交通规划课程设计报告

目录一、出行生成 21.1模型选择 21.1.1客车增长率预测 21.1.2货车增长率预测 31.2模型的验证 31.3预测出行生成 3二、出行分布 42.1重力模型的标定 52.2未来出行分布预测 7三、交通分配 83.1不考虑特殊节点 83.2考虑特殊节点 9四、容量限制分配法 114.1初始容量限制分配 114.2越江设施选择 134.2.13-5建越江设施 134.2.24-6建越江设施 144.3容量限制分配法与最短路径比较 16一、出行生成1.1模型选择交通量预测的变量为弹性系数。选用回归分析法，按照变化规律，定基推算未来客车与货车交通量增长与GDP增长的弹性系数。1.1.1客车增长率预测表SEQ表格\*ARABIC1.1客车弹性系数年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%客车交通13.00%10.00%8.00%7.00%弹性系数1.301.110.800.78利用Excel软件，选择半对数模型对年序-弹性系数进行回归，以5年为一个单位,1986年的相对年份为1,将历年弹性系数描点绘图如下。可得函数：Y=-0.40ln(x)+1.321图1.1从而可以算出未来几年的货车交通量增长与GDP增长的弹性系数，从而计算出2006-2020年的交通量增长率，如表所示。表1.2客车交通量增长率预测年份2006-20102011-20152016-2020GDP增长8.00%7.00%7.00%弹性系数0.6650930.5907790.527947交通量增长5.32%4.14%3.70%1.1.2货车增长率预测表1.3货车弹性系数年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%货车交通14.00%10.00%7.00%5.00%弹性系数1.401.110.700.56利用Excel软件，选择半对数模型对年序-弹性系数进行回归，以5年为一个单位,1986年的相对年份为1,将历年弹性系数描点绘图如下。可得函数：Y=-0.63ln(x)+1.442图1.2从而可以算出未来几年的货车交通量增长与GDP增长的弹性系数，从而计算出2006-2020年的交通量增长率，如表所示。表1.4货车交通量增长率预测年份2006-20102011-20152016-2020GDP增长8.00%7.00%7.00%弹性系数0.4281320.3132330.216087货车交通量增长3.43%2.19%1.51%1.2模型的验证回归模型拟合良好的统计标准是相关系数。通过Excel软件可以得到，此半对数模型的相关系数为R2=0.965，且对数模型最后趋于稳定，所以拟合良好，模型合符要求。1.3预测出行生成跟据预测的客车货车交通量年增长率，并且客货车分别占总交通量的50%，将客货流量相加可以求得2006-2020年交通量。表1.5未来交通量预测年份2006-20102011-20152016-2020客车年增长率5.32%4.14%3.70%货年增长率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，增长系数二、出行分布出行分布是要找出各交通分区之间的出行交换量，本文采取的出行分布模型为全约束的重力模型，保证模型矩阵中行与列的总和与调查矩阵中行与列的总和对应相等。表2.12005OD分布O/DabcdPa180520700b320380700c180320500d520380900A7007005009002800根据已知的路段长度与自由流车速,可以算到车辆在每一个路段上的行驶时间。路网分布及各路段行驶时间标于下图：图2.1路网分布及各路段行驶时间根据上图中各路段的行驶时间，按照莫尔算法算得各小区间出行的最短路径,a-c为1-4-3-5，a-d为1-4-6，b-c为2-3-5，b-d为2-4-6。及其行驶时间如下表所示：表2.2行程时间行程时间abcda0.6070.377b0.3450.554c0.6070.345d0.3770.5542.1重力模型的标定要标定的全约束模型为：其中、、a为要标定参数。选择标定参数a的初始值为a=1。利用vb程序进行反复迭代程序主要代码如下：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迭代多次达到收敛，求得、的值：将平衡系数代入方程可以计算得出预测的OD分布表。表2.3预测OD分布O/DabcdPa175.4199524.5804700b324.5801375.4196600c175.41991324.5801500d524.58036375.4196900A7007005009002800计算调查与预测模型的起讫点矩阵中所有出行的平均时间，采用加权平均。比较模型和调查的平均出行时间:差异在允许范围之内，无需对a值进行调整。其中：2.2未来出行分布预测根据预测的2020年出行生成量：表2.42020出行生成量O/DabcdPa1164b1164c831d1496A1164116483114964654对、进行调整，其中a=1。将原先系数除以以可以算得到2020年的、其中增长系数从而可以求得、的值：利用公式其中：计算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不考虑特殊节点使用最短路径法（全有全无法）对交通量进行分配。分配结果如图所示。图3.1分配结果将分配的流量汇总，如表所示。表3.12020年交通分配路段每车道通行能力车道数通行能力预测流量饱和度(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%越江设施建设位置及标准从交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江设施3-5的预测流量为1662(PCU/H),小于其通行能力3000(PCU/H),不需要扩建;越江设施4-6的预测流量为2992(PCU/H),接近其通行能力3000(PCU/H),需要扩建。设施4-6现状为2车道，每车道通行能力1500(PCU/H)。若将其扩建为双向4车道，则通行能力变为6000(PCU/H)，大于路段4-6的预测流量2992(PCU/H)，能够满足通行需求。因此，通过交通需求分析，确定对越江设施4-6进行扩建，建设标准为扩建成双向4车道。路网评价根据交通需求分析可以看出，2020年的路网除越江设施4-6需求扩建外，其它路段均能满足通行需求，不需要扩建。3.2考虑特殊节点在节点B将建设一集装箱码头，至2020年高峰小时预计有1800标准箱过江（双向），其中C节点占40％，D节点占60％。一辆集装箱卡车平均装载1.8个标准集装箱，集装箱卡车的空载率为20％。一辆集装箱卡车＝3PCU。使用最短路径法（全有全无法）对交通量进行分配。分配结果如图所示。图3.2分配结果将分配的流量汇总，如表所示。表3.22020年交通分配路段每车道通行能力车道数通行能力预测流量饱和度(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%越江设施建设位置及标准从交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江设施3-5的预测流量为3912(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H);越江设施4-6的预测流量为4492(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H)，与3-5相比扩建需求更大。在只能选择建设一处越江设施的情况下，通过交通需求分析，确定对越江设施4-6进行扩建，建设标准为扩建成双向4车道。路网评价根据交通需求分析可以看出，路段2-4通行能力为3000，但预测流量达到2748，接近饱和，需要扩建。扩建成双向4车道。四、容量限制分配法4.1初始容量限制分配在考虑特殊节点的情况下,利用容量限制分配法对路网的交通量重新分配。以扩建前各路段单向通行能力作为起始容量进行迭代。路段阻抗函数按下式计算：迭代次数：N=5。按容量限制分配法进行迭代，其中A-C和B-D的交通分配路径可能会发生变化（表格中阴影部分表示选择的路径），各次迭代得到的路段行程时间和路段流量及路径选择如下表：表4.1初始容量限制分配表迭代次数n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力时间t0流量x0时间t1流量x1时间t2流量x2时间t3流量x3时间t4流量x4时间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路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间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计算配流结果：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分配结果路段通行能力预测流量饱和度(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越江设施选择4.2.13-5建越江设施若将3-5扩建为双向四车道。再次用容量限制法进行分配。迭代次数：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路径可能会发生变化（表格中阴影部分表示选择的路径），各次迭代得到的路段行程时间和路段流量及路径选择如下表：表4.3初始容量限制分配表迭代次数n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力时间t0流量x0时间t1流量x1时间t2流量x2时间t3流量x3时间t4流量x4时间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路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间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分配结果路段通行能力预测流量饱和度(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建越江设施若将4-6扩建为双向四车道。再次用容量限制法进行分配。迭代次数：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路径可能会发生变化（表格中阴影部分表示选择的路径），各次迭代得到的路段行程时间和路段流量及路径选择如下表：表4.5初始容量限制分配表迭代次数n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力时间t0流量x0时间t1流量x1时间t2流量x2时间t3流量x3时间t4流量x4时间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路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间路径选择路径时间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-