06-交通規(guī)劃(新)課件

1、目 錄 (contents)6-1 交通規(guī)劃的定義、類型與程序6-2 交通規(guī)劃的調查工作6-3 交通規(guī)劃預測工作6-4 交通路網規(guī)劃6-5 交通規(guī)劃的評估與效益分析-第1頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-1 交通規(guī)劃的定義、類型與程序交通規(guī)劃指經過調查分析、預測未來的道路交通需求，規(guī)劃道路網絡，并加以實施和修正的全過程。交通規(guī)劃通常包括：城市道路交通規(guī)劃和區(qū)域公路網規(guī)劃。6-1-1 交通規(guī)劃的定義第2頁，共70頁。8/4/2022交通工程周王城規(guī)劃的道路系統(tǒng)第3頁，共70頁。8/4/2022交通工程唐長安城第4頁，共70頁。8/4/2022交通工程宋東京（開封）城第5頁，共70頁。8/

2、4/2022交通工程清代北京道路系統(tǒng)第6頁，共70頁。8/4/2022交通工程1669年重建倫敦方案第7頁，共70頁。8/4/2022交通工程1812年紐約道路網圖第8頁，共70頁。8/4/2022交通工程1882年馬塔提出的“帶形城市”理論第9頁，共70頁。8/4/2022交通工程城市局部地區(qū)分期建設帶形發(fā)展模式第10頁，共70頁。8/4/2022交通工程1898年霍華德田園城市道路網圖第11頁，共70頁。8/4/2022交通工程1901年嘎涅的“工業(yè)城市”道路規(guī)劃方案第12頁，共70頁。8/4/2022交通工程鄰里單位示意圖“鄰里單位”是20世紀初首先在美國產生的，是居住區(qū)的規(guī)劃理論，其基

3、本出發(fā)點一是以“鄰里單位”為細胞來組織居住區(qū)，二是力圖解決現(xiàn)代機動車交通對居民，特別是小學生上學的安全的影響。第13頁，共70頁。8/4/2022交通工程雙層城市交通系統(tǒng)第14頁，共70頁。8/4/2022交通工程美國明尼阿波利斯的“空中步道”系統(tǒng)第15頁，共70頁。8/4/2022交通工程馬爾默“雙層城市”交通系統(tǒng)第16頁，共70頁。8/4/2022交通工程樹枝狀道路系統(tǒng)規(guī)劃方案第17頁，共70頁。8/4/2022交通工程海沃山人車分離道路系統(tǒng)第18頁，共70頁。8/4/2022交通工程“有機疏散”交通規(guī)劃模式第19頁，共70頁。8/4/2022交通工程哈羅新城交通網絡結構第20頁，共70頁

4、。8/4/2022交通工程Cumbernauld新城道路系統(tǒng)圖第21頁，共70頁。8/4/2022交通工程Runcorn新城道路交通系統(tǒng)第22頁，共70頁。8/4/2022交通工程Milton Keynes新城道路網規(guī)劃第23頁，共70頁。8/4/2022交通工程2019年華盛頓城市交通指狀發(fā)展圖第24頁，共70頁。8/4/2022交通工程上海都市規(guī)劃（1949年5月）第25頁，共70頁。8/4/2022交通工程第26頁，共70頁。8/4/2022交通工程按交通規(guī)劃研究的地區(qū)范圍不同,可以分國家級的交通運輸規(guī)劃、區(qū)域性交通運輸規(guī)劃和城市交通規(guī)劃。 按交通規(guī)劃考慮的時限來分,有遠景或遠期戰(zhàn)略規(guī)劃

5、(2050年)、中長期規(guī)劃(1020年) 、近期建設規(guī)劃(10年以下，主要是35年)等。 6-1-2 交通規(guī)劃的層次和類型第27頁，共70頁。8/4/2022交通工程組織準備;制訂目標:1)使旅客和貨物具有適當?shù)目蓜有? 2)達到環(huán)境平衡;收集數(shù)據(jù);分析預測;制訂方案;評價和選擇;連續(xù)規(guī)劃：交通規(guī)劃應該是一個動態(tài)過程。6-1-3 交通規(guī)劃的基本程序第28頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-2 交通規(guī)劃的調查工作6-2-1 社會經濟調查社會經濟系統(tǒng)、運輸設施服務系統(tǒng)和交通活動系統(tǒng)是運輸系統(tǒng)分析的三個基本要素。交通規(guī)劃的任務歸根結底是要建立這三者之間的定性、定量關系,求得它們之間的協(xié)調與平衡

6、發(fā)展。社會經濟調查是根據(jù)交通規(guī)劃的需要,對所研究區(qū)域區(qū)的社會經濟狀況作全面的了解,收集各方面的基礎資料。其任務按性質可分為綜合社會經濟調查和對某一固定的道路及大型構造物的個別社會經濟調查。 第29頁，共70頁。8/4/2022交通工程行政區(qū)劃、分區(qū)規(guī)劃、隸屬關系、管轄范圍、影響區(qū)域等;人口(總數(shù)、分布、構成、增長等);土地利用(土地特征、建筑構成、開發(fā)程度、客貨發(fā)生等);國民經濟發(fā)展(國民收入、工農業(yè)總產值、生產和基建投資等);產業(yè)(產業(yè)結構、布局、資源、運量等);客貨運量(運輸量、運輸周轉量、各種方式所占的比重等);資金來源(國家投資、銀行貸款、社會集資等);社會價值(時間價值、勞動力價值、

7、美學景觀價值、人文歷史價值等)。綜合社會經濟調查的內容主要包括: 第30頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-2-2 交通設施及服務能力調查交通設施和服務能力調查的目的是為了弄清區(qū)域內交通系統(tǒng)的供應狀況,即系統(tǒng)的容量和服務水平。就道路交通而言,要收集下列一些基礎數(shù)據(jù):道路網總體狀況統(tǒng)計數(shù)據(jù)(總長度、總面積、密度、面積率、各級道路比重、質量等),如表6-1；路段狀況統(tǒng)計(長度、面積、線形、等級,車道劃分、分隔設施、路面質量,側向、豎向凈空等),如表6-2所示。公交線網設施狀況統(tǒng)計(路線長度、經過區(qū)域、設站情況、車輛情況、服務人員等)。如表6-4所示。 第31頁，共70頁。8/4/2022交通

8、工程6-2-3 交通實況調查交通實況調查通常包括:起訖點調查、貨物源流調查、公交運營調查、對外交通調查和路網交通流調查等內容。 1）起訖點調查(1)概念：又稱OD調查,是兩個英文單詞Orign(起點)和Destination(終點)的縮寫。其目的是為了弄清所研究區(qū)域內人和貨的交通特性,主要包括居民出行調查,流動人口出行調查等。(2)術語：起點、終點、出行（完成一個目的算一次出行）、境界線、期望線（連接各小區(qū)形心的直線）、核查線。第32頁，共70頁。8/4/2022交通工程期望線核查線 核查線為檢查OD調查數(shù)據(jù)精度在調查區(qū)域內設置的分隔線,一般借用天然的或人工的障礙 (河流、鐵道等)?？稍O一條或

9、多條,將調查區(qū)分隔成幾個部分,用以觀測穿越該線各道口的交通量,如圖所示。 第33頁，共70頁。8/4/2022交通工程(3) OD調查方法家訪調查。對居住在調查區(qū)內的居民,進行抽樣家訪,由調查員當面了解該戶中包括學齡兒童在內所有成員一日的出行情況。發(fā)表調查。一般用于機動車出行調查。將調查表由公安交警發(fā)至駕駛員手中,逐項填寫。路邊詢問調查。在主要道路或城市出入口上設調查站,讓車輛停下,詢問該車的出行情況。公交月票調查。對購月票的公交乘客發(fā)表調查,了解月票使用者的出行情況。第34頁，共70頁。8/4/2022交通工程2）貨物源流調查各單位的貨物運人、運出量。調查日各交通區(qū)之間及各交通區(qū)與外地之間的

10、貨物來往量。各單位歷年有關基礎數(shù)據(jù)。3）公交運營調查公交線路斷面流量調查。調查日公交線路總的運行情況調查。第35頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-3交通規(guī)劃預測工作6-3-1 概述交通預測的任務是根據(jù)對歷史的和現(xiàn)狀的社會經濟、交通供應及交通特征資料的分析研究推算規(guī)劃年的交通需求。交通預測通常分四階段進行:交通發(fā)生、交通分布、交通方式劃分和交通分配。交通預測的方法和模型很多，這里只介紹預測建模的基本原理和一些最常用的方法或模型。 第36頁，共70頁。8/4/2022交通工程發(fā)生、吸引交通量與生成交通量的關系 .發(fā)生交通量吸引交通量生成交通量第37頁，共70頁。8/4/2022交通工程交通

11、需求交通流重分布道路及交叉口流量預測交通網絡質量評價交通規(guī)劃方案車輛路徑選擇模擬最短路交通分配容量限制交通分配多路徑交通分配多路徑-容量限制交通分配調整交通管理措施O-D矩陣道路交通網絡交通流重分布模擬第38頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-3-2 交通發(fā)生預測交通發(fā)生預測的目的是建立分區(qū)產生的交通量與分區(qū)土地利用、社會經濟特征等變量間的定量關系，推算規(guī)劃年各分區(qū)所產生的交通量。因為一次出行有兩個端點，所以我們要區(qū)別分析一個區(qū)生成的交通和吸引的交通。交通發(fā)生預測通常有兩種方法:回歸分析法和聚類分析法, 這里著重介紹回歸分析法:Y =+X 式中: Y因變量； X自變量；,回歸系數(shù)。 第3

12、9頁，共70頁。8/4/2022交通工程模型標定方法是數(shù)學上的最小二乘法:模型標定方法是數(shù)學上的最小二乘法:最后得出的回歸方程為:第40頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-3-3 交通分布預測交通分布預測的目的是根據(jù)現(xiàn)狀OD分布量及各區(qū)因經濟增長、土地開發(fā)而形成交通量的增長,來推算各區(qū)之間將來的交通分布。預測方法已有很多,大體上分為兩類：一類是應用現(xiàn)狀OD表來推算將來的OD表,這叫“增長率”法,常見的有均衡增長率法、平均增長法、福雷特法等數(shù)種 。另一類是從現(xiàn)在的OD表選出一個重力模型,把這個重力模型作為推將來OD表的基礎,這叫“重力模型”法。另外還有線性回歸法、介入機會法等多種方法。 第

13、41頁，共70頁。8/4/2022交通工程 重力模型法考慮了區(qū)之間的交通分布受到地區(qū)間距離、運行時間、費用等的所有交通阻抗的影響。 模擬物理學中的牛頓的萬有引力定律：兩物體間的引力與兩物體的質量之積成正比，與它們之間距離的平方成反比。1955Casey其中， Oi，Dj小區(qū)i，j的發(fā)生與吸引交通量； R小區(qū)i，j間的距離或一般費用； k,系數(shù)。第42頁，共70頁。8/4/2022交通工程模型式分子：產生分布交通量的能力，,通常稱為潛能系數(shù)，一般在0.5-1.0間取值；模型式分母：阻抗，為阻抗系數(shù),表示道路建設水平指標。 在現(xiàn)狀OD表已知的條件下，Oi,Dj,Rij和tij已知，k,可以用最小二

14、乘法求得。對上式取對數(shù):已知未知已知第43頁，共70頁。8/4/2022交通工程 對一般情況，k,都為未知數(shù)，用最小二乘法求得。即，S.t.阻抗系數(shù)S.t.第44頁，共70頁。8/4/2022交通工程交通阻力曲線的幾種形式： 指數(shù)函數(shù)：（1） 冪函數(shù)：（2）組合函數(shù)：（3） n，：參數(shù) 單約束型B.P.R.模型:出行調整系數(shù)重力模型的特點：直觀上容易理解；能考慮路網的變化；特定區(qū)的現(xiàn)有OD交通量為零時，也能預測；沒有人的出行行為；內內交通量無法求出；操作方便。第45頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-3-4 交通方式劃分預測交通方式：1.城際間：鐵路、公路、航空、水運、管道；2.城市范圍

15、：軌道（地鐵、輕軌、獨軌等）、水運、道路（行人、非機動車、摩托車、出租、公共電汽車、客車、貨車）。 交通規(guī)劃方式劃分就是把總的交通量分配給各種交通方式。建立交通方式劃分模型的依據(jù)觀測到的交通方式劃分、居民出行特征和各種交通方式的運營特性。 第46頁，共70頁。8/4/2022交通工程第47頁，共70頁。8/4/2022交通工程影響交通方式劃分的因素： 出行特性a出行目的 上班、上學出行：汽車利用率低、公共交通利用率高。 業(yè)務出行：因需要在多客戶處停留，裝卸貨物等，所以汽車利用率高、公共交通利用率低。 自由出行：汽車(出租)利用率高。b出行距離 步行 3km 自行車 5km 摩托車 8km 公共

16、汽車 300km 轎車 500km貨車 1000km、高附加值貨物 水運(內河) 短途、捷徑、觀光 水運(近海、遠洋)旅游、散貨、低附加值貨物。第48頁，共70頁。8/4/2022交通工程 交通服務水平 行駛時間、費用、等待時間、運到期限、舒適性、安全性、可靠性。 行駛時間的可靠性 個人屬性職業(yè)、年齡、性別、收入、駕照持有與否、汽車保有與否。業(yè)務員、推銷員汽車使用率高，2040歲汽車利用率高，其它年齡段公共汽車利用率高，男性比女性汽車利用率高，收入高汽車利用率高。 家庭屬性 單身、夫妻、有否小孩、是否與老人同居。 老人、小孩上醫(yī)院機會多汽車利用機會增多。第49頁，共70頁。8/4/2022交通

17、工程 地區(qū)特性 人口規(guī)模、交通設施水平、地形、氣候等。 城市規(guī)模大 交通設施水平高 公共汽車利用率高 山川、河流多 汽車、公共汽車利用率高 雨天、雪天 公共交通方式利用率高 停車設施 舒適性和便利性。 區(qū)內人口密度 密度高 公共交通利用率高。第50頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-3-5 交通分配預測 分配交通量的直接目的是推求具有起訖點的交通,在網狀圖上究竟沿哪些線路運行,根據(jù)已知圖上一定區(qū)間的交通量來鑒定網狀圖是否妥當。 交通分配方法常用全有全無分配法（也稱最短路徑法），容量限制分配法，多路概率分配法等數(shù)種。1.全有全無法（all or nothing method） 它是將OD交

18、通需求沿最短經路一次分配到路網上去的方法，也被稱為交通需求分配。顧名思義，全有（all）指將OD交通需求一次性地全部分配到最短徑路上。全無（nothing）指對最短徑路以外的徑路不分配交通需求量。第51頁，共70頁。8/4/2022交通工程最短路交通分配 AB100100100出行量 T(A-B)=100輛 每一OD點對應的OD量被全部分配在連接該OD點對的最短線路上，其他道路上分配不到交通量。第52頁，共70頁。8/4/2022交通工程第53頁，共70頁。8/4/2022交通工程第54頁，共70頁。8/4/2022交通工程2.容量限制分配法容量限制分配是一種動態(tài)的交通分配方法，它考慮了路權（

19、兩交叉口間的出行時間）與交通負荷之間的關系，即考慮了交叉口、路段的通行能力限制，比較符合實際情況。容量限制分配有： 1）容量限制增量加載分配 2）容量限制迭代平衡分配第55頁，共70頁。8/4/2022交通工程 容量限制增量加載分配 先將OD表中的每一個OD量分解成K部分，即將原OD表分解成K個OD表，然后分K次用最短路分配模型分配OD量，每次分配一個OD分表，并且每分配一次，路權修正一次，路權采用路阻函數(shù)修正，直到把K個OD分表全部分配到網絡上。第56頁，共70頁。8/4/2022交通工程 容量限制交通分配AB40+202030+1010401020+4030+1030出行量T(A-B) =

20、 40+30+20+10第57頁，共70頁。8/4/2022交通工程1234567891012345101006050403020403030252020202015101510101055555分配次序K分配次數(shù)K與每次的OD量分配率（）第58頁，共70頁。8/4/2022交通工程 容量限制迭代平衡分配先假設網絡中各路段流量為零，按零流量計算路權，并分配整個OD表，然后按分配流量計算路權，重新分配整個OD表，最后比較新分配的路段流量與原分配的路段流量，新計算的路權與原計算的路權，若兩者比較接近，滿足迭代精度要求，則停止迭代，獲得最后的分配交通量。若不能滿足迭代精度要求，則根據(jù)新分配的流量重新

21、計算路權，重新分配，直到滿足迭代精度。第59頁，共70頁。8/4/2022交通工程迭代平衡分配的主要步驟如下： 用一般方法把交通表示為路網,以“零流量”路段行程時間開始；依次對每個起點分區(qū)計算通過路網的最短行程時間的通路；按全有全無分配模型,將起訖點的交通模式加到路網；計算分配到每條路段上的交通量；在流量與行程時間的關系式中,用分配給路段的交通量計算修改路段行程時間；按全有全無分配模型將原來起訖點的交通模式加到路網上,但要用由步驟得出的修整路網行程時間； 返回到步驟，并繼續(xù)直到分配的交通和結果的行程時間穩(wěn)定為止。第60頁，共70頁。8/4/2022交通工程多路徑概率分配法 根據(jù)實際路線費用分布

22、函數(shù)提出某條道路的運行費用,并假定出行者不知道所使用路線的實際費用。因此給出一個偏差值,調整出行者對這種道路運行費用判斷的不精確性,盡可能將所有的出行均勻地分配到路網上為止。AB30P=0.3P=0.5 50P=0.220T=100第61頁，共70頁。8/4/2022交通工程考慮最短路、隨機兩因素 mA1kB第62頁，共70頁。8/4/2022交通工程交通網絡規(guī)劃方案交通阻抗分析車輛路徑選擇模擬交通流重分布模擬道路及交叉口的速度、流量等輸出交通分配預測反饋調整第63頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-4交通規(guī)劃與路網規(guī)劃6-4-1 制訂路網規(guī)劃方案的目的和原則要有明確的目標和必要的前提；

23、要有全局觀點和發(fā)展眼光；要有工程經濟觀點；要有群眾觀點。第64頁，共70頁。8/4/2022交通工程6-4-2 制訂路網規(guī)劃方案的程序第65頁，共70頁。8/4/2022交通工程地區(qū)公路網規(guī)劃的基本內容有：(1)客、貨運資料的搜集與分析;(2)未來交通量的推算預測;(3)公路與土地利用的經濟分析;(4)調查沿路土地利用的運量變化分析;(5)現(xiàn)有公路的調查分析；(6)擬建主要交叉口(平面和立體交叉口)類型選擇與分析;(7)出入車道控制及交通用地分析；(8)路線服務設施的發(fā)展規(guī)劃;(9)公路與鐵路交叉口分析;10)高速公路規(guī)劃;(11)公路的環(huán)境影響評估等。6-4-3 路網規(guī)劃的基本內容第66頁，共