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文档简介

1、南通大学交通学院学生课程设计报告实验课程名称运输系统规划与设计课程设计学 院交通学院专业班交通运输 年级121学生姓名 李前程 学 号 1226032044课程老师陶怀仁、毛霖开课时间 2014 至 2015 学年第 1 学总成绩一、课程设计目的和意义运输系统规划与设计课程设计是交通运输专业的学科基础必修课,学生在 掌握运输系统规划与设计的理论知识之后,在本课程设计中进行模拟规划训练, 初步掌握运输系统规划与设计的基本方法和实施步骤。二、课程设计时间本课程设计时间为第19个教学周,共历时1周。三、课程设计的基本任务课程设计的基本任务:采用运输系统规划与设计理论中较成熟的“四阶段法”(运输需求预

2、测、运输需求分布、运输方式选择,交通网络分配) ,以某地区的 运输系统规划与设计为载体,进行简单的运输系统规划与设计设计, 以达到熟练 应用相关理论进行规划的目的。四、课程设计的设计步骤与具体过程本次课程设计对某地区以2013年为基年,2020年为规划年,对2020年道路网规划进行规划。根据理论与实践相结合的原理,将该地区划分为7个交通小区如图1所示,基年的道路网分布如图2所示图1某地区的交通小区划分示意图图2基年某地区的道路网分布图(比例尺1: 500,000)(一)社会经济预测已知该地区的经济发展和人口规模的历史数据如表1 ;表1该区经济发展与人口规模历史数据200220032004200

3、520062007200820092010201120122013GDP(亿元)109.2127.2144.6159.8179.2204.5240.4281.6339.2406.6489601.5人口(万人)60.261.564.668.671.473.776.679.382.485.288.190.9根据表格数据绘制出该地区已知各年份的GDP与人口数据折线趋势图,如图3.图4。GDP(亿元)gDp GDP(亿元)图3某地区各年份GDP增长折线趋势图人口(万人)-一人口(万人)图4某地区各年份人口增长折线趋势图根据两幅折线趋势图可以看出该地区各年份的GDP及人口的大致增长趋势,再根据表格中的数

4、据计算出各年的增长率,处理后的数据如表2。表2该区经济发展与人口规模历史数据处理表格200220032004200520062007200820092010201120122013平均 值gdp(亿元)109.2127.2144.6159.8 -79.2 204.5 240.4 281.6 33).2 406.6489601.5各年增 长率0.160.140.110.120.140.180.170.200.200.200.230.17人口(万人)60.261.564.668.671.473.776.679.382.485.288.190.9各年增 长率0.020.050.060.040.030

5、.040.040.040.030.030.030.04由处理后的数据表可以得出该地区的GDP平均增长率为17%人口增长率为4%通过公式PnPni*(1 n)N-年份pgdp或人口- 增长率可以得出:P2020 (GDP )P2013 *(12014)*(12015 )*(12016)*(12017)*(12018)*(12019 )*(12020)P2013*(1)7 601.5*1.17 7 1805.25(亿元)P2O20(人口)P2013 *(12014)*(12015)*(12016)*(12017)*(12018)*(12019)*(12020)P2013*(17) 90.9*1.0

6、4 7 119.62(万人)根据2002年-2013年该地区的GDP与人口平均增长率,通过计算可预测出 2020年该地区 的GDP大约为1805.25亿元,人口大约为 119.62万人。(二)出行生成预测调查得出该地区现状 OD分布矩阵如表3,采用增长率法预测每个交通小区 的出行产生量和出行吸引量。表3现状OD分布矩阵12345671029868431452354123737179362198603216254166502056115225314310453658013027561305462935641683471820174931281092521899843165334608693203

7、024754614875698833252433401527141317685176842888139392205284E756024300715512152766114306567087867. 思想方法:交通生成预测市交通需求四阶段预测中的第一阶段,是交通需求分析工作中最基本的部分之一,其目标是求得各个对象地区的交通需求总量,即交通生成量,进而在总量的约束下,求个小区的发生与吸引交通量。交通生成总 量的预测方法主要有原单位法、增长率法、交叉分类法和函数法。除此之外还有利用研究对象地区过去的交通量或经济指标等的趋势法和回归分析等方法。利用各小区发生量/总发生量的比例系数和2020年预测人口

8、/2013年预测人 口的比例系数的加权比例对未来各小区的人数进行预测,并用总量控制法进行调 整。利用各小区吸引量/总吸引量的比例系数和2020年GDP/2013年GDP的比 例系数的加权比例对未来各小区的 GDP总值进行预测,并用总量控制法进行调增长率法是用其他指标的增长率乘以原单位求出将来生成交通量的方法。OiN=Fi*Oi式中 F- 发生于吸引交通量的增长率,其计算公式为:Fi 二其中目标年度小区i的预测人口基准年度小区i的人口黑篝案黑黑DP联系公式,由表二数据可得119.6290.91.32,1805.25,601.5 /2.28119.62 90.9Fi*1.32*2.283.01再根

9、据公式OiN=Fi*Oi得到表4表4预测OD分布矩阵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)交通分布预测采用增长函数法和重力模型法对 2020年各小区之间的交通分布进行预测。 各小区之间的交通阻抗采用各小区重心之间的直线距。1 .思想方法:交通分布预测是交通规划四阶段预测模型的第二步,是把交通的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量转换成小区之间的空间OD量,即OD矩阵。本报告中对交通

11、分布的预测采用增长系数法中的平均增长系数法。在交通分布预测中,增长系数法的原理是,假设在现状交通分布量给定的情况下,预测将来的交通分布量。利用平均增长系数法对2020年各小区之间的交通分布进行预测:2 .计算过程:(1)求发生交通量增长系数F%和F0O产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吸引交通量增长系数

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汇1O898825374367O86372311172388725978O968O7655O1176189346876195331451101103918296392813912816245061044548052428038532875658929627

13、4976104102616661107451064476171512507759130450459642534720625322128826541932775015905E2275673143215373657832604306117067264480表5 第一次近似OD分布矩阵(3)重新计算F1oi和F1D_1_1 Fo产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因此不需要继续迭代。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)收敛判定由于F1oi和F1Dj系数均小于3%勺误差均增长系数法所求2020分布交通量。(四)交通方式选择换算基础资料:交通方式划分是四阶段法中的第三个阶段。所谓交通方式划分就是出行者出行时选择交通工具的比例, 它以居民出行调

15、查的数据为基础, 研究人们出行时的交通方式选择行为,建立模型从而预测基础设施或交通服务水平 等条件变化时交通方式间交通需求的变化车型折算系数荷载及功率备注机动车汽车小客车1.0额定座位得9座大客车1.5额定座位19座小型货车1.0载质里及吨中型货车1.52吨载质量7吨包括吊车大型货车2.07吨载质量14吨特大型货车3.0载质里14吨拖挂车3.0包括半挂车、平板拖车集装箱车3.0摩托车1.0包括轻骑、载货摩托车及载货(客)机动三轮车等拖拉机4.0非机动车人畜力车畜力车4.0人力车1.0包括人力三轮车、手推车自行车0.2包括助动车表6车型分类及车辆折算系数注:交通量换算采用小客车为标准车型 各小区

16、之间交通分布见表7。表7各种出行方式相关数据出行方式步行自行车公交车出租车城市快轨单位班车单位小汽车私家车百分比(%)27.65.940.12.92.46.42.412.1,均单车载客量(人)1504304044满载率100%80%75%80%51%40%36%折算系数0.22.51.02.52.51.01.0按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量, 就是用总的出行次数乘以某种出行方式占总出行方式的百分比,除以单车载客量和满载率,然后 乘以其车辆折算系数,将不同出行方式折算后的结果求和,即可得到转化后的标准交通量。公交车这算结果:40.1以1.5/50/80%=0.01510万次/

17、日出租车折算结果:2.9%X 1.0/4/75%=0.0097万次/日城市快轨折算结果:2.4%X1.5/30/80%=0.0015万次/日单位班车折算结果:6.4%X 1.5/40/51%=0.0047万次/日单位小汽车折算结果:2.4%X 1.0/4/40%=0.015万次/日私家车折算结果:12.1%X 1.0/4/36%=0.084万次/日对各出行方式折算结果求和:0.0118+0.01510+0.0097+0.0015+0.0047+0.015+0.084=0.13 万次/日划分结果:对不同小区之间的交通量进行折算,得到结果如下表所示:表8折算后的OD分布矩阵''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年道路网规划图,将各交叉口进行标号,对

19、交通网络进行抽象:图5基年某地区的道路网分布图(比例尺1: 500,000)图6各小区之间的距离表9邻接矩阵''-j123456710110000210110003110010040100110500110016000100170000110表10邻接目录表iR(i)R(i, j)122,3231,3,433,1,2,5432,5,6533,4,7624,7725,6表11阻抗矩阵(阻抗见表 13)j-1234567102738.48888227028.815.75888338.428.80827.6884815.75801815.75858827.6180834.868881

20、5.758016.87888834.816.80表12道路通行费用道路类型设计车速(km/h)通行能力(pcu/h)V/C行程车速(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各路段车速及长度路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7行程车速342014262014342014设计车速402525402525402525V/C0.450.450.60.60.450.60.450.450.6路段长度18161210.511.57.510.514.57道路交

21、通阻抗函数(简称路阻函数)是指路段行驶时间(交叉口延误)与路段(交叉口)交通负荷之间的函数关系,是交通网络分析的基础。本报告中采用 美国联邦公路局路阻函数模型对该区域内道路交通阻抗进行计算。其函数模型为:t t0 1V/C式中:t 两交叉口之间的路段行驶时间(min);to 交通量为0时,两交叉口之间的路段行驶时间(min);V路段机动车交通量(辆/h);C 路段实用通行能力(辆/h);、参数,建议取 0.15,4。根据已知条件对区域内路网路阻进行计算,得到结果如下表所示。表14区域内路网路阻路段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图6所示的交通网络中,路段行驶见表 13。预测OD矩阵见表5。各OD量作用点之间的最短路线可用寻找最短路的各种方法确定,在本报告 中,最短路线如表6.9所示。计算各路段的行驶时间。由所给表格可得第一级时间参数初始路阻to ,如下 图所示:图7第一级时间参数初始路阻确定最短路线。根据图7计算各OD量作用点间的最短路线可用寻找最短路的各种方法确定,最短路线如表15所示:表15最短路线表OD占八、对最知路线OD占八、对最短路 线OD占八

23、、对最短路 线OD占八、对最短 路线OD占八、对最短路 线OD占八、对最短路 线OD占八、对最知路线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采用最短路径(全有全无)分配方式在个 OD点对最短路径上分布,累加结果如下图:图8最短路径分布累加结果五、课程设计总结这次课程设计我通过对交通状况的研究,对交通运输规划交通分配有了更多的理解,掌握了交通分配的主要知识和方法。 让我明白了交通网络的概念对一个 交通运输系统进行科学合理的交通分配有利于合理配置当地的交通网络,才能使交通运输系统与地区的经济社会等其他系统协调发展,从而获得最佳的经济效 益、社会效益和生态效益,为当地广大人民群众的生产和生活创造最有利的交通 运输环境。这次课程设计增加了我的专业知识的同时也丰富了我的生活阅历。在此任务中也遇到一些问题和困难,但通过老师和朋友的帮助终于顺利完成任务, 在此我 体会到团队力量的伟大,也明白了只有努力才能成功。最后通过这次设计同时也 让我发现了自己在这些方面存在很多不足的地方,我要继续努力学好这方面的知识。一个星期的课程设计终于结束了, 过程曲折,可谓一言难尽。在此期间我失 落过,也曾一度热情高涨,其中的点点滴滴令我无比回味。通过这次课程设计, 加强了我的动手、思考和

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