運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報告

1、南通大學(xué)交通學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計(jì)報告實(shí)驗(yàn)課程名稱運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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 1226032044課程老師陶懷仁、毛霖開課時間 2014 至 2015 學(xué)年第 1 學(xué)總成績一、課程設(shè)計(jì)目的和意義運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(jì)的理論知識之后，在本課程設(shè)計(jì)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(jì)的基本方法和實(shí)施步驟。二、課程設(shè)計(jì)時間本課程設(shè)計(jì)時間為第19個教學(xué)周，共歷時1周。三、課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：采用運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論中較成熟的“四階段法”（運(yùn)輸需求預(yù)

2、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(jì)為載體，進(jìn)行簡單的運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)， 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(jì)的設(shè)計(jì)步驟與具體過程本次課程設(shè)計(jì)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(shí)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)200220032004200

3、520062007200820092010201120122013GDP（億元）109.2127.2144.6159.8179.2204.5240.4281.6339.2406.6489601.5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)繪制出該地區(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。GDP（億元）gDp GDP（億元）圖3某地區(qū)各年份GDP增長折線趨勢圖人口（萬人）-一人口（萬人）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出該地區(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)

4、據(jù)計(jì)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200220032004200520062007200820092010201120122013平均 值gdp（億元）109.2127.2144.6159.8 -79.2 204.5 240.4 281.6 33).2 406.6489601.5各年增 長率0.160.140.110.120.140.180.170.200.200.200.230.17人口（萬人）60.261.564.668.671.473.776.679.382.485.288.190.9各年增 長率0.020.050.060.040.030

5、.040.040.040.030.030.030.04由處理后的數(shù)據(jù)表可以得出該地區(qū)的GDP平均增長率為17%人口增長率為4%通過公式PnPni*（1 n）N-年份pgdp或人口- 增長率可以得出:P2020 (GDP )P2013 *(12014)*(12015 )*(12016)*(12017)*(12018)*(12019 )*(12020)P2013*(1)7 601.5*1.17 7 1805.25(億元)P2O20(人口)P2013 *(12014)*(12015)*(12016)*(12017)*(12018)*(12019)*(12020)P2013*(17) 90.9*1.0

6、4 7 119.62(萬人)根據(jù)2002年-2013年該地區(qū)的GDP與人口平均增長率，通過計(jì)算可預(yù)測出 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分布矩陣12345671029868431452354123737179362198603216254166502056115225314310453658013027561305462935641683471820174931281092521899843165334608693203

7、024754614875698833252433401527141317685176842888139392205284E756024300715512152766114306567087867. 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

8、/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)增長率法是用其他指標(biāo)的增長率乘以原單位求出將來生成交通量的方法。OiN=Fi*Oi式中 F- 發(fā)生于吸引交通量的增長率，其計(jì)算公式為：Fi 二其中目標(biāo)年度小區(qū)i的預(yù)測人口基準(zhǔn)年度小區(qū)i的人口黑篝案黑黑DP聯(lián)系公式，由表二數(shù)據(jù)可得119.6290.91.32,1805.25,601.5 /2.28119.62 90.9Fi*1.32*2.283.01再根

9、據(jù)公式OiN=Fi*Oi得到表4表4預(yù)測OD分布矩陣1234567E108987.862537.43436.457085.543723.371116.7123887.3625977.8609680.16764.5450116.56188.563467.5276195.1433145.4511010.580391.38295.563928.051390.6228161.564505.681044.47547.820523.74279.93385.283286.9256588.8929627.434975.531041.46026165.936110.374509.5464475.8717150.

10、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

11、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(jì)算過程：(1)求發(fā)生交通量增長系數(shù)F%和F0O產(chǎn)Ui/O 01=22756/7560=3.0101F0oi=U2/O 02=3.1509F0O1=U3/O 03=3.0686F0O1=U4/O 04=3.0267F%1=U5/O 05=3.1782F0O1=U6/O 06=3.1041F0O1=U7/O 07=3.0617(2)第一次近似：qj1=qj0* (F0oi+F0吸引交通量增長系數(shù)

12、F0DjF°d1=VJD 01=23887/7936=3.01000_ 0-Fd1=V2/D 2=3.1426F0D1=V3/D03=3.1368F0D1=V4/D04=3.1140F0D1=V5/D05=3.1124F0D1=V6/D06=3.1336O_ 0-Fd1=V7/D 7=3.1302 )/2 如表5所示：1234567匯1O898825374367O86372311172388725978O968O7655O1176189346876195331451101103918296392813912816245061044548052428038532875658929627

13、4976104102616661107451064476171512507759130450459642534720625322128826541932775015905E2275673143215373657832604306117067264480表5 第一次近似OD分布矩陣(3)重新計(jì)算F1oi和F1D_1_1 Fo產(chǎn)Ui/O 1=26958/27199=0.9911F D1=V 1/D 1=28859/28858=1.000035F di=V2/D 2=0.999989_1_1Fdi=V3/D 3=1.000000F1D1=V4/D14=1.000000_1_1 Fdi=V5/D 5=

14、0.999989_1_1 F di=V6/D 6=0.999981_1_1Fdi=V7/D 7=1.000000因此不需要繼續(xù)迭代。上表即位平F1O1=U2/O 12=1.0035F1O1=U3/O 13=0.9911F1O1=U4/O 14=0.9855F1O1=U5/O 15=1.0053F1O1=U6/O 16=0.9975F1O1=U7/O 17=0.9908(4)收斂判定由于F1oi和F1Dj系數(shù)均小于3%勺誤差均增長系數(shù)法所求2020分布交通量。(四)交通方式選擇換算基礎(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)

15、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)動車汽車小客車1.0額定座位得9座大客車1.5額定座位19座小型貨車1.0載質(zhì)里及噸中型貨車1.52噸載質(zhì)量7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)里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4.0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：交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型 各小區(qū)

16、之間交通分布見表7。表7各種出行方式相關(guān)數(shù)據(jù)出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,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以1.5/50/80%=0.01510萬次/

17、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%X1.5/30/80%=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+0.015+0.084=0.13 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:表8折算后的OD分布矩陣''D-

18、O12345671 一01414.4394.8167.471119.17582.14173.552930.5401507.48118.437922.98968.5539.53489.191732.77060.581310.4614.25216.19478.39163.885.02082.4243.6859.6751021.414646.98771.55160.5504077.71946.666695.892698.02390117.262059.850714.227320.45836.68200.3340.95661.7433.550（五）交通分配2020年道路網(wǎng)規(guī)劃圖，將各交叉口進(jìn)行標(biāo)號，對

19、交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象:圖5基年某地區(qū)的道路網(wǎng)分布圖（比例尺1: 500,000）圖6各小區(qū)之間的距離表9鄰接矩陣''-j123456710110000210110003110010040100110500110016000100170000110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)j-1234567102738.48888227028.815.75888338.428.80827.6884815.75801815.75858827.6180834.868881

20、5.758016.87888834.816.80表12道路通行費(fèi)用道路類型設(shè)計(jì)車速(km/h)通行能力(pcu/h)V/C行程車速(km/h)主干路N04000>0.4534>0.6026>0.7715次干路或52000>0.4520>0.6014>0.779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(jì)車速402525402525402525V/C0.450.450.60.60.450.60.450.450.6路段長度18161210.511.57.510.514.57道路交

21、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(jì)算。其函數(shù)模型為：t t0 1V/C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(shí)用通行能力（輛/h）;、參數(shù)，建議取 0.15,4。根據(jù)已知條件對區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)路阻進(jìn)行計(jì)算，得到結(jié)果如下表所示。表14區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)路阻路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7to (min )2738.428.815.

22、7527.61815.7534.816.8t (min)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OD矩陣見表5。各OD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。計(jì)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 圖所示：圖7第一級時間參數(shù)初始路阻確定最短路線。根據(jù)圖7計(jì)算各OD量作用點(diǎn)間的最短路線可用尋找最短路的各種方法確定，最短路線如表15所示：表15最短路線表OD占八、對最知路線OD占八、對最短路 線OD占八

23、、對最短路 線OD占八、對最短 路線OD占八、對最短路 線OD占八、對最短路 線OD占八、對最知路線1-21-22-12-13-13-14-14-2-15-15-4-2-16-16-4-2-17-17-6-4-2-11-31-32-32-33-23-24-24-25-25-4-26-26-4-27-27-6-4-21-41-2-42-42-43-43-2-44-34-2-35-35-36-36-4-2-37-37-5-31-51-2-4-52-52-4-53-53-54-54-55-45-46-46-47-47-6-41-61-2-4-62-62-4-63-63-2-4-64-64-65-65

24、-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 OD點(diǎn)對最短路徑上分布，累加結(jié)果如下圖:圖8最短路徑分布累加結(jié)果五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)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(jì)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(jì)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(jì)， 加強(qiáng)了我的動手、思考和