交通运输系统规划课程设计.doc

分类编号经济管理学院交通运输系统规划课程设计专 业 班 级 09级交通运输 学 生 姓 名 张金铜 马立辉 郑丽涛 学 号 09L0205215 09L0205211 09L0205217 指 导 教 师 惠红旗 穆莉英 2012年 11 月 24 日交通运输系统规划课程设计任务书一、 题目：某小城市交通运输系统规划设计二、 指导教师三、 设计要点：（一）、设计内容1、交通现状分析；2、人口、经济及交通量预测；3、交通分布、交通分配预测；4、对预测结果进行分析。（二）、计算方法：1、交通量预测（1）、发生：利用现状各交通分区人口数量与调查的现状出行产生量进行分析，得出交通发生量的预测模型（如多元线性回归模型）。（2）、吸引：根据现状调查不同的出行目的的比例和影响出行的各类土地面积，得到不同土地利用类型的出行吸引率，从而得到规划年的各交通分区的交通吸引量（如多元线性回归模型）。2、交通分布预测：采用双约束重力模型或福来特法进行交通分布预测。3、交通分配：（选作）如采用全有全无法进行交通分配预测。（三）、提交文件及图纸计算书一份，内容包括：1、 交通发生、吸引、分布的表格2、 计算过程3、 对现状和预测结果的分析。要求设计报告内容完整，计算数据准确，图表规范，步骤清晰。报告采用A4纸打印、装订。 附录：设计资料1、现状情况表表1 现状土地利用、人口情况表小区编号居住用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）现状人口190.5552.1615.8825.52022226229.0983.3817.3318.83019510376.6819.0176.4112.975.7649336469.2616.5612.6212.10039403576.14145.851.426.36032436633.9283.430002110070167.56000988802、预测年份情况表 表2预测年份土地利用、人口情况表小区编号居住用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）预测年人口1110.6552.1815.265.55038416249.0183.457.8928.86028510384.6929.0129.4321.981.7251334496.3720.502.62251160.871.423.36035600644.2928.430002340070167.56000100003、 现状OD表表3 交通小区现状OD表DO12345671277674716154623424301361210691250192840655442411674167311040256221407137928031798768442214059349564179239122473554836369189833942724911127678612019148971409011714804584116247392115277104933305916101394、各个小区之间的距离表：表4 小区间距离表123456715001548.53223.05244.03754.12027.54107.721548.55001685.83698.02930.43340.35602.233223.01685.85002027.53105.24905.67188.245244.03698.02027.55004030.06760.29204.253754.12930.43105.24030.05003777.97605.662027.53340.34905.66760.23777.95004253.574107.75602.27188.29204.27605.64253.55005土地类型出行吸引率表表5土地类型出行吸引率表（次/公顷）土地类型居住工业（仓储）商业设施政府团体旅游、体育吸引率10012039003500206、以下网络示意图重，、分别为OD作用点，图形中线路数值为出行时间，有些为固定值，有些与交通量有关，Q为交通流量，OD分布流量矩阵如下表所示。表6 OD点交通量表DO0300400500300010025040010006005002506000目 录摘要 11 引言 11.1背景 11.2交通现状分析 22 人口出行预测43 出行吸引预测54 交通分布预测84.1 交通小区现状 84.2 阻抗矩阵 94.3 用迭代法求行、列约束系数 94.4 检验115 预测分布126 总结 12【摘要】 近年来，随着我国经济的飞速发展，各地之间的经济联系不断加强。各地交通基础设施也不断改善，交通运输在国民经济和社会发展中的作用也越来越明显的体现和发挥出来，因而其存在的问题也越来越受到人们的重视，这些问题的解决在很大程度上和交通运输系统规划有关。交通运输系统规划就是合理规划地区交通运输量，从整体与长远的利益出发，统筹兼顾，因地制宜，正确配置运输生产力和运输网点，最大限度的满足地区经济和社会发展对运输生产的需要；同时合理布局，比例协调，高速发展，为社会经济和居民提供优质的运输生产环境、生活环境和生态环境。最终达到人便于行、货畅其流、物尽其用，即满足社会和经济发展对交通运输的需求。本次课程设计就是运用交通运输系统规划中合理进行交通分配的方法，根据现有的交通运输网络和交通量，选择行进路线，把各种交通方式的出行分布量具体地分配到各个路线上。首先根据交通网络图选择几个重点的乡镇作为节点，画出交通网络图。根据所得的交通网络图得到邻接矩阵、邻接目录表和阻抗矩阵。这些都是对岳池县交通网络的数学描述。其次再根据岳池县交通的OD量分配到各条线路上去。这里使用了最短路非配法和容量限制分配法。【关键词】 交通运输 系统规划 交通分配1 引 言 1.1 背景交通是国民经济的基础产业。国家的发展离不开交通业的发展。近年来，随着我国国民经济和社会持续、快速发展，各地交通基础设施的不断改善，交通运输在国民经济和社会发展中的作用也越来越明显的体现和发挥，其存在的问题也越来越受到人们的重视，这些问题的解决在很大程度上和交通运输系统规划有关。交通运输系统规划能在各种资源的限制条件下，最大的满足经济和社会发展对交通运输的客观需要，为国名经济和广大人民群众的生产和生活创造最有利的交通运输环境。同时，由于经济发展越来越迅速，各地之间的联系越来越频繁。交通运输对我们的日常生活的影响越来越大，每天我们一出门就会遇到选择交通工具和交通线路的问题。当然我们个人的出行时一般会考虑出行的两个问题：路程最短和时间最短。但是当我们从整个交通运输系统去规划时，除了安排线路外，交通分配是不可或缺的一部分。交通分配可以分为两类：交通工具的运行线路固定类型和运行线路不固定类型。前者是指在岳池县内的城市公共交通网，集体旅客运输；后者是指岳池县的道路网，公路网等。一般指个体旅客运输和货物运输。因此为了使岳池县的交通线路更合理，更方便人民群众，管理部门既要考虑乘客个人的需求又要从整体出发，在分配交通量的时候既要考虑到路途长远，也要考虑到时间的长短。科学地运用交通分配的方法来解决这些问题。1.2 交通现状分析结合附表中的表1和表2，对现年和预测年土地利用，人口情况进行分析。居住用地对比表小区编号1234567现年90.5529.0976.6869.2676.1433.920预测年110.6549.0184.6996.3787.5144.290经过图标对比，可以看出5个小区的居住用地都有所增长。工业仓储用地对比表小区编号1234567现年52.1683.3819.0116.56145.8583.43167.56预测年52.1883.4529.0120.5160.8728.43167.56经过图标的对比，可以看出小区1、2和7的工业仓储用地没发生改变，小区3、4和5的工业仓储用地有所增长，小区6的反而减少了。商业设施用地对比表小区编号1234567现年15.8817.3376.4112.621.4200预测年15.267.8929.432.621.4200经过对表的对比，小区1、2、3和4商业设施用地都减少了。政府团体用地对比表小区编号1234567现年25.5218.8312.9712.16.3600预测年5.5528.8621.982.173.3600经过的对比，可以看出小区1、4和5的政府用地都减少了，小区2和3有所增长。旅游体育用地对比表小区编号1234567现年005.760000预测年001.720000经过图标的对比，小区1、2、4、5、6和7在现状以及未来都没有规划旅游体育用地，小区3的旅游体育用地减少。人口对比表小区编号1234567现年22226195104933639403324362110098880预测年384162851051334454003560023400100000经过图标的对比，除了7小区以外，各小区人口数量都有所增长，而7小区没有改变。2 人口出行预测 利用现状各交通小区人口数量与调查的现状出行产生量进行回归分析，得到出行产生量预测模型如下：Y=1.9X+9800 （相关系数为0.92）式中 Y 出行产生量（次）X 各交通小区的人口数量（人）预测年人口表（X矩阵）小区编号1234567预测年384162851051334454003560023400100000则： 小区1 Y(1)=1.9X(1)+ 9800 =1.938416+9800=82790.4 小区2 Y(2)=1.9X(2)+ 9800 =1.928510+9800=63969 小区3 Y(3)=1.9X(3)+ 9800 =1.951334+9800=107334.6 小区4 Y(4)=1.9X(4)+ 9800 =1.945400+9800=96060 小区5 Y(5)=1.9X(5)+ 9800 =1.935600+9800=77440 小区6 Y(6)=1.9X(6)+ 9800 =1.923400+9800=54260小区7 Y(7)=1.9X(7)+ 9800 =1.9100000+9800=28800得： 人口出行预测表 小区编号预测年人口（X矩阵）预测年出行产生预测（Y矩阵422851063969351334107334.6445400960605356007744062340054260710000288003 出行吸引预测根据对该区域现状居民出行调查可知，居住用地、工业（含仓储）用地、商业设施用地、政府团体用地和旅游、体育用地是主要的出行吸引源。根据现状调查不同出行目的的比例和影响出行的各类用地面积，得到土地利用类型的出行吸引表(如下表)土地类型出行吸引率表（次/公顷）土地类型居住工业（仓储）商业设施政府团体旅游、体育吸引率1001203900350020利用预测年吸引交通量公式：吸引交通量=（土地类型出行吸引率土地类型面积）预测年土地利用表（X矩阵）小区编号居住用地（公顷）工业仓储（公顷）商业设施用地（公顷）政府团体用地（公顷）旅游体育用地（公顷）1110.6552.1815.265.550249.0183.457.8928.860384.6929.0129.4321.981.72496.3720.522.622.170587.51160.871.423.360644.2928.4300070167.56000则可以得出出行吸引交通量表：出行吸引交通量表（Y矩阵）小区编号1234567预测年出行吸引（Y矩阵）96265.6146696203691.62991045353.47840.620107.2结合人口出行预测表以及出行吸引交通量表得到利用模型预测的未来OD表。（如下表）。DO1234567Dj182790.42639693107334.6496060577440654260728800Oi96265.6146696203691.62991045353.47840.620107.2结合以上得到的OD矩阵，对Oi和Dj进行计算： Oi=O1+O2+O3+O4+O5+O6+O7=510654Dj=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7=549864.4通过计算，OiDj，所以要进行调整：f=OiDj=510654549864.4=0.928691利用公式： Di=Dif则： D1=D1f=96265.60.928691=89400.9963 D2=D2f=1466960.928691=136235.2549 D3=D3f=203691.60.928691=189166.6 D4=D4f=299100.928691=27777.15 D5=D5f=45353.40.928691=42119.29 D6=D6f=7840.60.928691=7281.495 D7=D7f=20107.20.928691=18673.38调整后的Dj矩阵（如下表）：小区编号1234567Dj89400.99633136235.2549189166.627777.1542119.297281.49518673.38经调整后的OD表（如下表）：DO1234567Dj182790.42639693107334.6496060577440654260728800Oi89400.9963136235.2549189166.627777.1542119.297281.49518673.384 交通分布预测交通分布预测就是根据预测的各交通小区产生量和吸引量，确定各交通小区之间的出行分布量，即计算未来预测年居民出行量OD表中的各元素值。交通分布预测的常用模型主要有增长系数模型、重力模型和概率模型。增长系数法假定现在和将来交通分布的模式变化不大，并基于各小区交通生成量和吸引量的增长率，利用现状的OD直接预测未来的OD。此方法简单、方便，但当交通分布变化时，误差较大。概率模型法是将交通小区的生成量以一定的概率分布到吸引区的方法。这是一种以出行个体效用最大为目标的非集合优化模型，从理论上讲是一种更为精确、合理的方法。但事实上，这种模型结构复杂，需要样本量极大，难于求解和标定。重力模型法基于引力定律，假设交通小区i、j之间的交通分布量与交通小区i的产生量、交通小区j的吸引量成正比，与交通小区i、j之间的交通阻抗系数成反比。根据约束条件情况又可分为无约束、单约束、双约束重力模型。此法综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出行时间、距离的阻碍因素，虽然计算复杂，但精度较高。本规划要求采用双约束引力模型或福来特法进行交通分布预测，在这里我们采用双约束引力模型进行预测。双约束引力模型的形式是：Tij=Ki *Kj *Ti *Uj *f（Rij）Ki=Kj *Uj *f（Rij）Kj=Ki*Ti*f(Rij) 式中，Tij是出行发生小区i到吸引小区j的出行量的预测值； KiKj分别为行约束系数列约束系数； Ti表示出行发生小区i的出行产生量，即：Ti=Oi； Uj表示出行吸引小区j的出行吸引量，即：Uj=Dj； Rij为两小区的交通阻抗值，本规划中取Rij 为各小区间的空间距离，则f（Rij）= Rij。4.1交通小区现状由于计算的是现状的参数，所以计算中用的TiUj使用现状的OD表中的数据。（如下表）交通小区现状OD表DO1234567Dj12776747161546234243013613552521069125019284065544241167416770752311040256221407137928031798768564814422140593495641792391224735445055483636918983394272491112767867268612019148971409011714804584116249006873921152771049333059161013941054Oi7134310129012116061723865955764212104155984.2阻抗矩阵计算出各交通小区之间的距离矩阵Rij，并以此作为阻抗矩阵。交通小区间距离Rij123456715001548.53223.05244.03754.12027.54107.721548.55001685.83698.02930.43340.35602.233223.01685.85002027.53105.24905.67188.245244.03698.02027.55004030.06760.29204.253754.12930.43105.24030.05003777.97605.662027.53340.34905.66760.23777.95004253.574107.75602.27188.29204.27605.64253.55004.3用迭代法求行、列约束系数Ki、Kj。首先令各个列约束系数Kj=1（j=1.2.3.4.5.6.7），带入式Ki=Kj *Uj *f（Rij），第一次求Ki； K1=Kj *Uj *f（R1j）=K1*U1*R11+K2*U2*R12+K3*U3*R13+K4*U4*R14+K5*U5*R15+K6*U6*R16+K7*U7*R17=142.686+65.412+37.592+1.177+10.298+27.504+5.163 =0.00345依此类推得： K2=0.00281 K3=0.002822 K4=0.007505 K5=0.005291 K6=0.00459 K7=0.008804 将上面求得的Ki(i=1.2.3.4.5)带入式Kj=Ki*Ti*f(Rij) 第一次求Kj；K1=Ki *Ti *f（Ri1）=K1*T1*R11+K2*T2*R21+K3*T3*R31+K4*T4*R41+K5*T5*R51+K6*T6*R61+K7*T7*R71=0.245+0.128+0.049+0.077+0.095+0.204+0.088=1.126612同理得： K2=1.008484 K3=1.080515 K4=0.860737 K5=0.891219 K6=0.820405 K7=1.001249 将上面求得的Kj(j=1.2.3.4.5)带入式Ki=Kj *Uj *f（Rij）第二次求Ki；K1=Kj *Uj *f（R1j）=K1*U1*R11+K2*U2*R12+K3*U3*R13+K4*U4*R14+K5*U5*R15+K6*U6*R16+K7*U7*R17=160.752+65.967+40.619+1.013+9.177+22.564+5.170=0.003276 同理得： K2=0.002743 K3=0.002678 K4=0.007365 K5=5448 K6=0.004919 K7=0.008745将上面求得的Ki(i=1.2.3.4.5)带入式Kj=Ki*Ti*f(Rij) 第二次求Kj；K1=Ki *Ti *f（Ri1） = K1*T1*R11+K2*T2*R21+K3*T3*R31+K4*T4*R41+K5*T5*R51+K6*T6*R61+K7*T7*R71 =0.233+0.125+0.047+0.0765+0.098+0.219+0.087 =1.129909 同理得：K2=1.017003 K3=1.099057 K4=0.871944 K5=0.874985 K6=0.785481 K7=1.002028第二次迭代结束。再进行第三次迭代，求得K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743。它们与第二次相对误差小于3%，迭代达到收敛，停止迭代。故：K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743；K1=1.129909，K2=1.017003 ，K3=1.099057，K4=0.871944，K5=0.874985，K6=0.785481，K7=1.0020284.4理论分布把以上参数带入模型：Tij=KiKjOiDjRij,根据现状Oi、Dj值可算得现状分布理论值，如：T11=K1K1OiDjR13=0.0032691.1299097134335525/500=18722.93其他结果列于下表：理论分布表DO1234567Dj118722.937154.8323992.697345.20722260.2215517.8121812.09135525210837.1739721.3513683.71877.52415190.5486003.7922381.797075234491.88410163.6539801.711380.7874225.8313526.7981601.4145648142111.4953543.6657507.1444282.3432490.3511957.389956.5