1、兰州交通大学交通规划课程作业交通运输学院道路交通规划课程设计 学 院 交通运输学院 班 级 交通工程1002班 姓 名 学 号 成 绩 指导老师 高明霞 2013年4月18日指导教师评语及成绩指导教师评语 成绩 导师签字： 年 月 日 兰州交通大学交通运输学院课程设计任务书 所在系： 交通运输学院 课程名称: 交通规划 指导教师（签名）：高明霞专业班级： 交通工程 学生姓名： 学号： 一、课程设计题目基于兰州市局部路网数据的非平衡交通分配模型分析二、课程设计的目的 将课程中所学的几种非平衡交通分配模型，和实际路网抽象、小区划分等结合起来，提高理论与实践相结合，将所学知识运用于实践的综合能力，并
2、加强和巩固交通分配部分的知识点。 三、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 3.1 原始数据兰州市局部区域道路网几何构造及土地利用特征；所选局部区域的虚拟OD对及OD交通量。 3.2 技术参数 3.2.1 路阻函数 采用路阻函数理论模型计算路段行驶时间，为简便起见忽略交叉口延误。 其中机动车道单车道实用通行能力假定为300（pcu/h），多车道通行能力按多个单车道通行能力之和计算，零流车速U0可结合道路等级、设计车速等查定。3.3.2 边界条件所选路网规模节点数不小于9，虚拟OD作用点不少于3个，虚拟OD对个数不小于9，虚拟交通量不小于 800（）3.3.
3、3 分配模型 0-1分配法；容量限制-增量分配法；多路径概率分配法3.3 设计要求 1）以三人为小组，选定兰州市一局部区域进行调查，获取局部路网几何特征和区域内土地利用和人口分布情况； 2）将选定的局部路网抽象为有向网络并加以说明，标出路段长度等参数，指出每个节点和弧所代表的实际含义，如果有些节点为OD作用点，需说明原因。 3）根据局部区域的土地利用及人口分布特征，划分交通小区并说明划分的依据和原因。 4）对选定的局部路网，虚拟OD对及OD交通量。 5）将虚拟的OD交通量分配至抽象的道路网络中，分别采用0-1分配法、容量限制-增量分配法和多路径概率交通分配法实现，并对结果进行比较分析。 6）若
4、采用计算机编程实现，需画出程序流程图并附程序。若以手工计算完成，则需给出完整计算步骤。3.4 工作量要求 1）将虚拟的OD交通量，以三种方法分别在所选局部路网上进行分配，每种方法的计算过程需完整，另外以表格形式对三种方法所得结果进行分析。2）路网数据的调查、抽象过程以及分配计算过程需以文字、图表等形式详细阐述，形成思路清晰、可读性强的设计报告。3）严格按照课程要求格式进行排版，形成的设计报告总页数不小于20.四、工作进度安排 1）4月9日，星期二，准备资料，实施调查；2）4月11日，星期四，进行路网抽象、虚拟OD对处理等前期工作，采用0-1分配法进行分析计算；3）4月16日，星期二，采用容量限
5、制-增量分配法和多路径概率分配法进行分析计算，并比较分析三种方法所得结果； 4）4月18日，星期四，整理计算结果，撰写设计报告。五、主要参考文献 1王炜，交通规划，北京：人民交通出版社， 2007. 2邵春福，交通规划原理，北京：中国铁道出版社，2004. 3 陆化普，交通规划理论与方法，北京：清华大学出版社，1998. 4 王炜等，交通工程学，南京：东南大学出版社，2003.审核批准意见系主任（签字） 年月日 2.1交通区划分原则.6 兰州市局部路网调查数据的非平衡交通分配模型分析一、引言交通规划，是根据特定交通系统的现状与特征，用科学的方法预测交通系统交通需求的发展趋势及交通需求发展对交通
6、系统交通供给的要求，确定特定时期交通供给的建设任务、建设规模及交通系统的管理模式、控制方法，以达到交通系统交通需求与交通供给之间的平衡，实线交通系统的安全、畅通、节能、环保的目的。交通规划是制定交通运输系统建设计划、选择建设项目的主要依据，是确保交通运输系统建设合理布局，有序协调发展，防止建设决策、建设布局随意性、盲目性的重要手段。交通规划必须坚决贯彻党和国家的战略方针和目标，充分体现国民经济“持续、稳定、协调发展”的方针，是交通发展布局服从于社会发展的总战略、总目标，服从于生产力分布的大格局，正确处理地区间、各种运输方式间交通网络的衔接，使交通系统规划寓于社会经济发展之中，寓于综合交通体系之
7、中。要严格执行国家颁布的有关法规、制度,严格执行交通系统工程建设的技术规范、技术标准。 交通规划的任务是：通过深入的调差、必要的勘测、科学的定量分析，在剖析现有交通系统状况、揭示其内在矛盾的基础上，根据客货流分布特点、发展态势及交通量、运输量的生成变化特征，提除规划期交通系统发展的总目标和总体布局，确定不同类型交通基础设施的性质、功能及建设规模，拟定主要路线的走向、主要控制点及交通枢纽优化交通网络结构与等级配置，制定分期实施的建设序列，提出实现规划目标的政策与措施，科学的预测发展需求，细致的确定合理布局，确保规划期交通系统的交通需求与供给之间的平衡，交通满足社会经济发展对交通系统的要求。 交通
8、规划的内容包括： (1)交通系统现况调差； （2）交通系统存在的问题诊断； （3）交通系统交通需求发展预测； （4）交通系统规划方案设计与优化； （5）交通系统规划方案综合设计； （6)交通系统规划方案的分期实施计划编制； （7）交通系统规划的实施。二、交通小区划分2.1交通区划分原则 (1)同质性：分区内土地使用，经济，社会等特性尽量使其一致。 (2)尽量以铁路，河川等天然屏障作为分区界限。 (3)尽量不打破行政区的划分，以便能利用行政区现成的统计资料。（4)考虑路网的构成，区内质心（形心）可取为路网中的节点。 (5)分区数量适当，中等城市不超过50个，大城市最多不超过100-150个。数量
9、太多将加重规划的工作量，数量太少又会降低调查和分析的精度。 (6)分区中人口适当，约1-2万人，靠市中心分区面积小些，靠市郊的面积大些。（7)考虑到干道市汇集交通的渠道，因此一般不以干道作为分区界线，道路两侧同在一个交通区也便于资料整理。（8）对于已作过OD调查的城市，最好维持原已划分的小区。（9）小区内的出行次数不超过全区域内出行总数的10-15。（10）均匀性和由中心向外逐渐增大的原则：对于对象区域内部的交通小区，一般应该在面积、人口和发生与吸引交通量等方面保持适当的均匀性；对于对象区域外部的交通小区，因为要求精度的变低，应该随着距对象区域的距离的变远，逐渐增大交通小区的规模。2.2区域图
10、（兰州市城关区局部）2.3小区划分 按照区划的原则，我们将城关区局部区域划分为5个交通小区，其中， I区：主要包括甘肃省人民剧院、检察大厦、华玺花苑、千隆家园、玉佛寺、蜀草中医院等； II区：主要包括三爱堂医院、三爱家园、兰州银行城关支行、兰州市环保局、工商大厦、金驼小区、泉景苑、省体委家属院、红星大厦等； III区：主要包括畅家巷小区、方盛大厦、恒晶玉器、兰政住宅小区、甘肃省统计局、国芳百货等； IV区：兰州市口腔医院、省公路局家属院、工贸大厦、金轮大厦、民百家园等； V区：甘肃省科技情报研究所、天润大厦、交通饭店、文泉清真寺、甘肃省农机局、敦煌之星酒店、平凉路邮政储蓄所、兰州市第五中学等；
11、2.4交通网络的抽象 在城市交通规划中，主要对快速路、主干路、次干路、支路进行研究。在交通网络中，只有作为OD作用点的交通节点之间有OD 交通量需要进行分配，其他节点间并无OD交通量，不用进行分配。1）在如图所示的交通网络中，根据小区实际交通量及出行特点，将交通节点A(2)、B(3)、C(7)、D(10)、E(9)选为I、II、III、IV、V五个交通小区的作用点： 图12） OD交通量预测 OD矩阵（辆/h） 表1 D OABCDEA090011001000800B9000150013001100C11001500012001400D10001300120001000E80011001400
12、10000 三、非平衡交通分配方法3.1全有全无（最短路径）分配方法1）理论模型 式中：U0：交通量为零时的行驶车速(零流车速, km/h) 零流车速的确定U0=v0r1 r2 r3 式中：U0：交通量为零时的行驶车速(零流车速, km/h)；v0：设计车速( km/h)；r1：自行车影响修正系数； r2：车道宽度影响修正系数； r3：交叉口影响修正系数。 路段设计车速的确定 表1.1道路等级快速干道主干道次干道支路设计车速（kmh）608040604030单向机动车道数24241312r1为自行车影响修正系数，由于其影响各不相同，统一设为r1 =0.8；r2为车道宽度影响修正系数 ,统一设为
13、 r2=1；r3交叉口影响修正系数 ，统一设为 r3 =1 ； 2）交通网络中各条道路的实际车速的确定 表1.2路段路段名称道路等级路段长度/m设计车速（km/h）Bike修正系数（r1）车道修正系数（r2）交叉口修正数（r3）1-2段酒泉路次干道700400.8111-3段甘南路支路926300.8112-4段民主西路主干道600500.8113-4段金昌南路主干道570500.8113-5段金昌南路主干道417500.8113-8段甘南路支路566300.8114-10段民主西路主干道700500.8115-6段广场南路次干道376400.8116-7段广场南路次干道343400.8116
14、-8段皋兰路主干道403400.8117-9段平凉路次干道297400.8118-9段甘南路支路504300.8118-10段皋兰路主干道500400.8119-11段平凉路次干道596400.81110-11段民主西路主干道800500.811 3）根据各路段的实际距离和实际车速计算各交通路段的行驶时间作为路权，如下图 图1.1 4）模拟各小区之间的OD交通量如下表 表1.3 D OABCDEA090011001000800B9000150013001100C11001500012001400D10001300120001000E80011001400100005）确定最短路线,如下表 表1
15、.4AB2-4-3CA7-6-5-3-4-2A C2-4-3-5-6-7CB7-6-5-3AD2-4-10CD7-6-8-10AE2-4-10-8-9CE7-9BA3-4-2DA10-4-2BC3-5-6-7DB10-4-3BD3-4-10DC10-8-6-7BE3-8-9DE10-8-9EA9-8-10-4-2EC9-7EB9-8-3ED9-8-106）分配交通量 将各OD点对的OD交通量分配到该OD点对应的最短路线上，并进行累加，得下图所示的交通量分配结果。 图1.2 3.2容量限制交通分配方法容量限制交通分配是一种动态的交通分配方法，他考虑了路权与交通负荷之间的关系，即考虑了道路通行能力
16、的限制，比较负荷实际情况，该方法在国际上比较通用。采用增量分配方法分配出行量时，需先将OD表中的每一份OD量分解成k部分，然后分k次用最短路分配模型分配OD量，每次分配一次，路权修正一次，路权采用路阻函数修正，直至把K个OD分表全部分配在路网上。采用三次分配法，第一次分配50%，第二次分配30%，第三次分配20%。用以下模型作为路阻函数: Uo=V0r1r2r3；U0:交通量为零时的行驶速度；V0：设计速度；r2：车道宽度影响修正系数；r3：交叉口影响修正系数；U=Uo0.811=0.8Uo；即各种道路上的零流车速分别为：主干路：Uo=40km/h；次干路：Uo=32km/h；支路： Uo=2
17、4km/h；由于此时V=0，则U=Uo，即实际车速就为零流车速。根据各道路的长度和实际车速计算出行的时间作为路权。1）第一次分配（50%） OD交通量 表2.1 D OABCDEA0450550500400B4500750650550C5507500600700D5006506000500E4005507005000 路权计算 图2.1 最短路径 表2.2AB2-4-3CA7-6-8-3-4-2A C2-4-3-8-6-7CB7-6-8-3AD2-4-10CD7-9-11-10AE2-4-10-11-9CE7-9BA3-4-2DA10-4-2BC3-8-6-7DB10-8-3BD3-8-10D
18、C10-11-9-7BE3-8-10-11-9DE10-11-9EA9-11-10-4-2EC9-7EB9-11-10-8-3ED9-11-10分配交通量 图2.2更新路权 图2.3 2）第二次分配（30%） OD交通量 表2.3 D OABCDEA0270330300240B2700450390330C3304500360420D3003903600300E2403304203000按上一步所得更新路权求得最短路径 表2.4AB2-1-3CA7-6-8-10-4-2A C2-4-10-8-6-7CB7-6-5-3AD2-4-10CD7-6-8-10AE2-4-10-8-9CE7-9BA3-1
19、-2DA10-4-2BC3-5-6-7DB10-4-3BD3-4-10DC10-8-6-7BE3-4-10-8-9DE10-8-9EA9-8-10-4-2EC9-7EB9-8-10-4-3ED9-8-10交通量分配 图2.4更新路权 图2.53）第三次分配（20%） OD交通量 表2.5 D OABCDEA0180220200160B1800300260220C2203000240280D2002602400200E1602202802000按上一步所得更新路权求得最短路径 表2.6AB2-4-3CA7-6-5-3-4-2A C2-4-3-5-6-7CB7-6-5-3AD2-4-10CD7-9
20、-8-10AE2-4-10-8-9CE7-9BA3-4-2DA10-4-2BC3-5-6-7DB10-4-3BD3-4-10DC10-8-9-7BE3-4-10-8-9DE10-8-9EA9-8-10-4-2EC9-7EB9-8-10-4-3ED9-8-10交通量分配 图2.64）将一二三次的结果累加起来，的到下图的分配结果: 图2.7 3.3多路径概率分配法1、算法1）算法实质 在假设路段阻抗为随机变量，以及每位出行者有不同阻抗估计值的基础上，研究有多少出行者使用每一条路径。2）改进多路径概率分配模型 P(r,s,k) = exp -* t (k) / t / exp -t (i) / t式
21、中，P（r,s,k）OD量T（r,s）在第k条出行线上的分配率； t（k）第k条出行路线的路权（行驶时间）； t 各出行路线的平均路权（行驶时间）； 分配参数； m有效出行路线条数。2、计算过程A-B 表3.1节点号1234567891011Lmin（i，3）2.321.7600.860.631.341.981.422.51.913.111)以节点为起点，则有效路段为2,1、2,4L(2-1，3)=d(2,1)+Lm(1,3)=1.31+2.32=3.63L(2-4，3)=d(2,4)+Lm(4,3)=0.9+0.86=1.76Lw(2,1)=exp(-*3.63/2.695)=0.012Lw
22、(2,4)=exp(-*1.76/2.695)=0.116Nw(2)=0.012+0.116=0.128P(2,1)=0.012/0.128=0.094P(2,4)=0.116/0.128=0.706Q(2,1)=0.094*900=84Q(2,4)=0.706*900=8162)L(1-3)=2.32Lw(1-3)=exp(-*2.32/2.32)=0.037Nw(1)=0.037En（1）=0.094P(1,3)=0.094*0.037/0.037=0.094Q(1,3)=85Q(4,3)=816A- C 表3.2节点号1234567891011Lmin（i，7）4.33.741.982.
23、841.350.6401.40.562.341.681)以节点为起点，则有效路段为2,1、2,4L(2-1，7)=d(2，1)+Lm(1，7)=1.31+4.3=5.61L(2-4,7)=d(2,4)+Lm(4,7)=0.9+2.84=3.74Lw(2-1)=exp(-*5.61/4.675)=0.019Lw(2-4)=exp(-*3.74/4.675)=0.071Nw(2)=0.09P(2-1)=0.019/0.09=0.211P(2-4)=0.071/0.09=0.789Q(2-1)=232 Q(2-4)=868 Q(1-3)=2322)以节点为起点，则有效路段为3,5、3,8L(3-5,
24、7)=d(3,5)+Lm(5,7)=0.63+0.71+0.64=1.98L(3-8,7)=d(3,8)+Lm(8,7)=1.42+1.4=2.82Lw(3-5)=exp(-*1.98/2.4)=0.066Lw(3-8)=exp(-*2.82/2.4)=0.021Nw(3)=0.087 En（3）=0.511P(3-5)=0.066*0.511/0.087=0.388P(3-8)=0.021*0.511/0.087=0.123Q(3-5)=427 Q(3-8)=135Q(5-6)=427 Q(6-7)=4273)以节点为起点，则有效路段为8,6、8,9L(8-6,7)=d(8,6)+Lm(6,
25、7)=0.76+0.64=1.40L(8-9,7)=d(8,9)+Lm(9,7)=1.26+0.56=1.82Lw(8-6)=exp(-*1.40/1.61)=0.057Lw(8-9)=exp(-*1.82/1.61)=0.024Nw(8)=0.081 En（8）=0.123P(8-6)=0.057*0.123/0.081=0.087P(8-9)=0.024*0.123/0.081=0.036Q(8-6)=96 Q(8-9)=404)L(6,7)=0.64 Lw(6-7)=EXP(-*1)=0.037Nw(6)=0.037 En（6）=0.475P(6-7)=0.037*0.475/0.037=0.475Q(6-7)=523 Q(9-7)=1455)以节点为起点，则有效路段为4,3、4,10L(4-3,7)=d(4,3)+Lm(3,7)=0.86+1.98=2.84L(4-10,7)=d(4,10)+Lm(10,7)=1.05+2.34=3.39Lw(4-3)=exp(-*2.84/3.115)=0.049Lw(4-10)=exp(-*3.39/3.115)=0.028Nw(4)=0.077 En（4）=0.789P(4-3)=0.049*0.789/0.077=0.502P(4-10)=0.028*0.789/0.077=0.287Q(4-3)=552 ; Q(4-10)=31
