交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃課程設計--某小城市交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃設計

1、<p>　　交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃課程設計任務書</p><p>　　題目：某小城市交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃設計</p><p><b>　　指導教師</b></p><p><b>　　設計要點：</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?、設計內(nèi)容</b></p>

2、<p><b>　　1、交通現(xiàn)狀分析；</b></p><p>　　2、人口、經(jīng)濟及交通量預測；</p><p>　　3、交通分布、交通分配預測；</p><p>　　4、對預測結(jié)果進行分析。</p><p><b>　?。ǘ?、計算方法：</b></p><p>

3、;<b>　　1、交通量預測</b></p><p><b>　?。?）、發(fā)生：</b></p><p>　　利用現(xiàn)狀各交通分區(qū)人口數(shù)量與調(diào)查的現(xiàn)狀出行產(chǎn)生量進行分析，得出交通發(fā)生量的預測模型（如多元線性回歸模型）。</p><p><b>　?。?）、吸引：</b></p><p

4、>　　根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查不同的出行目的的比例和影響出行的各類土地面積，得到不同土地利用類型的出行吸引率，從而得到規(guī)劃年的各交通分區(qū)的交通吸引量（如多元線性回歸模型）。</p><p><b>　　2、交通分布預測：</b></p><p>　　采用雙約束重力模型或福來特法進行交通分布預測。</p><p>　　3、交通分配：（選作）</p

5、><p>　　如采用全有全無法進行交通分配預測。</p><p>　?。ㄈ⑻峤晃募皥D紙</p><p>　　計算書一份，內(nèi)容包括：</p><p>　　交通發(fā)生、吸引、分布的表格</p><p><b>　　計算過程</b></p><p>　　對現(xiàn)狀和預測結(jié)果的分析。&

6、lt;/p><p>　　要求設計報告內(nèi)容完整，計算數(shù)據(jù)準確，圖表規(guī)范，步驟清晰。</p><p>　　報告采用A4紙打印、裝訂。</p><p><b>　　附錄：設計資料</b></p><p><b>　　1、現(xiàn)狀情況表</b></p><p>　　表1 現(xiàn)狀土地利用、人口情

7、況表</p><p>　　2、預測年份情況表 </p><p>　　表2　預測年份土地利用、人口情況表</p><p><b>　　現(xiàn)狀OD表</b></p><p>　　表3 交通小區(qū)現(xiàn)狀OD表</p><p>　　4、各個小區(qū)之間的距離表：</p><

8、p><b>　　表4 小區(qū)間距離表</b></p><p>　　5．土地類型出行吸引率表</p><p>　　表5　土地類型出行吸引率表（次/公頃）</p><p><b>　　6、</b></p><p>　　以下網(wǎng)絡示意圖重，①、④、⑤、⑦分別為OD作用點，圖形中線路數(shù)值為出行時間，有些為

9、固定值，有些與交通量有關，Q為交通流量，OD分布流量矩陣如下表所示。</p><p>　　表6 OD點交通量表</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1 引言 ……………………………………………

10、………………………………………1</p><p>　　1.1背景 …………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2交通現(xiàn)狀分析 ………………………………………………………………………2</p><p>　　2 人口出行預測…………………………………………………………………………4</p><p>　

11、　3 出行吸引預測…………………………………………………………………………5</p><p>　　4 交通分布預測…………………………………………………………………………8</p><p>　　4.1 交通小區(qū)現(xiàn)狀 ………………………………………………………………………8</p><p>　　4.2 阻抗矩陣 …………………………………………………………………………

12、…9</p><p>　　4.3 用迭代法求行、列約束系數(shù) ………………………………………………………9</p><p>　　4.4 檢驗…………………………………………………………………………………11</p><p>　　5 預測分布………………………………………………………………………………12</p><p>　　6 總結(jié) ……………

13、………………………………………………………………………12</p><p>　　【摘要】 近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各地之間的經(jīng)濟聯(lián)系不斷加強。各地交通基礎設施也不斷改善，交通運輸在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的作用也越來越明顯的體現(xiàn)和發(fā)揮出來，因而其存在的問題也越來越受到人們的重視，這些問題的解決在很大程度上和交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃有關。交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃就是合理規(guī)劃地區(qū)交通運輸量，從整體與長遠的利益出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，因

14、地制宜，正確配置運輸生產(chǎn)力和運輸網(wǎng)點，最大限度的滿足地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展對運輸生產(chǎn)的需要；同時合理布局，比例協(xié)調(diào)，高速發(fā)展，為社會經(jīng)濟和居民提供優(yōu)質(zhì)的運輸生產(chǎn)環(huán)境、生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。最終達到人便于行、貨暢其流、物盡其用，即滿足社會和經(jīng)濟發(fā)展對交通運輸?shù)男枨蟆?lt;/p><p>　　本次課程設計就是運用交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃中合理進行交通分配的方法，根據(jù)現(xiàn)有的交通運輸網(wǎng)絡和交通量，選擇行進路線，把各種交通方式的出行分布量具

15、體地分配到各個路線上。首先根據(jù)交通網(wǎng)絡圖選擇幾個重點的鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為節(jié)點，畫出交通網(wǎng)絡圖。根據(jù)所得的交通網(wǎng)絡圖得到鄰接矩陣、鄰接目錄表和阻抗矩陣。這些都是對岳池縣交通網(wǎng)絡的數(shù)學描述。其次再根據(jù)岳池縣交通的OD量分配到各條線路上去。這里使用了最短路非配法和容量限制分配法。</p><p>　　【關鍵詞】 交通運輸 系統(tǒng)規(guī)劃 交通分配</p><p><b>　　1 引 言 &l

16、t;/b></p><p><b>　　1.1 背景</b></p><p>　　交通是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)。國家的發(fā)展離不開交通業(yè)的發(fā)展。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟和社會持續(xù)、快速發(fā)展，各地交通基礎設施的不斷改善，交通運輸在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的作用也越來越明顯的體現(xiàn)和發(fā)揮，其存在的問題也越來越受到人們的重視，這些問題的解決在很大程度上和交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃有關。交通

17、運輸系統(tǒng)規(guī)劃能在各種資源的限制條件下，最大的滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展對交通運輸?shù)目陀^需要，為國名經(jīng)濟和廣大人民群眾的生產(chǎn)和生活創(chuàng)造最有利的交通運輸環(huán)境。同時，由于經(jīng)濟發(fā)展越來越迅速，各地之間的聯(lián)系越來越頻繁。交通運輸對我們的日常生活的影響越來越大，每天我們一出門就會遇到選擇交通工具和交通線路的問題。當然我們個人的出行時一般會考慮出行的兩個問題：路程最短和時間最短。但是當我們從整個交通運輸系統(tǒng)去規(guī)劃時，除了安排線路外，交通分配是不可或缺的一部分

18、。</p><p>　　交通分配可以分為兩類：交通工具的運行線路固定類型和運行線路不固定類型。前者是指在岳池縣內(nèi)的城市公共交通網(wǎng)，集體旅客運輸；后者是指岳池縣的道路網(wǎng)，公路網(wǎng)等。一般指個體旅客運輸和貨物運輸。因此為了使岳池縣的交通線路更合理，更方便人民群眾，管理部門既要考慮乘客個人的需求又要從整體出發(fā)，在分配交通量的時候既要考慮到路途長遠，也要考慮到時間的長短。科學地運用交通分配的方法來解決這些問題。</p

19、><p><b>　　交通現(xiàn)狀分析</b></p><p>　　結(jié)合附表中的表1和表2，對現(xiàn)年和預測年土地利用，人口情況進行分析。</p><p><b>　　居住用地對比表</b></p><p>　　經(jīng)過圖標對比，可以看出5個小區(qū)的居住用地都有所增長。</p><p><

20、;b>　　工業(yè)倉儲用地對比表</b></p><p>　　經(jīng)過圖標的對比，可以看出小區(qū)1、2和7的工業(yè)倉儲用地沒發(fā)生改變，小區(qū)3、4和5的工業(yè)倉儲用地有所增長，小區(qū)6的反而減少了。</p><p><b>　　商業(yè)設施用地對比表</b></p><p>　　經(jīng)過對表的對比，小區(qū)1、2、3和4商業(yè)設施用地都減少了。</p&

21、gt;<p><b>　　政府團體用地對比表</b></p><p>　　經(jīng)過的對比，可以看出小區(qū)1、4和5的政府用地都減少了，小區(qū)2和3有所增長。</p><p><b>　　旅游體育用地對比表</b></p><p>　　經(jīng)過圖標的對比，小區(qū)1、2、4、5、6和7在現(xiàn)狀以及未來都沒有規(guī)劃旅游體育用地，小區(qū)

22、3的旅游體育用地減少。</p><p><b>　　人口對比表</b></p><p>　　經(jīng)過圖標的對比，除了7小區(qū)以外，各小區(qū)人口數(shù)量都有所增長，而7小區(qū)沒有改變。</p><p><b>　　2 人口出行預測</b></p><p>　　利用現(xiàn)狀各交通小區(qū)人口數(shù)量與調(diào)查的現(xiàn)狀出行產(chǎn)生量進行回

23、歸分析，得到出行產(chǎn)生量預測模型如下：</p><p>　　Y=1.9X+9800 （相關系數(shù)為0.92）</p><p>　　式中 Y — 出行產(chǎn)生量（次）</p><p>　　X — 各交通小區(qū)的人口數(shù)量（人）</p><p>　　預測年人口表（X矩陣）</p><p>　　則： 小區(qū)1 Y(1)=1.9X

24、(1)+ 9800 =1.9×38416+9800=82790.4</p><p>　　小區(qū)2 Y(2)=1.9X(2)+ 9800 =1.9×28510+9800=63969</p><p>　　小區(qū)3 Y(3)=1.9X(3)+ 9800 =1.9×51334+9800=107334.6</p><p>　　小區(qū)4 Y(

25、4)=1.9X(4)+ 9800 =1.9×45400+9800=96060</p><p>　　小區(qū)5 Y(5)=1.9X(5)+ 9800 =1.9×35600+9800=77440</p><p>　　小區(qū)6 Y(6)=1.9X(6)+ 9800 =1.9×23400+9800=54260</p><p>　　小區(qū)7

26、Y(7)=1.9X(7)+ 9800 =1.9×100000+9800=28800</p><p><b>　　得： </b></p><p><b>　　人口出行預測表 </b></p><p><b>　　3 出行吸引預測</b></p><p>　　根據(jù)對該區(qū)

27、域現(xiàn)狀居民出行調(diào)查可知，居住用地、工業(yè)（含倉儲）用地、商業(yè)設施用地、政府團體用地和旅游、體育用地是主要的出行吸引源。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查不同出行目的的比例和影響出行的各類用地面積，得到土地利用類型的出行吸引表(如下表)</p><p>　　土地類型出行吸引率表（次/公頃）</p><p>　　利用預測年吸引交通量公式：</p><p>　　吸引交通量=∑（土地類型出行吸引率

28、×土地類型面積）</p><p>　　預測年土地利用表（X矩陣）</p><p>　　則可以得出出行吸引交通量表：</p><p>　　出行吸引交通量表（Y矩陣）</p><p>　　結(jié)合人口出行預測表以及出行吸引交通量表得到利用模型預測的未來OD表。（如下表）。</p><p>　　結(jié)合以上得到的OD矩陣，

29、對∑Oi和∑Dj進行計算：</p><p>　　∑Oi=O1+O2+O3+O4+O5+O6+O7=510654</p><p>　　∑Dj=D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7=549864.4</p><p>　　通過計算，∑Oi≠∑Dj，所以要進行調(diào)整：</p><p>　　f=∑Oi／∑Dj=510654÷549864.4

30、=0.928691</p><p>　　利用公式： D`i=Di×f</p><p>　　則： D`1=D1×f=96265.6×0.928691=89400.9963</p><p>　　D`2=D2×f=146696×0.928691=136235.2549</p><p>　　D`3

31、=D3×f=203691.6×0.928691=189166.6</p><p>　　D`4=D4×f=29910×0.928691=27777.15</p><p>　　D`5=D5×f=45353.4×0.928691=42119.29</p><p>　　D`6=D6×f=7840.6

32、15;0.928691=7281.495</p><p>　　D`7=D7×f=20107.2×0.928691=18673.38</p><p>　　調(diào)整后的D`j矩陣（如下表）：</p><p>　　經(jīng)調(diào)整后的OD表（如下表）：</p><p><b>　　4 交通分布預測</b></p&

33、gt;<p>　　交通分布預測就是根據(jù)預測的各交通小區(qū)產(chǎn)生量和吸引量，確定各交通小區(qū)之間的出行分布量，即計算未來預測年居民出行量OD表中的各元素值。交通分布預測的常用模型主要有增長系數(shù)模型、重力模型和概率模型。</p><p>　　增長系數(shù)法假定現(xiàn)在和將來交通分布的模式變化不大，并基于各小區(qū)交通生成量和吸引量的增長率，利用現(xiàn)狀的OD直接預測未來的OD。此方法簡單、方便，但當交通分布變化時，誤差較大。

34、</p><p>　　概率模型法是將交通小區(qū)的生成量以一定的概率分布到吸引區(qū)的方法。這是一種以出行個體效用最大為目標的非集合優(yōu)化模型，從理論上講是一種更為精確、合理的方法。但事實上，這種模型結(jié)構(gòu)復雜，需要樣本量極大，難于求解和標定。</p><p>　　重力模型法基于引力定律，假設交通小區(qū)i、j之間的交通分布量與交通小區(qū)i的產(chǎn)生量、交通小區(qū)j的吸引量成正比，與交通小區(qū)i、j之間的交通阻抗系

35、數(shù)成反比。根據(jù)約束條件情況又可分為無約束、單約束、雙約束重力模型。此法綜合考慮了影響出行分布的地區(qū)社會經(jīng)濟增長因素和出行時間、距離的阻礙因素，雖然計算復雜，但精度較高。</p><p>　　本規(guī)劃要求采用雙約束引力模型或福來特法進行交通分布預測，在這里我們采用雙約束引力模型進行預測。雙約束引力模型的形式是：</p><p>　　Tij=Ki *K`j *Ti *Uj *f（Rij）<

36、/p><p>　　Ki=[∑K`j *Uj *f（Rij）]﹣¹</p><p>　　K`j=[∑Ki*Ti*f(Rij)] ﹣¹</p><p>　　式中，Tij是出行發(fā)生小區(qū)i到吸引小區(qū)j的出行量的預測值；</p><p>　　Ki﹑K`j分別為行約束系數(shù)﹑列約束系數(shù)；</p><p>　　Ti表示

37、出行發(fā)生小區(qū)i的出行產(chǎn)生量，即：Ti=∑Oi；</p><p>　　Uj表示出行吸引小區(qū)j的出行吸引量，即：Uj=∑Dj；</p><p>　　Rij為兩小區(qū)的交通阻抗值，本規(guī)劃中取Rij 為各小區(qū)間的空間距離，則f（Rij）= Rij﹣¹。</p><p><b>　　4.1交通小區(qū)現(xiàn)狀</b></p><p&g

38、t;　　由于計算的是現(xiàn)狀的參數(shù)，所以計算中用的Ti﹑Uj使用現(xiàn)狀的OD表中的數(shù)據(jù)。（如下表）</p><p><b>　　交通小區(qū)現(xiàn)狀OD表</b></p><p><b>　　4.2阻抗矩陣</b></p><p>　　計算出各交通小區(qū)之間的距離矩陣Rij，并以此作為阻抗矩陣。</p><p>&

39、lt;b>　　交通小區(qū)間距離</b></p><p>　　4.3用迭代法求行、列約束系數(shù)Ki、K`j。</p><p>　?、偈紫攘罡鱾€列約束系數(shù)K`j=1（j=1.2.3.4.5.6.7），帶入式Ki=[∑K`j *Uj *f（Rij）]﹣¹，第一次求Ki； </p><p>　　K1=[∑K`j *Uj *f（R1j）]﹣&

40、#185;</p><p>　　=[K`1*U1*R11﹣¹+K`2*U2*R12﹣¹+K`3*U3*R13﹣¹+K`4*U4*R14﹣¹+K`5*U5*R15﹣¹+K`6*U6*R16﹣¹+K`7*U7*R17﹣¹]﹣¹</p><p>　　=[142.686+65.412+37.592+1.177+10.2

41、98+27.504+5.163] ﹣¹</p><p><b>　　=0.00345</b></p><p><b>　　依此類推得：</b></p><p>　　K2=0.00281 K3=0.002822 K4=0.007505 K5=0.005291 K6=0.00459 K7=0.008804 <

42、/p><p>　　②將上面求得的Ki(i=1.2.3.4.5)帶入式K`j=[∑Ki*Ti*f(Rij)] ﹣¹第一次求K`j；</p><p>　　K`1=[∑Ki *Ti *f（Ri1）]﹣¹</p><p>　　=[K1*T1*R11﹣¹+K2*T2*R21﹣¹+K3*T3*R31﹣¹+K4*T4*R41﹣

43、5;+K5*T5*R51﹣¹+K6*T6*R61﹣¹+K7*T7*R71﹣¹]﹣¹</p><p>　　=[0.245+0.128+0.049+0.077+0.095+0.204+0.088]﹣¹</p><p><b>　　=1.126612</b></p><p><b>　　同理

44、得：</b></p><p>　　K`2=1.008484 K`3=1.080515 K`4=0.860737 K`5=0.891219 K`6=0.820405 K`7=1.001249</p><p>　?、蹖⑸厦媲蟮玫腒`j(j=1.2.3.4.5)帶入式Ki=[∑K`j *Uj *f（Rij）]﹣¹第二次求Ki；</p><p>

45、;　　K1=[∑K`j *Uj *f（R1j）]﹣¹</p><p>　　=[K`1*U1*R11﹣¹+K`2*U2*R12﹣¹+K`3*U3*R13﹣¹+K`4*U4*R14﹣¹+K`5*U5*R15﹣¹+K`6*U6*R16﹣¹+K`7*U7*R17﹣¹]﹣¹</p><p>　　=[160.75

46、2+65.967+40.619+1.013+9.177+22.564+5.170]﹣¹</p><p><b>　　=0.003276</b></p><p><b>　　同理得：</b></p><p>　　K2=0.002743 K3=0.002678 K4=0.007365 K5=5448 K6=0

47、.004919 K7=0.008745</p><p>　?、軐⑸厦媲蟮玫腒i(i=1.2.3.4.5)帶入式K`j=[∑Ki*Ti*f(Rij)] ﹣¹第二次求K`j；</p><p>　　K`1=[∑Ki *Ti *f（Ri1）]﹣¹</p><p>　　= K1*T1*R11﹣¹+K2*T2*R21﹣¹+K3*T3*R

48、31﹣¹+K4*T4*R41﹣¹+K5*T5*R51﹣¹+K6*T6*R61﹣¹+K7*T7*R71﹣¹]﹣¹</p><p>　　=[0.233+0.125+0.047+0.0765+0.098+0.219+0.087]﹣¹</p><p><b>　　=1.129909</b></p>

49、;<p><b>　　同理得：</b></p><p>　　K`2=1.017003 K`3=1.099057 K`4=0.871944 K`5=0.874985 K`6=0.785481 K`7=1.002028</p><p>　　第二次迭代結(jié)束。再進行第三次迭代，求得K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，

50、K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743。它們與第二次相對誤差小于3%，迭代達到收斂，停止迭代。故：</p><p>　　K1=0.003269，K2=0.002725，K3=0.002646，K4=0.007307，K5=0.005468，K6=0.004998，K7=0.008743；K`1=1.129909，K`2=1.017003 ，K`3=1.099

51、057，K`4=0.871944，K`5=0.874985，K`6=0.785481，K`7=1.002028</p><p><b>　　4.4理論分布</b></p><p>　　把以上參數(shù)帶入模型：Tij=KiK`jOiDjRij﹣¹,根據(jù)現(xiàn)狀Oi、Dj值可算得現(xiàn)狀分布理論值，如：</p><p>　　T11=K1K’1OiDj

52、R13﹣¹=0.003269×1.129909×71343×35525/500=18722.93</p><p><b>　　其他結(jié)果列于下表：</b></p><p><b>　　理論分布表</b></p><p><b>　　檢驗</b></p>

53、<p>　　針對現(xiàn)狀實際OD表和理論分布表求各自的平均交通阻抗：</p><p>　　R=（27767×500+47×1548.5+······+10139×500）/415598=2216.354</p><p>　　R’=2143.285</p><p>　　

54、因〡R－R’〡 ／R＜3％,認為Υ=1可接受。</p><p><b>　　預測分布</b></p><p><b>　　交通小區(qū)預測OD表</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過以上的調(diào)查與預測可以看出，該小區(qū)未來幾年的人口，交通量都有大幅

55、度的增長。多以為了該小區(qū)的交通便利與暢通，應該適當增加相應的交通設施，適當建設城市道路！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 《交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃》 任科社主編 人民交通出版社 2005.05</p><p>　　[2] 《交通規(guī)劃原理》 邵福春主編