城市道路与交通第二章城市交通规划ppt课件.ppt

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1、第二章 城市交通规划,概述,1、城市交通规划的目的和任务,目的设计一个科学合理的交通系统 城市交通规划就是按系统工程的观点，应用科学的方法和手段综合地“组织”城市交通系统，使得城市的交通需求与交通供给之间达到动态平衡，实现城市内人和物的流动安全、通畅、节能、环保的目的。,概述,1、城市交通规划的目的和任务,任务 A.通过调查分析，评价现状交通系统，科学预测城市交通需求； B.提出交通系统发展目标，科学规划城市客货运系统和道路系统及相关设施； C.提出实现规划目标的政策措施和交通运输管理策略。,概述,2、城市交通规划的层次,城市交通发展战略规划：2050年城市交通综合网络规划：520年 城市交通

2、近期建设规划：35年,概述,3、城市交通规划的主体内容和工作程序,第二章 城市交通规划,城市交通的四大因素交通流理论交通调查分析交通规划方法,一、城市交通的四大因素,一、城市交通的四大因素,用地人车 路,用地,用地是产生交通和吸引交通的源和流居住用地 交通产生源商业用地 交通吸引源交通生成指标是交通规划的基础数据,人,出行目的出行方式 平均出行距离（或出行时间）日平均出行次数,2000年杭州市居民出行的特征,1、居民出行次数 据统计，有出行的居民占调查人数87.16%。 居民日平均出行2.07次，与1997年相比，居民日平均出行次数有所上升（由2.0上升至2.07）。,2. 出行目的,与199

3、7年相比，以生活出行和风景区游览为目的的出行比例增幅较大，而上班出行和上学出行比例则有不同程度的下降。,3.出行方式结构,车,车辆的保有量出行率空驶率平均出行距离车流速度密度流量,路,道路是容纳城市交通的主要设施，包括路段和交叉口两个部分。,二、交通流理论,1、 交通流基本概念,交通流：某一时段内，连续通过道路某一断面的车辆或行人的统称。交通基本参数：交通量、速度、交通密度。,Traffic Flow,交通量：单位时间内通过道路某一断面的车辆数或行人数。按交通组成：机动车交通量、非机动车交通量。折算交通量：将不同车型的交通量换算成标准车型交通量。,机动车车型换算系数,ADT（平均日交通量）AA

4、DT（年平均日交通量）MADT（月平均日交通量）WADT（周平均日交通量）,交通量,第30位小时交通量 （30HV）第30小时系数K=30HV/AADT 设计小时交通量（DHV）,交通量,时变日变月变年变,某市五一路客车流量时变图,交通量的时间变化规律,22,交通量的时间变化规律,（1）一天内小时交通量的变化 高峰小时交通量比：高峰小时交通量与该天日交通量之比，是反映高峰小时交通量集中的程度。高峰小时系数：高峰小时交通量与扩大高峰小时交通量之比把连续5分钟或15分钟累计交通量最大的时段，称为高峰小时内的高峰时段，以该时段的交通量扩大而算得小时交通量，称为扩大高峰小时交通量。它反映高峰小时内交通

5、量分布的不均匀程度。,2022/11/9,第2章 交通流理论基础知识,23,高峰小时系数（PHFT）,扩大高峰小时交通量,路段分布车道分布方向分布,交通量的空间变化规律,交通量方向不均匀系数=,车道序修正系数,交通量的作用,交通规划道路设计交通管理事故评价经济分析,车速,地点车速、行驶车速、区间车速、临界车速 设计车速：具有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时能 维持的最高安全速度，作为道路几何线形设计依据的车速。,交通密度,交通密度（K）：某一瞬间，单位长度内一个车道一个方向或 全部车道上的车辆数。 车头间距（hd）：同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离 。车头时距（ht）：同向连续

6、行驶的两车车头之间间隔的时间 。,交通量、车速、交通密度三者关系,基本关系式如果车流中所有车辆均以相同的车速通过某一段路程，则有下列关系,K交通密度（辆/公里）Q交通量（辆/小时）V车速（公里/小时）,交通量、车速、交通密度三者关系,2、密度与车速的关系(K-V),自由车速,阻塞密度,交通量、车速、交通密度三者关系,3、交通量与密度的关系(Q-K),最佳密度,交通量、车速、交通密度三者关系,4、交通量与速度的关系（Q-V）,临界车速,几个特征变量：（1）极大流量（2）临界速度（3）最佳密度（4）阻塞密度（5）自由速度,交通量、车速、交通密度三者关系,密度很小：自由车速，交通量小；最佳密度：临界

7、车速，交通量最大；阻塞密度：Q=V=0,Q=KV,通行能力 交通需求无交通拥挤 通行能力 交通需求交通拥挤发生 都市中早晚交通拥挤 交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？ 10？、20？30倍以上？ 交通需求超过通行能力的 5 10 的程度 交通拥挤发生 严重交通拥堵,为什么会发生交通阻塞？,道路通行能力,基本通行能力：理想的道路与交通条件可能通行能力：通常的道路与交通条件设计通行能力：考虑不同的服务水平,定义：道路在一定条件下单位时间内所能通过车辆的极限数。,2、道路通行能力与服务水平,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,三者间的关系,各种修正系数,指定服务水平下的V/C比,服 务

8、水 平,服务水平(Level of Service)美国HCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一种质量标准。 (美国)六级服务水平A B C D E F 速度高、密度小 速度低、密度大舒适度高 舒适度低 (中国)四级服务水平一级二级三级四级 A B C D E F 服务交通量 不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然。最大服务交通量 每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为最大服务交通量。,A 级,F 级,E 级,D 级,C 级,B 级,流量,速,度,自由流,稳 定 流,强制流,0,A,B,C,不稳定流,D,E,F,城市

9、道路路段及交叉口服务水平划分标准,交通影响评价时，负荷度（V/C）处于B级或C级水平，说明交通影响区路段及交叉口对其项目开发所产生的交通有一定的承受能力。,用于道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 用于道路规划 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估， 确定路网改进办法与实施步骤 用于道路交通管理 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施,道路通行能力与服务水平,通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小服务水平主要反映道路服务质量或服务的满意程度,三、交通调查与分析,2022/11/9,交通工程,交通调查的意义,科学决策和科学研究的基础,提供依据：交通规划交通设施建设

10、交通控制与管理交通流理论研究,正确决策来源于科学的预测，科学预测的基础是准确的调查数据,2022/11/9,交通工程,交通调查的对象,公路网城市道路网交通控制设施道路条件,出行者特性驾驶员特性,流量速度密度延误,交通事故停车行人 货运流向,2022/11/9,交通工程,交通量调查的目的,1、交通量调查,能反映变化规律的代表性时间工作日 周末 节假日,调查准备工作,通常按照交通量变化大小作为划分依据 交通变化量大的路段：调查区间宜短交通量变化小的路段：调查区间可适当延长,观测站点分为：连续式观测点 间歇式观测点 临时性观测点,交通量调查的种类,1)区域交通量调查。以掌握某一区域的交通量的大小及变

11、化为目的，在区域内各不同的交叉口及各不同进行的交通量调查，以掌握该区交通流量的分配形式和交通量的常年变化的规律。,区域交通量调查图示,2)小区边界线交通量调查。对客货业务繁忙地区,如特定经济区、城市及城市圈等汽车交通量的调查。调查时将地区包围线(小区边界线)与进入该地区道路的相交处作为调查点,分别调查进入和驶出小区范围的交通量。这一调查与OD调查和其他交通调查同时进行。3)核查线调查。调查是以河流、丘陵、铁道等地形及地物边界线或其他人为设立的检查线为分界线，两侧区域互相来往穿过检查线的交通量。这种调查一般是为检验OD调查资料的可靠性。,4)特定地点或专项交通量调查。以研究交通管理，信号控制为主

12、要目的，调查特定地点（交叉口、无平面交叉路段、设施的出入口）的交通量。,特定地点的交通量调查图示,交通量采集方法及技术,人工观测法,仪器自动 计测法,录像观测法,调查方法,2022/11/9,交通工程,人工观测法,安排人员在指定地点按调查工作计划进行交通量调查的方法调查人员用原始记录表格配合计时器以划正字等方式记录来往车辆，也可以采用机械或电子式的简单计数器进行,方便灵活，易于掌握，调查资料整理方便，调查地点、环境不受限制短期、临时的交通调查,优点,适用性,2022/11/9,交通工程,计数器,JQ-14-1手按系列型计数器,GF型计数器(6单元、12单元),四位手动计数器,五位手动式电子计数

13、器,人工观测法,人工法观测交叉口机动车交通量记录表,观测人 _页1.周期绿灯时间记录2.FFine 晴天，CClouds 多云，RRain 雨,地点_路_路 进口_ 日期_ 星期_ 时间_天气(F)(C)(R) 控制方式(手)(自) 路口形式(十)(丁),2022/11/9,交通工程,仪器自动计测法,压管式检测器,分类,气压式,液压式,原理,依靠车轮挤压一条充气的或充液体的软管，通过气体或液体传递的压力触发开关计数。,2022/11/9,交通工程,仪器自动计测法,感应线圈式检测器,原理,依靠埋入路面面层内的一个或一组感应线圈产生生电感，车辆通过时导致该电感变化从而检测通过的车辆。,各式感应线圈

14、图示,2022/11/9,交通工程,利用录像机（摄像机、照相机等）作为便携式记录设备，通过一定时间的连续录像给出定时间间隔的或连续的交通流详细资料的方法,录像观测法,优点,现场人员少,资料可长期反复利用,缺点,整理资料工作量大,花费人工多，费用高,2022/11/9,交通工程,同济大学开发的流量自动检测软件,2022/11/9,交通工程,通过资料整理和分析，找出反映交通特征趋势的数据,车辆分类换算,交通量整时换算,交通量资料分析,车辆当量换算：将不同车型的交通量换算为标准车型的交通量标准车型：根据当量换算目的、车型可比性及要求达到的可认性等多方面因素确定换算方法：将某种车型交通量乘上该车型相对

15、于标准车的当量换算系数,将调查数据换算为相应的小时交通量、日交通量、月交通量和年交通量,绘制小时交通量排序曲线图计算交通量变化特征参数（月变系数、周变系数、高峰小时系数等）绘制交通量变化图（小时、日、月变化、历年变化图）,2022/11/9,交通工程,交通数据的分析应用及不同车辆的换算,1)绘制交通流量图。将在同一时期内测得的同一区域各条道路的交通量标注在该区道路示意图上即可 。,2022/11/9,交通工程,2)绘制交通量变化图。以纵坐标表示交通量,横坐标表示时间,绘制交通量随时间推移的变化图。根据时段长短又可分为交通量季节变化,周、日变化,小时变化图等。,2022/11/9,交通工程,3)

16、交叉口交通流量图。对通过交叉口的交通量进行实测后,可分别按不同交通流向绘制交叉口交通量图。,4)计算交通量特定参数周。一般情况下,对实测交通量值要进行以下特定参数的计算:平均日交通量ADT；高峰小时交通量PHV；交通量月变化系数Km；交通量周日变化系数kw。,5)交通量中不同类型车辆的换算。,2、OD调查,概念,起讫点调查即OD调查（Origin和Destination），是为了了解各种交通出行的起点和终点,在一定区域内所进行的调查工作。目的是为编制道路交通规划和组织交通提供依据。 主要包括：人的出行OD调查、机动车出行OD调查、货流出行OD调查,OD调查常用术语,出行（Trip） 出行起点（

17、O）和出行终点（D）,2、OD调查,移动必须具有目的性； 一个单程为一次出行；不受换乘影响，即一次出行可包括几种交通形式（如步行、乘车）； 一次出行必须有且仅有一个出发点和一个目的点。,二、起讫点调查（OD调查）,2、OD调查常用术语,境内出行、过境出行 区内出行、区间出行 小区形心 期望线 调查区域境界线(Cordon line) 分隔核查线(Screen line),2、OD调查,OD调查常用术语,OD表（矩形表和三角形表）,2、OD调查,调查小区的划分,调查小区（Zone）是交通研究的最小分析区。确定交通小区的目的是确定出行起讫点的空间位置，并且是分析交通特性的基础单元。,2、OD调查,

18、调查小区的划分,交通小区划分一般可以遵循如下原则： 同质性。区内的土地使用、经济、社会等特性应尽量一致。 以铁路、河流等天然屏障作为分区的界限，易于核对。 尽量配合行政区的划分，统计资料方便。 分区的过程中要考虑道路网。 保持分区的完整，避免同一用途的土地被分开。 分区越小，计算数据越多，成果就越细，但工作量也越大。反之，工作量小，但有可能掩盖该范围内的交通特点。通常交通量分散的郊区分区划分可以大些，而交通量集中的市区分区划分可以小些。,2、OD调查,抽样调查率的确定,调查抽样率是在母群中按一定的比率抽出所需要的调查样本，当抽出样本数达到足够数目时则抽样误差遵从正态分布。 OD调查的抽样率多采

19、用国内外的经验值来确定。,2、OD调查,抽样调查率的确定,美国交通部推荐交通调查抽样率,2、OD调查,OD调查的内容,调查时间_ 年_ 月_ 日 调查员_ 验收员 _编码员_说明： 出行目的： 0.上班 1.上学 2.购物 3.业余学习及文化娱乐 4.公务 5.个体经商 6.回单位 7.回家 8.探亲访友 9.看病 10.其他。 出行方式： 0.公交 1.自行车 2.步行 3.出租车 4.摩托车 5.单位车 6.地铁或轻轨 7. 轮渡 8.其他。 用地设施： 0.住宅 1.重工业 2.轻工业 3.大专院校 4.中小学校 5.行政管理机构 6.商业和服务业 7.文娱体育场所 8.交通场所（火车站

20、、汽车站、公交车站等） 9.医疗卫生 10.施工场地 11.文化场所（图书馆、展览馆等） 12.农业用地 13.其他。,OD调查常用的方法： 路边询问调查 家庭访问调查 表格调查法 电话询问调查： 单位访问调查 车辆牌照调查：,OD调查步骤： 调查准备调查人员培训制定调查计划 典型区域试点开展实地调查,OD调查资料的整理： 检查、核对调查表 编码、输码,OD调查数据的统计分析： 出行生成分析 出行分布分析 出行方式分析 出行时间、距离分析 其他相关参数分析,四、交通量预测,四、交通量预测,交通量预测是城市道路交通规划的核心内容之一，是道路和交通网络设计及其方案评价的重要依据。,四、交通量预测,

21、1、交通量预测方法简述,远景交通量预测 四阶段法,四阶段预测法示意图,Step1,Step2,Step3,Step4,四、交通量预测,2、交通量发生量与吸引量预测,交通小区i的发生交通量Qi是指交通小区i出发到各交通小区的交通量之和。,交通小区j的吸引交通量Dj是指各交通小区到交通小区j的交通量之和。,四、交通量预测,2、交通量发生量与吸引量预测,发生与吸引交通量的预测是交通需求预测四阶段预测中的第一阶段，其预测精度的高低将直接影响以后阶段乃至整个预测过程的精度。,原单位法 回归分析法,例题：某交通小区有 172家独户住宅，287家集体住宅，550家公寓房屋，其出行产生率分别为：2.58、 2

22、.38、 2.31车次/户；另有40000平方商业中心，平均每100 平方有2.2个雇员，其吸引率为1.82车次/雇员。用原单位法计算该小区的出行发生量与吸引量。,四、交通量预测,3、交通量分布预测,交通分布指各交通小区相互间的人或车的出行交通量。交通分布预测是“四阶段预测法”的第二步，是把预测获得的未来各交通小区的发生量与吸引量转换成未来交通小区之间的分布OD量，即OD表。,现在OD表,将来OD表,四、交通量预测,3、交通量分布预测,增长系数法(平均增长模型、底特律增长模型、福莱特增长模型) 要求被预测区域有完整的现状OD综合法（重力模型、介入机会模型、最大熵模型） 能够标定模型的部分现状O

23、D数据,四、交通量预测,4、交通方式划分,交通方式划分就是将各交通小区间的交通分布量划分为各种交通方式的分布量。交通方式分担预测是指在进行了出行分布预测得到OD矩阵之后，确定不同交通方式在交通小区间OD量中所承担的比例。,四、交通量预测,4、交通方式划分,交通方式选择的影响因素： 出行者的特征（是否拥有或可利用小汽车、家庭结构、家庭收入等） 出行特征（出行目的、出行距离、出行时间分布等） 交通设施的特征（公共交通发达程度、服务水平、票价、交通设施的完备程度等）,四、交通量预测,4、交通方式划分,交通方式划分的预测方法,转移曲线法重力模型概率模型,四、交通量预测,5、交通量分配(Trip Ass

24、ignment),交通量分配就是将预测出的交通小区i和交通小区j之间的分布交通量，根据道路网描述，按照一定的规则符合实际地分配到路网中去，进而求出路网中各路段的交通流量。,四、交通量预测,5、交通量分配,最短路径分配法多路径概率分配法,1、全有全无分配方法（最短路径分配法）All-or-Nothing Assignment Method，简称0-1分配法最简单，不考虑路网的拥挤效果。在芝加哥城交通规划中，首次获得应用。,最短路交通分配法的步骤确定路段行驶时间。确定各OD点之间的最短路径。各交通区之间的交通量全部放在路阻最小的路径上，其余的路径上的交通量为零。累计得出各路段的交通量。,2.多路径

25、分配法 出于行者的路径选择特性可知，出行者总是希望选择最合适（最快、最方便、最便宜、最安全舒适等）的路线出行，称之为最短路因素，但由于交通网络的复杂性及交通状况的随机性，出行者在选择出行路线时往往带有不确定性，称之为随机因素。,这两种因素存在于出行者的整个出行过程中。因此可以认为两区之间的交通，除了具有最短路径的通过可能性，还存在通过其它路径的可能性，这种可能性可用路线选择概率来描述，即区间交通量要根据通过各条路径的概率来进行分配，于是分配的结果就不是唯独少数几条最短的路径，而是把交通量分配到大部分路径上。 常用的路径选择模型如下式：,例 如图，1、2两个小区由七个路段连接，路旁数据为零流量时的行驶时间（分），从1区到2区的分布交通量Q12=3000辆/日，请在该路网上进行分布分配， 取3.3。,