北京交通大学交通规划课程设计实验报告

1交通规划实验报告小组成员：XXXXXXXXXXXXXXXXX2指导老师：陈旭梅 王颖目录一、实验概述41、实验背景41.1 实验目的 41.2 实验任务 42、会议纪要 43、小组分工 5二、交通调查实验报告 51、RTMS 介绍 51.1 RTMS 概况 51.2 RTMS 检测原理 61.3 RTMS 工作性能 72、RTMS 检测数据与实际测量数据的对比分析 82.1 传感器位置 82.2 对比分析 83、交通流三要素间关系的分析 103.1 车速与车流密度间的关系113.2 车流量与车流密度间的关系113.3 车速与车流量间的关系12三、交通规划实验报告 121. 北下关简介122. 交通量调查133. 交通软件 tranCAD 使用143.1. 软件概述143.2. 在使用 transCAD 之前的准备工作143.3. 建立地理文件，划分交通小3区143.4. 建立线地理文件，输入路网数据153.5. 创建小区质心，并将质心连接至路网153.6. 创立逻辑网络文件163.7. 进行 OD 反推163.7.1 创建初始矩阵163.7.2 进行 OD 反推操作173.8. 发生与吸引交通量预测183.8.1 建立数据表，并输入数据183.8.2 建立预测模型，估计回归模型参数193.8.3 预测未来发生交通量203.8.4 预测未来吸引交通量203.8.5 将数据表文件和小区建立联系223.8.6 平衡发生与吸引交通量223.8.7 画出发生与吸引交通量的柱形图233.9. 出行分布量预测253.9.1 生成小区间的出行阻抗矩阵253.9.2 增长系数法273.9.3 重力模型法293.10. 交通分配323.10.1 矩阵的索引转换323.10.2 进行分配323.10.3 作出流量分配图334. 总结与改进35四、实验心得354一、实验概述1、实验背景1.1 实验目的本实验是在交通流数据采集的基础上，指导学生完成对象区域的交通网络设计、社会经济指标、交通量的统计分析，交通需求预测、交通状态评估等任务。培养学生深入掌握交通规划的理论知识和技术方法，满足交通规划、路网设计、交通管理、智能交通等相关工程领域对学生具备交通数据采集和分析、交通需求预测及分析、交通网络制作、TransCAD 专业软件操作或计算机编程等基本技能和素质要求，增强学生实践动手和自主创新能力，为将来投入该领域的研究和开发奠定一定的基础。1.2 实验任务本实验由交通调查和交通规划实验两部分组成。交通调查实验的内容具体为以北京交通大学周边区域的几个典型交叉口为调查对象，进行数据采集实验，应用交通流数据采集与分析的基本原理和方法，熟悉了解 RTMS 的工作原理和工作模式，并获得 RTMS 的数据进行分析，借助调查的数据，做交通量的统计分析，并分析交通流三要素流量、速度和密度之间的关系。交通规划实验部分的具体内容为以北下关为规划区域，调查要求路段的交通量、车速等数据，并借助 transCAD 划分规划区域的交通小区，同时进行基年的 OD 反推，得出小区之间的分布交通量；另一方面，借助软件中的各种模型预测将来的分布交通量并将其分配到道路网中。52、会议纪要5 月 26 日，我们小组开了第一次实验会议。具体内容就是安排规划交通量调查实验的任务分工。我们计划在 27 号上午 8:00-9:00 在西门天桥以及 29号下午 3:30-4:30 在东门天桥进行两次实际交通量的测量。7 月 1 日，我们交通规划班的各位组长们开了一个短会，会议内容为安排合作测定北下关辖区各个路段的交通量。我们将辖区内各个路段分给每个小组，并统一在 7 月 2 日下午 5:00-6:00 进行交通量测量。7 月 4 日，我们小组开了第三次会议，内容为具体商量两个实验的内容，并给每位成员安排任务（任务分工见下） 。之后，我们小组每天下午 2:00 都会到学生活动中心三层按照任务分工完成实验内容。3、小组分工XXXX:担任组长，负责会议组织，参与路网数据收集分析及部分报告的编写，同时负责展示 ppt；XXXX：参与路网数据收集分析，任务二部分主负责 transCAD 软件的的使用（XXX 和 XXXX 参与进行） ，以及最后报告的修改和整合XXXX：参与路网数据收集分析，主要负责任务一 RTMS 的数据处理（XXXX 和XXXX 参与进行） ，以及任务一报告的撰写XXXX：参与路网数据收集分析，主要负责任务二部分报告的撰写XXXX：参与路网数据收集分析，主要负责 ppt 的制作和部分报告的撰写；XXXXX：参与路网数据收集分析，每次小组会议的记录员。在工作中并不是分离工作，某部分的工作都是在某一成员领导、其他成员协助的工作模式下完成的。同时，我们也在最后保证了每个小组成员都完整地使用过 transCAD，进行了所有的软件操作过程。二、交通量调查实验报告1、RTMS 介绍1.1 RTMS 概况RTMS（Remote Traffic Microwave Sensor 远程交通微波雷达检测器）是6一种用于监测交通状况的再现式雷达装置。它可以测量微波投影区域内目标的距离，通过距离来实现对多车道的静止车辆和行驶车辆的检测。 RTMS 在微波束的发射方向上以 2 米（7 英尺）为一层面分层面探测物体，RTMS 微波束的发射角为 40 度，方位角为 15 度。安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为32 个层面的椭圆形波束，这个椭圆的宽度取决于选择的工作方式，并因检测器安装角度和安装距离的不同稍有变化。 RTMS 有两种安装设置和多种工作模式。侧向安装时, 设备安装在路旁的杆子上, 保持微波的投影与车道正交, 分层面的波束能够提供相互独立的八个探测区域, 可适应于不同道路状况。被探测车道可以被定义为一个或多个微波层面。波束覆盖区的宽度决定了探测道的长度。正向安装时, 设备安装在龙门架上, 其微波束发射方向与车辆行驶方向一致。此种设置检测器不能区分车道，因此必须通过调节好瞄准角度来使微波投影对应单一的车道。71.2 RTMS 检测原理RTMS 接收到微波投影区域内各种表面的连续不断的回波, 如人行道, 栅栏, 车辆以及树木等。在每一个微波层面内的固定物体回波信号将形成背景阈值, 如果回波信号的强度高于该微波层面的背景阈值，则表明有车辆存在。在 RTMS 设置时， “背景获取”可在 30 秒内完成。在正常使用时也会经常调节。例如，来自停止车辆的回波信号在 30 分钟内成为背景，检测将被终止，车道对应的输出开关将被释放。相反的, 当车辆离开时，背景阈值会很快降至初始状态，新的背景阈值在 30 秒内形成。最强的回波信号来自车辆的垂直表面的反射，水平表面(如车顶)将散射微波，回波信号较弱。接收到的回波信号的强弱取决于车辆的反射面，实际接收信号是多重反射信号的总和。有时来自各处的信号可能不是同一相位而导致信号会低于阈值，此时短暂的低电平信号称为零信号。为避免由零信号产生的误判，RTMS 对信号处理时引入一个参数“扩展延迟时间(EDT)” ， 持续时间短于 EDT 的零信号将被忽略。 阈值和 EDT 是两个参数, 当操作模式选定后其默认值也就设置了。通过参数设置可以优化检测器的运行。 1.3 RTMS 工作性能微波雷达检测器是一个实时再现的检测器，设备适合安装在路边的立杆或横跨路面的结构上，并提供以下功能： 再现在检测区域内运动或停止的车辆 按用户所设定的数据周期（范围从 10 至 600 秒）提供交通数据，并可以通过串行通信线传输到其它设备 交通数据必须和代表每一个检测车道的对线开关同步 在路边侧向模式中，8 个车道中每个车道的数据必须包括以下内容： 81) 车流量 2) 车道占有率3) 平均速度 4) 有 4 个由用户所定义的车辆长度分级 微波雷达检测器安装在横跨结构上（前方正向模式） ，必须监测单独一条车道并提供以下交通数据：1) 车流量、占用率、平均速度和车辆行驶方向 2) 每一车辆的速度、行驶方向和长度 3) 分级范围内的统计车流量,多达 7 个速度分级和 7 个长度分级 微波雷达检测器允许用户定义传送数据的内容 微波雷达检测器通过串行数据提供远程电源电压指示（包括电池）2、RTMS 检测数据与实际测量数据的对比分析2.1 传感器位置表 2.1.1 传感器位置表传感器编号 传感器位置 车道数4001 体育馆（西门） 54002 出版社（南门） 24003 学苑 4 号楼（东门） 24004 交大东校区东门 22.2 对比分析我们小组从 RTMS 检测得到的数据中，筛选出 5 月 27 日上午 8:00-9:00 以及 5 月 29 日下午 3:30-4:30 的数据，并与我们实际测量得到的交通量进行对比，具体结果如下表：表 2.2.1 西门 4001 传感器数据与实测数据表9图 2.2.1 西门 4001 传感器数据与实测数据对比图0 1 2 3 4 5 6 7050100150200250300350400450500RTMS数 据实 测 数 据表 2.2.2 东门 4003 传感器数据与实测数据表图 2.2.2 东门 4003 传感器数据与实测数据对比图100 1 2 3 4 5 6 701020304050607080RTMS数 据实 测 数 据通过对比分析，我们发现 RTMS 数据与实测数据是有一定的误差的，但是误差并不是很大，而且人工计数时也存在误差，所以说明 RTMS 还是非常准确的。3、交通流三要素间关系的分析交通流三要素为交通量、交通密度和速度。其中交通量由 RTMS 数据中volume 表示；速度用 speed 表示；交通密度由于与占有率成正比，