)劃設(shè)計思想，從而能進一步掌握交通規(guī)劃方案設(shè)計及交通規(guī)劃方案評價的基本原理與方法。(2) 交通規(guī)劃課程設(shè)計是交通工程專業(yè)設(shè)計內(nèi)容之一，它是對交通規(guī)劃課程所學(xué)理論知識的實際應(yīng)用。通過這次的課程設(shè)計，使我們加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，掌2交通規(guī)劃課程設(shè)計握交通規(guī)劃四階段方法， 增強學(xué)生分析和解決交通規(guī)劃問題的能力，為今后從事交通規(guī)劃、工程設(shè)計等方面的學(xué)習(xí)、工作打下堅實的基礎(chǔ)。(3) 本次課程設(shè)計要求我們能夠利用 OD 矩陣信息對路網(wǎng)進行分析， 并提出合理的規(guī)劃方案。通過課程設(shè)計，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生分析和解決實際交通問題的能力。具有針對具體規(guī)劃城市或規(guī)劃區(qū)域的特點

6、，進行交通規(guī)劃設(shè)計、優(yōu)化及決策的能力與素質(zhì)。(4) 通過這次的課程設(shè)計，對我們以前所學(xué)的各方面知識進一步理解和鞏固，提高自己動手操作能力，認識到自己的不足從而達到取長補短的效果。3. 課程設(shè)計要求某地區(qū)考慮建設(shè)越江設(shè)施（不考慮特殊節(jié)點）。通過交通需求分析（分析特征年為2020 年）確定：1. 如果只建一處越江設(shè)施，建在何處比較合適，建設(shè)標準應(yīng)該如何考慮？2. 路網(wǎng)是否需要擴容？3. 假設(shè)：出行分布中使用重力模型； 交通分配中使用最短路徑法 （“全有全無法”）。在考慮特殊節(jié)點時，重新分析問題1。在上述分析中， 選擇一個交通分配結(jié)果， 比較最短路徑法及容量限值分配法（最大ta 1 0.3 xa2迭

7、代次數(shù) N取 510）的不同（假定路段阻抗函數(shù)為 ta，ta 為自由流Ca條件下的行程時間），并做簡明的比較分析。4. 課程設(shè)計步驟4.1客貨 OD生成預(yù)測該路網(wǎng) 2005 年現(xiàn)狀高峰小時客貨OD情況如表 4-1所示，其中客貨分別占 50%。表 4-1現(xiàn)狀（ 2005 年） OD ：高峰小時客貨OD（ PCU/H）ODabcd合計a00180520700b0032038070052038000900合計70070050090028003交通規(guī)劃課程設(shè)計根據(jù)貨車和客車1985-2020 年的 GDP和 1985-2005 的交通量隨經(jīng)濟增長數(shù)據(jù)分別見表 1-3 、表 1

8、-4 ，可分別得到貨車對數(shù)圖如圖4-1 所示和客車對數(shù)圖如圖4-2 所示。由貨車函數(shù)式 y = 2.5744Ln(x) + 0.7683和客車函數(shù)式 y = 2.7979Ln(x) + 0.5889可得 2020 年的客車、貨車的交通量。 并算出他們各自的增長系數(shù)，從而 2020 年各區(qū)貨車交通發(fā)生及吸引量如表4-2 所示和 2020 年各區(qū)客車交通發(fā)生及吸引量如表4-3 所示。y = 2.5744Ln(x) + 0.7683貨車 GDP交-通量關(guān)系圖R2 = 0.996765量4交通量通3對數(shù) ( 交通量)交21002468GDP圖 4-1貨車 GDP-交通量關(guān)系圖客車 GDP交-通量關(guān)系圖

9、y = 2.7979Ln(x) + 0.588927R = 0.982565量 4交通量通對數(shù) ( 交通量)交 321002468GDP圖 4-2客車 GDP-交通量關(guān)系圖表 4-2 2020年各區(qū)貨車交通發(fā)生及吸引量貨運分區(qū)增長系數(shù)發(fā)生量 O(pcu/h)吸引量 D(pcu/h)a1.472515.2515.2b1.472515.2515.2c1.472368.0368.0d1.472662.4662.44交通規(guī)劃課程設(shè)計表 4-3 2020年各區(qū)客車交通發(fā)生及吸引量客運分區(qū)增長系數(shù)發(fā)生量 O(pcu/h)吸引量 D(pcu/h)a1.412494.2494.2b1.412494.2494.

10、2c1.412353.0353.0d1.412635.4635.44.2最短行程時間確定行駛于道路如路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖 1-1 中，為了使我們節(jié)省在該路網(wǎng)中行駛的時間， 這就需要我們根據(jù)表 4-4 的數(shù)據(jù)來比較各個路段所需的行程時間 , 其結(jié)果如表 4-5 所示。并可根據(jù)表 4-5 得到路段行程時間圖 4-3 ，在根據(jù)圖 4-3 算出各區(qū)之間的行程時間如表 4-6 所示（單位：秒），在得到各區(qū)之間的最短行程時間后，最終可得到分區(qū)最短行程時間表 4-7 所示。表 4-4各路段情況表路段長度自由流車速每車道通行能力車道數(shù)性質(zhì)KM(KM/H)(PCU/H)1-229.310018004高速公路1-426.5

11、10018004高速公路2-323.610018004高速公路2-435.28015002快速路3-423.510018004高速公路3-58.78015002( 待定)高速公路4-69.18015002( 待定)高速公路5-625.610018004高速公路表 4-5各路段行程時間表路段長度自由流車速行程時間KM(KM/H)(s)1-229.31001054.81-426.5100954.02-323.6100849.62-435.2801584.03-423.5100846.03-58.780391.54-69.180409.55-625.6100921.65交通規(guī)劃課程設(shè)計圖 4-3路段

12、行程時間根據(jù)圖 4-3可求得各區(qū)之間的路徑分別所行使的行程時間如表4-6 所示。表 4-6 各區(qū)之間的行程時間各區(qū)路徑行程時間 /s各區(qū)路徑行程時間 /s1-2-3-52295.92-1-4-3-52418.31-4-6-52285.12-1-4-6-54167.9A-C1-4-3-52191.5B-C2-4-6-52915.11-2-4-6-53969.02-4-3-53743.01-2-4-3-53876.32-3-4-6-52105.11-4-61363.52-3-51241.11-4-3-5-63113.12-1-4-63246.3A-D1-2-4-63048.32-1-4-3-5-6

13、3339.91-2-4-3-5-64797.92-4-61993.5B-D1-2-3-4-63159.92-4-3-5-62821.51-2-3-5-63217.52-3-4-63026.72-3-5-62162.7對比表 4-6 中各區(qū)之間的路徑分別所行使時間可知，從而確定各區(qū)之間的最短路徑如下，并得到分區(qū)最短行程時間表見表4-7A-C: 1-4-3-5 A-D: 1-4-6B-C: 2-3-5B-D: 2-4-6表 4-7分區(qū)最短行程時間表行程時間（ s）abcda002191.51363.5b001241.11993.5c2191.51241.100d1363.51993.5006交通規(guī)

14、劃課程設(shè)計4.3完全約束重力模型200550ODOD4-8表 4-8高峰小時客運交通量OD（ PCU/H）ODabcdPa00180520350b0032038035052038000450A3503502504501400 2020TKK 'PA/ tij4-1ijijijdK 'j Aj/ tij ) 1K i(4-2jcK 'jbK i Pi / tij ) 1(4-3ja2005 OD 2005 ODaa 1.04-24-3K jKiK j' =1.0K i ;1.0*25011.0*3501Ka1.0*4502.2517K c

15、1.0*3502191.51363.52191.52.26391241.11.0*25011.0*3501Kb1.0*4502.3410Kd1.0*3501241.51993.51363.52.31341993.5KiK 'j :7交通規(guī)劃課程設(shè)計11Kc'2.2516*3502.3410*3500.9806Ka'2.2639*2502.3134*4500.97872191.51241.12191.51363.511Kd'2.2516*3502.3410*3501.0111Kb'2.2639*2502.3134*4501.02221363.51993.5

16、1241.11993.5第二遍迭代將修正值K j代入 K i ，重新進行迭代計算。0.9806*25010.9787*35011.0111*450Kc1.0222*350Ka2.24432191.52.24932191.51363.51241.10.9806*25010.9787*35011.0111*450Kd1.0222*350Kb2.34871363.52.32181241.11993.51993.5將已知的 Ki 代入，再計算 K 'j :2.2442*3502.3487*3501Ka'2.2493*2502.3218*4501Kc'0.97960.977621

17、91.51241.52191.51363.52.2442*3502.3487*35012.2493*2502.3218*4501Kd'1.0117Kb'1.02341363.51993.51241.11993.5第三遍迭代將修正值 K j 代入 K i ，重新進行迭代計算。0.9796*2501.0117*45010.9776*3501.0234*3501Ka2.2440Kc2.24862191.51363.52191.51241.10.9796*2501.0117*45000.9776*3501.0234*3501Kb2.3497Kd2.32221241.51993.5136

18、3.51993.5將已知的 Ki 代入，再計算 K 'j2.2441*3502.3492*35012.2486*2502.3222*4501Kc'0.9796Ka'0.97762191.51241.12191.51363.52.2441*3502.3492*35012.2486*2502.3222*4501Kd'1.0117Kb'1.02341363.51993.51241.11993.5第四遍迭代將修正值 K j 代入 K i ，重新進行迭代計算。0.9795*2501.0116*45010.9776*3501.0234*3501Ka2.2440Kc2

19、.24852191.51363.52191.51241.18交通規(guī)劃課程設(shè)計0.9795*2501.0116*45010.9776*3501.0234*3501Kb2.3491Kd2.32221241.51363.51363.51993.5將已知的 Ki 代入，再計算 K 'j,11Kc'2.2442*3502.3493*3500.9796Ka'2.2486*2502.3222*4500.97762191.51241.12191.51363.52.2442*3502.3493*35012.2486*2502.3222*4501Kd'1.0117Kb'1.

20、02341363.51993.51241.11993.5第五遍迭代將修正值 K j 代入 K i ，重新進行迭代計算。0.9795*2501.0116*45010.9776*3501.0234*3501Ka2.2440Kc2.24852191.51363.52191.51241.10.9795*2501.0116*45010.9776*3501.0234*3501Kb2.3491Kd2.32221241.51993.51363.51993.5將已知的 Ki 代入，再計算 K 'j2.2442*3502.3493*35012.2486*2502.3222*4501Kc'0.979

21、6Ka'0.97762191.51241.12191.51363.52.2442*3502.3493*35012.2486*2502.3222*4501Kd'1.0117Kb'1.02341363.51993.51241.11993.5最終發(fā)現(xiàn)第五次迭代達到收斂，計算得到的平衡系數(shù)為：Ka2.2440K b2.3491K c'0.9796K d'1.0117Kc2.2485K d2.3222K a'0.9776Kb'1.02344.3.3 計算起訖點矩陣(1)將 4.3.2 所得平衡系數(shù)代入全約束方程如下， 使用公式（4-1 ）TKK&#

22、39;PA/ tij，ijiji j計算得模型的起訖點矩陣，例如：'2.2440*0.9796*350*250K1K3PA1388T132191.5t131計算結(jié)果見表 4-9 。9交通規(guī)劃課程設(shè)計表 4-9 模型的起訖點矩陣ODabcdPa0088262350b00162188350c8816200250d26218800450A3503502504501400(2) 計算調(diào)查的與模型的起訖點矩陣中所有出行的平均出行時間：計算調(diào)查的與模型的起訖點矩陣中所有出行的平均出行時間, 采用加權(quán)平均 :調(diào)查的平均出行時間 ： t1(90*2191.5260*1363.5160*1241.119

23、0*1993.5)/ 7001612.98s模型的平均出行時間： t2(88*2191.5262*1363.5162*1241.1188*1993.5)/ 7001607.93s(3) 誤差分析：誤差 t1 t21612.981607.93 0.31% 3%t11612.98所以滿足要求標定標準誤差要求。因此，通過現(xiàn)狀（2005 年）OD矩陣的標定，得到全約束重力模型中分母冪函數(shù)的冪1.04.4交通量分配2020 年 OD矩陣計算因為該路網(wǎng) OD矩陣可從貨車 OD矩陣和客車 OD矩陣兩個元素來分析 , 所以要得到 2010 年 OD矩陣，就要先求出 2010 年貨車 OD矩陣和 2010 年客

24、車 OD矩陣。(1) 2010 年貨車 OD矩陣計算 ：因為計算 2020 年各區(qū)貨車交通量及吸引量的步驟大體上和4.3.2. 計算步驟一樣，因此在這里就不重復(fù)3.2.計算步驟了。通過在 Excel 中計算出最終得到的平衡系數(shù)為：K a1.5188K b1.5898Kc'0.9837K d'1.0159K c1.5282K d1.5782K a'0.9777Kb'1.0233TKK'PA/ tij ，然后將所得平衡系數(shù)代入全約束方程如下， 使用公式（4-1 ） ijiji j計算得模型的起訖點矩陣，例如：T13K1K3' P1 A31.5188*

25、0.9837*515*368t1311292191.5計算結(jié)果如表 4-10所示（取整）。10交通規(guī)劃課程設(shè)計表 4-102020 年各區(qū)貨車交通發(fā)生及吸引量ODabcdPa00129386515b00239276515c12923900368d38627600662A5155153686622060(2) 2010 年客車 OD矩陣計算：因為此步驟的計算方法和計算方法一樣，在這里就不在寫出其計算過程，所以我們在這里就直接用Exce 中算出的最終得到的平衡系數(shù)為：K a1.5834K b1.6573Kc'0.9837K d'1.0159K c1.5931K d1.6453K a

26、'0.9777K b'1.0233然后將所得平衡系數(shù)代入全約束方程如下， 使用公式（4-1 ）TKK'PAj/ tij，ijiji計算得模型的起訖點矩陣，例如：T13K1K3' P1 A31.5834*0.9837*494*353124t1312191.5計算結(jié)果如表 4-11所示。表 4-112020 年各區(qū)客車交通發(fā)生及吸引量ODabcdPa00124370494b00229265494c12422900353d37026500635A4944943536351976(3) 綜上所述，將表4-10 和表 4-11 分別所對應(yīng)的各自數(shù)據(jù)相疊加就能得到2020

27、年的高峰小時客貨的 OD矩陣如表 4-12所示。表 4-12高峰小時客貨 OD（ PCU/H）ODabcdPia002537561009b004685411009c25346800721d756541001297A j100910097211297403611交通規(guī)劃課程設(shè)計最短路徑法分配各個路段流量（交通分配）(1) 計算路段流量：按照全有全無法分配可得各個起訖點所選路線如表4-13 所示。表 4-13 各個起訖點所選路線OD點對最短路線節(jié)點號OD點對最短路線節(jié)點號ACCAADDABCCBBDDB根據(jù)表 4-12 和表 4-13可得各個路段的單向流量 ( 單位 (pcu/h) 見表 4-14

28、 。表 4-14 各個路段的單向流量路段流量10097211297468253541(pcu/h)路段容量360015001500360036001500超出部分000000結(jié)論：由表 4-14 可知：路段的車流量比路段的車流量大，說明路段的通行能力比較大， 所以先在路段建設(shè)越江設(shè)施。 又各路段的流量都小于他們各自的路段容量，所以各路段不需要擴容。(2) 考慮特殊節(jié)點：已知在節(jié)點 B 將建設(shè)一集裝箱碼頭， 至 2020 年高峰小時預(yù)計有 1800 標準箱過江（雙向），其中 C 節(jié)點占 40，D節(jié)點占 60。一輛集裝箱卡車平均裝載 1.8 個標準集裝箱，集裝箱卡車的空載率為 20。一輛集裝箱卡車

29、 3 PCU。根據(jù)已知條件知： 2020 年新增的車輛數(shù)為1000*3輛, 其中新增的 B 到1.8*1375020%C 為 3750*40%750 輛， B 到 D為 3750*60%1125輛。22所以考慮特殊節(jié)點后的2020 年的高峰小時客貨OD矩陣如表 4-15 所示。表 4-15 2010 年高峰小時客貨 OD（ PCU/H）ODabcdPia002537561009b00121816662884c2531218001471d7561666002422A j1009288414712422778612交通規(guī)劃課程設(shè)計按照全有全無法分配可得各個起訖點所選路線見表4-16 。表 4-16

30、 各個起訖點所選路線OD點對最短路線節(jié)點號OD點對最短路線節(jié)點號ACCAADDABCCBBDDB根據(jù)表 4-15 和表 4-16可得各個路段的單向流量 ( 單位 (pcu/h) 見表 4-17 。表 4-17各個路段的流量路段- - - - - -流量10091471242212182531666(pcu/h)路段容量360015001500360036001500超出部分0092200166結(jié)論：有上表可知， 路段的車流量比路段的車流量大，說明路段的通行能力比較大，所以選擇在路段之間建設(shè)越江設(shè)施。又因為路段- 的流量大于路段 - 的路段容量，且超出部分為922（pcu/h ），路段 - 的流

31、量大于路段 - 的路段容量，且超出部分為 166（pcu/h ），其余路段的流量都小于他們各自的路段容量，因此需要對路網(wǎng)進行擴容的只有路段 - 、路段 - 。4.5容量限制迭代平衡分配法（考慮特殊節(jié)點）xa2tat a 1 0.3(44)Ca.運用公式：nn 10.25n, a.(45)ta0.75taann1, a.(46)ata xa(1) 第一次分配：根據(jù) 2020 年的高峰小時客貨 OD矩陣的表 4-15和各個路段的單向流量 ( 單位 (pcu/h)2的表 4-17 ，在結(jié)合公式（4-4 ）tata1 0.3xa和公式（4-5）tan 0.75tan 1 0.25 an, a，Ca可得

32、各路段第一次迭代后的阻抗。其計算過程如下所示：10092： Ta 954* 1 0.3*976.5360013交通規(guī)劃課程設(shè)計ta10.75ta00.25Ta0.75*954 0.25*976.5 959.62： Ta391.5*10.3*1471504.51500ta10.75ta00.25Ta0.75*391.50.25*504.5419.42： Ta409.5*10.3*2422729.81500ta10.75ta00.25Ta0.75*409.50.25*729.8489.62： Ta849.6*10.3*1218878.83600ta10.75t a00.25Ta0.75*849.60.25*878.8856.9Ta846.0*10.3*2847.3：253 / 3600ta10.75ta00.25Ta0.75*846.00.25*847.3846.3Ta1584.0* 1 0.3*1666 /15002：2170.2ta10.75ta00.25Ta0.75*1584.00.25*2170.21730.