交通規(guī)劃課程設(shè)計(jì)報(bào)告

目錄一、出行生成 21.1模型選擇 21.1.1客車(chē)增長(zhǎng)率預(yù)測(cè) 21.1.2貨車(chē)增長(zhǎng)率預(yù)測(cè) 31.2模型的驗(yàn)證 31.3預(yù)測(cè)出行生成 3二、出行分布 42.1重力模型的標(biāo)定 52.2未來(lái)出行分布預(yù)測(cè) 7三、交通分配 83.1不考慮特殊節(jié)點(diǎn) 83.2考慮特殊節(jié)點(diǎn) 9四、容量限制分配法 114.1初始容量限制分配 114.2越江設(shè)施選擇 134.2.13-5建越江設(shè)施 134.2.24-6建越江設(shè)施 144.3容量限制分配法與最短路徑比較 16一、出行生成1.1模型選擇交通量預(yù)測(cè)的變量為彈性系數(shù)。選用回歸分析法，按照變化規(guī)律，定基推算未來(lái)客車(chē)與貨車(chē)交通量增長(zhǎng)與GDP增長(zhǎng)的彈性系數(shù)。1.1.1客車(chē)增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)表SEQ表格\*ARABIC1.1客車(chē)彈性系數(shù)年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%客車(chē)交通13.00%10.00%8.00%7.00%彈性系數(shù)1.301.110.800.78利用Excel軟件，選擇半對(duì)數(shù)模型對(duì)年序-彈性系數(shù)進(jìn)行回歸，以5年為一個(gè)單位,1986年的相對(duì)年份為1,將歷年彈性系數(shù)描點(diǎn)繪圖如下?？傻煤瘮?shù)：Y=-0.40ln(x)+1.321圖1.1從而可以算出未來(lái)幾年的貨車(chē)交通量增長(zhǎng)與GDP增長(zhǎng)的彈性系數(shù)，從而計(jì)算出2006-2020年的交通量增長(zhǎng)率，如表所示。表1.2客車(chē)交通量增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)年份2006-20102011-20152016-2020GDP增長(zhǎng)8.00%7.00%7.00%彈性系數(shù)0.6650930.5907790.527947交通量增長(zhǎng)5.32%4.14%3.70%1.1.2貨車(chē)增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)表1.3貨車(chē)彈性系數(shù)年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%貨車(chē)交通14.00%10.00%7.00%5.00%彈性系數(shù)1.401.110.700.56利用Excel軟件，選擇半對(duì)數(shù)模型對(duì)年序-彈性系數(shù)進(jìn)行回歸，以5年為一個(gè)單位,1986年的相對(duì)年份為1,將歷年彈性系數(shù)描點(diǎn)繪圖如下。可得函數(shù)：Y=-0.63ln(x)+1.442圖1.2從而可以算出未來(lái)幾年的貨車(chē)交通量增長(zhǎng)與GDP增長(zhǎng)的彈性系數(shù)，從而計(jì)算出2006-2020年的交通量增長(zhǎng)率，如表所示。表1.4貨車(chē)交通量增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)年份2006-20102011-20152016-2020GDP增長(zhǎng)8.00%7.00%7.00%彈性系數(shù)0.4281320.3132330.216087貨車(chē)交通量增長(zhǎng)3.43%2.19%1.51%1.2模型的驗(yàn)證回歸模型擬合良好的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是相關(guān)系數(shù)。通過(guò)Excel軟件可以得到，此半對(duì)數(shù)模型的相關(guān)系數(shù)為R2=0.965，且對(duì)數(shù)模型最后趨于穩(wěn)定，所以擬合良好，模型合符要求。1.3預(yù)測(cè)出行生成跟據(jù)預(yù)測(cè)的客車(chē)貨車(chē)交通量年增長(zhǎng)率，并且客貨車(chē)分別占總交通量的50%，將客貨流量相加可以求得2006-2020年交通量。表1.5未來(lái)交通量預(yù)測(cè)年份2006-20102011-20152016-2020客車(chē)年增長(zhǎng)率5.32%4.14%3.70%貨年增長(zhǎng)率3.43%2.19%1.51%P（a）867.75051017.0631163.553P（b）867.75051017.0631163.553A（c）619.8218726.4733831.1095A（d）1115.6791307.6521495.997可以算得到2020年，增長(zhǎng)系數(shù)二、出行分布出行分布是要找出各交通分區(qū)之間的出行交換量，本文采取的出行分布模型為全約束的重力模型，保證模型矩陣中行與列的總和與調(diào)查矩陣中行與列的總和對(duì)應(yīng)相等。表2.12005OD分布O/DabcdPa180520700b320380700c180320500d520380900A7007005009002800根據(jù)已知的路段長(zhǎng)度與自由流車(chē)速,可以算到車(chē)輛在每一個(gè)路段上的行駛時(shí)間。路網(wǎng)分布及各路段行駛時(shí)間標(biāo)于下圖：圖2.1路網(wǎng)分布及各路段行駛時(shí)間根據(jù)上圖中各路段的行駛時(shí)間，按照莫爾算法算得各小區(qū)間出行的最短路徑,a-c為1-4-3-5，a-d為1-4-6，b-c為2-3-5，b-d為2-4-6。及其行駛時(shí)間如下表所示：表2.2行程時(shí)間行程時(shí)間abcda0.6070.377b0.3450.554c0.6070.345d0.3770.5542.1重力模型的標(biāo)定要標(biāo)定的全約束模型為：其中、、a為要標(biāo)定參數(shù)。選擇標(biāo)定參數(shù)a的初始值為a=1。利用vb程序進(jìn)行反復(fù)迭代程序主要代碼如下：Dimk1,k2,k3,k4,aAsDoubleDimiAsIntegerk3=1k4=1a=1Fori=1To10000k1=1/(k3*500/0.607^a+k4*900/0.377^a)k2=1/(k3*500/0.345^a+k4*900/0.554^a)k3=1/(k1*700/0.607^a+k2*700/0.345^a)k4=1/(k1*700/0.377^a+k2*700/0.554^a)NextiText1.Text=k1Text2.Text=k2Text3.Text=k3Text4.Text=k4迭代多次達(dá)到收斂，求得、的值：將平衡系數(shù)代入方程可以計(jì)算得出預(yù)測(cè)的OD分布表。表2.3預(yù)測(cè)OD分布O/DabcdPa175.4199524.5804700b324.5801375.4196600c175.41991324.5801500d524.58036375.4196900A7007005009002800計(jì)算調(diào)查與預(yù)測(cè)模型的起訖點(diǎn)矩陣中所有出行的平均時(shí)間，采用加權(quán)平均。比較模型和調(diào)查的平均出行時(shí)間:差異在允許范圍之內(nèi)，無(wú)需對(duì)a值進(jìn)行調(diào)整。其中：2.2未來(lái)出行分布預(yù)測(cè)根據(jù)預(yù)測(cè)的2020年出行生成量：表2.42020出行生成量O/DabcdPa1164b1164c831d1496A1164116483114964654對(duì)、進(jìn)行調(diào)整，其中a=1。將原先系數(shù)除以以可以算得到2020年的、其中增長(zhǎng)系數(shù)從而可以求得、的值：利用公式其中：計(jì)算2020年出行分布，如表。表2.52020年出行分布O/DabcdPa291.6872.01164b539.5624.01164c291.6539.5831d872.0624.01496A1164116483114964654三、交通分配3.1不考慮特殊節(jié)點(diǎn)使用最短路徑法（全有全無(wú)法）對(duì)交通量進(jìn)行分配。分配結(jié)果如圖所示。圖3.1分配結(jié)果將分配的流量匯總，如表所示。表3.12020年交通分配路段每車(chē)道通行能力車(chē)道數(shù)通行能力預(yù)測(cè)流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)(PCU/H)1-218004720000.0%1-4180047200232732.3%2-3180047200107915.0%2-4150023000124841.6%3-41800472005838.1%3-5150023000166255.4%4-6150023000299299.7%5-618004720000.0%越江設(shè)施建設(shè)位置及標(biāo)準(zhǔn)從交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江設(shè)施3-5的預(yù)測(cè)流量為1662(PCU/H),小于其通行能力3000(PCU/H),不需要擴(kuò)建;越江設(shè)施4-6的預(yù)測(cè)流量為2992(PCU/H),接近其通行能力3000(PCU/H),需要擴(kuò)建。設(shè)施4-6現(xiàn)狀為2車(chē)道，每車(chē)道通行能力1500(PCU/H)。若將其擴(kuò)建為雙向4車(chē)道，則通行能力變?yōu)?000(PCU/H)，大于路段4-6的預(yù)測(cè)流量2992(PCU/H)，能夠滿足通行需求。因此，通過(guò)交通需求分析，確定對(duì)越江設(shè)施4-6進(jìn)行擴(kuò)建，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為擴(kuò)建成雙向4車(chē)道。路網(wǎng)評(píng)價(jià)根據(jù)交通需求分析可以看出，2020年的路網(wǎng)除越江設(shè)施4-6需求擴(kuò)建外，其它路段均能滿足通行需求，不需要擴(kuò)建。3.2考慮特殊節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)B將建設(shè)一集裝箱碼頭，至2020年高峰小時(shí)預(yù)計(jì)有1800標(biāo)準(zhǔn)箱過(guò)江（雙向），其中C節(jié)點(diǎn)占40％，D節(jié)點(diǎn)占60％。一輛集裝箱卡車(chē)平均裝載1.8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，集裝箱卡車(chē)的空載率為20％。一輛集裝箱卡車(chē)＝3PCU。使用最短路徑法（全有全無(wú)法）對(duì)交通量進(jìn)行分配。分配結(jié)果如圖所示。圖3.2分配結(jié)果將分配的流量匯總，如表所示。表3.22020年交通分配路段每車(chē)道通行能力車(chē)道數(shù)通行能力預(yù)測(cè)流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)(PCU/H)1-218004720000.0%1-4180047200232732.3%2-3180047200332946.2%2-4150023000274891.6%3-41800472005838.1%3-51500230003912130.4%4-61500230004492149.7%5-618004720000.0%越江設(shè)施建設(shè)位置及標(biāo)準(zhǔn)從交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江設(shè)施3-5的預(yù)測(cè)流量為3912(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H);越江設(shè)施4-6的預(yù)測(cè)流量為4492(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H)，與3-5相比擴(kuò)建需求更大。在只能選擇建設(shè)一處越江設(shè)施的情況下，通過(guò)交通需求分析，確定對(duì)越江設(shè)施4-6進(jìn)行擴(kuò)建，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為擴(kuò)建成雙向4車(chē)道。路網(wǎng)評(píng)價(jià)根據(jù)交通需求分析可以看出，路段2-4通行能力為3000，但預(yù)測(cè)流量達(dá)到2748，接近飽和，需要擴(kuò)建。擴(kuò)建成雙向4車(chē)道。四、容量限制分配法4.1初始容量限制分配在考慮特殊節(jié)點(diǎn)的情況下,利用容量限制分配法對(duì)路網(wǎng)的交通量重新分配。以擴(kuò)建前各路段單向通行能力作為起始容量進(jìn)行迭代。路段阻抗函數(shù)按下式計(jì)算：迭代次數(shù)：N=5。按容量限制分配法進(jìn)行迭代，其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會(huì)發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時(shí)間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.1初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時(shí)間t0流量x0時(shí)間t1流量x1時(shí)間t2流量x2時(shí)間t3流量x3時(shí)間t4流量x4時(shí)間t5流x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.23520233210.2389015830.2380425830.23739703-530000.10939120.1229013912014114639120.1470166000630000.114449201475464492016641617440672000.25600.25600.25600.25600.25600.256583路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6250921-4-3-50.6371621-4-3-50.6498481-4-3-50.6557291-4-3-50.6858051-4-6-50.6351-4-6-50.6562451-4-6-50.6721791-4-6-50.684131-4-6-50.6930921-4-6-50.6835351-2-3-50.6381-2-3-50.6556851-2-3-50.6689481-2-3-50.6877211-2-3-50.6929761-2-3-50.731408B-D2-4-60.5542-4-60.6008582-4-60.6360022-4-60.634672-4-60.6613612-4-60.637412-1-4-60.6722-1-4-60.6932452-1-4-60.7091792-1-4-60.721132-1-4-60.7300922-1-4-60.7205352-3-4-60.5852-3-4-60.6080692-3-4-60.625372-3-4-60.6508062-3-4-60.6574232-3-4-60.6549312-3-5-60.6012-3-5-60.6186852-3-5-60.6319482-3-5-60.6507212-3-5-60.6559762-3-5-60.694408計(jì)算配流結(jié)果：由配流公式：可以得到使用容量限制法分配后的各路段的流量，如下表所示：表4.2分配結(jié)果路段通行能力預(yù)測(cè)流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)1-2720000.0%1-47200232732.3%2-37200470365.3%2-43000137445.8%3-472001121.7515.6%3-530004438.25147.9%4-630003950.75131.7%5-67200145.752.0%4.2越江設(shè)施選擇4.2.13-5建越江設(shè)施若將3-5擴(kuò)建為雙向四車(chē)道。再次用容量限制法進(jìn)行分配。迭代次數(shù)：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會(huì)發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時(shí)間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.3初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時(shí)間t0流量x0時(shí)間t1流量x1時(shí)間t2流量x2時(shí)間t3流量x3時(shí)間t4流量x4時(shí)間t5流量x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.2352025830.2352675830.2353165830.2353535833-560000.10939120.11247539120.11508266000.12345339120.12331566000.12962839124-630000.114449201475461744015420617440672000.25600.25600.25600.25600.25600.2560路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6146671-4-3-50.6189171-4-3-50.6285211-4-3-50.6293081-4-3-50.6363141-4-6-50.6351-4-6-50.6562451-4-6-50.6721791-4-6-50.667851-4-6-50.6808831-4-6-50.6743771-2-3-50.6381-2-3-50.6452591-2-3-50.6507031-2-3-50.6700281-2-3-50.669281-2-3-50.683961B-D2-4-60.5542-4-60.6008582-4-60.6360022-4-60.6183912-4-60.6491512-4-60.6282532-1-4-60.6722-1-4-60.6932452-1-4-60.7091792-1-4-60.704852-1-4-60.7178832-1-4-60.7113772-3-4-60.5852-3-4-60.6080692-3-4-60.625372-3-4-60.6308922-3-4-60.6424872-3-4-60.643732-3-5-60.6012-3-5-60.6082592-3-5-60.6137032-3-5-60.6330282-3-5-60.632282-3-5-60.646961可以得到使用容量限制法分配后的各路段的流量，如下表所示：表4.4分配結(jié)果路段通行能力預(yù)測(cè)流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)1-2720000.0%1-47200232732.3%2-37200470365.3%2-43000137445.8%3-472005838.1%3-56000525687.6%4-630003118103.9%5-6720000.0%4.2.24-6建越江設(shè)施若將4-6擴(kuò)建為雙向四車(chē)道。再次用容量限制法進(jìn)行分配。迭代次數(shù)：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會(huì)發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時(shí)間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.5初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時(shí)間t0流量x0時(shí)間t1流量x1時(shí)間t2流量x2時(shí)間t3流量x3時(shí)間t4流量x4時(shí)間t5流量x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.23520233210.2389015830.23804233210.24103103-530000.10939120.1229013912014114639120.1470139120660000.11444920.11879244920.12238744920.12508244920.12710444920.1286250755-672000.25600.25600.25600.25600.25600.256583路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間路徑選擇路徑時(shí)間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6250921-4-3-50.6371621-4-3-50.6498481-4-3-50.6557291-4-3-50.6637731-4-6-50.6351-4-6-50.6418681-4-6-50.647021-4-6-50.6508831-4-6-50.6537811-4-6-50.6559541-2-3-50.6381-2-3-50.6556851-2-3-50.6689481-2-3-50.6877211-2-3-50.6929761-2-3-50.705742B-D2-4-60.5542-4-60.5864812-4-60.6108422-4-60.6014242-4-60.6220492-4-60.6098292-1-4-60.6722-1-4-60.6788682-1-4-60.684022-1-4-60.6878832-1-4-