《交通规划课程设计兰州市局部路网调查数据的非平衡交通分配模型.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通规划课程设计兰州市局部路网调查数据的非平衡交通分配模型.doc（30页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第一章 绪论1第二章 确定研究区域并划分小区22.1确定研究区域22.2区域土地利用特征及经济状况32.3绘制区域路网简图32.4区域路网基础资料42.5交通小区划分52.5. 1小区划分的意义52.5.2小区划分的原则52.5.3选定区域小区的划分及依据5第三章 网络抽象及OD交通量拟定73.1路网简图的再抽象73.2网络抽象73.3计算各路段初始阻抗83.4交通阻抗值在网络图上的表示103.5拟定OD交通量10第四章 OD交通量分配114.1全由全无分配法114.2容量限制交通分配方法124.3多路径交通分配方法124.3.1多路径分配方法流程图124.3.2分配OD交通量144.4容量限
2、制多路径交通分配方法174.4.1容量限制多路径交通分配方法的原理174.4.2 分割原始OD表174.4.3分配第一份OD184.4.4分配第二份OD18第五章 四种非平衡方法对比分析255.1选取部分路段分析25第六章 总结27参考文献28兰州市局部路网调查数据的非平衡交通分配模型第一章 绪论1962年，美国芝加哥市交通规划研究中提出的“交通生成交通分布交通方式划分交通分配”的预测方法标志着交通规划领域中经典“四阶段”法交通预测模型的形成。其中，网络交通流交通分配是较重要的环节之一。所谓交通分配就是在前三个阶段的基础上，把各种出行方式的空间OD交通量分配到具体的交通网络上，模拟出行者对出行
3、路径的选择，得知每个路段具体的交通量。此举对以后的道路建设、交通管理与控制意义甚大。本次课程设计的目的是，通过调查兰州市局部路网的比较详细的数据，将选定的区域利用所学知识划分成小区，将各个小区的实际路网抽象成网络，利用课堂中所学的四种非平衡交通分配模型（最短路交通分配方法，容量限制交通交通分配方法，多路径交通分配方法，容量限制多路径交通分配方法），将交通量进行合理分配。这次课程设计意义重大，既锻炼了我们理论结合实践，将所学知识运用与实践的综合能力，又巩固了我们所学的交通分配的理论知识，还锻炼了我们独立思考与克服困难的能力。我们的主要任务是合理选择研究区域，利用现有的调查数据，进行交通小区划分，
4、在这个过程中要避免胡乱选择研究区域，以及不符合实际的随意划分。第二章确定研究区域并划分小区2.1确定研究区域此次课程设计是基于兰州市局部路网的，为了方便调查基础资料以及更好的完成此次任务，我们组选择了我们最熟悉的安宁区局部地区作为研究对象。北至植物园、南至建宁西路、西至莫高大道、东至兰州交通大学学府路，总面积为56平方公里，如图1。图1 研究区域2.2区域土地利用特征及经济状况经过我们小组的详细调查，该区域用地性质主要是以工业用地、商业用地、居住用地为主，经济比较发达，人口众多，居民收入相当可观，出行比较频烦。2.3绘制区域路网简图图2 (生活性小道以及交通量特别小的路名未标出）2.4区域路网
5、基础资料经过网络资源搜集以及我们实地调查，我们将路网调查资料整理到如下： 表2一1名称道路等级车道数设计车速长度（km）自行车修正系数 r1车道宽度修正系数r2交叉口影响修正系数r3桃林路（北）支路2300.7510.80.751桃林路（南）次干路4400.48410.751九州通西路支路2300.440.80.751枣林路（北）支路2300.40.80.751枣林路（中）支路2300.360.80.751枣林路（南）次干路4400.510.751兴安路(西）支路2300.3660.80.751兴安路（东）次干路4400.9850.80.751世纪大道支路2300.40410.751万新北路支
6、路2300.3240.80.751万新南路主干路4600.48810.751安宁西路（西）主干路8600.44810.751安宁西路（中）主干路8600.43110.751安宁西路（东）主干路8600.98510.751建宁西路（西）主干路4600.44410.751建宁西路（东）主干路4601.35810.7512.5交通小区划分2.5. 1小区划分的意义通过对研究区域的选定，进行交通小区的划分，将交通需求在空间上的流动用小区之间的交通分布图表现出来，便于用交通分配理论模拟道路网上的交通流。2.5.2小区划分的原则(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
7、、河川等天然屏障作为分区界限；(3) 尽量不打破行政区划，以便能利用行政区政府现成的统计资料；(4) 考虑路网的构成，区内重心可取为路网中的结点；(5) 分区数量适当，中等城市50个，大城市不超过100150个，(6) 在进行城市交通系统规划时，一般按交通小区面积12平方公里或12万人口进行分区。2.5.3选定区域小区的划分及依据 我们组根据该区域主要的三种用地性质（工业用地，居民区，商业用地）将该区域划分为三个小区，分别为A、B、C。A区以各种机械工厂和医药厂为主，为工业园区。B区以各个企业的家属楼以及附近居民的家属楼为主，为居民区。C区以各种公共设施（如医院诊所等）以及大型商场、市场为主，
8、为商业区。各个小区如图3。图3 交通小区第三章 网络抽象及OD交通量拟定3.1路网简图的再抽象 图4 （省去生活性的小道）3.2网络抽象根据调查数据及第二次绘制的路网简图（图4）将路网抽象为如下网络（图中节点1,10，7也分别代表小区A、B、C的OD作用点）：图5 抽象后的网络（1，10,7分别代表A,B,C)3.3计算各路段初始阻抗根据公式：t0=l/U0, U0 =v0 * r1 * r2 *r3U0 交通量为0时的路段车速；v0 路段设计车速；r1自行车修正系数；r2车道宽度修正系数；r3交叉口影响修正系数。计算结果如下表： 表31路段名称道路等级车道数设计车速(km/h)V0长度l（k
9、m）自行车修正系数 r1车道宽度修正系数r2交叉口影响修正系数r3零流车速U0(km/h)零流通行时间t0（min）12桃林路支路2300.7510.80.751182.523桃林路次干路4400.48410.751300.9714九州通西路支路2300.440.80.751181.4745枣林路支路2300.40.80.751181.3456枣林路支路2300.360.80.751181.267枣林路次干路4400.510.75130158兴安路支路2300.3660.80.751181.22810兴安路次干路4400.9850.80.751242.4689世纪大道支路2300.40410.
10、75122.51.081011万新北路支路2300.3240.80.751181.081112万新南路主干路4600.48810.751450.6526安宁西路主干路8600.44810.751450.669安宁西路主干路8600.43110.751450.57911安宁西路主干路8600.98510.751451.3137建宁西路主干路4600.44410.751450.6712建宁西路主干路4601.35810.751451.813.4交通阻抗值在网络图上的表示 1.31 0.572.46 1.22 0.6 0.972.5 1.81 0.61.341.210.651.081.081.471
11、图6 初始阻抗值3.5拟定OD交通量虚拟各交通小区的OD交通量，如表3。OD交通量表（辆/h） 表32O DABCA01000800B100001200C80012000第四章 OD交通量分配4.1全由全无分配法人们最初进行交通流分配的研究时，多采用全有全无法（all or nothing）的最短路径方法。该方法处理的是非常理想化的城市交通网络，即假定路网中没用拥挤，路阻是固定不变的，且路网信息完全公开已知。每个OD对之间的交通量只沿着该OD对之间走行时间最短的路径行驶。1) 利用图6 算出最短路为：1-7:12-3-71-10:1-2-6-9-11-107-1:7-3-2-110-1:10-
12、11-9-6-2-110-7:10-11-12-77-10:7-12-11-102) 将交通量分配至各最短路得到最终分配结果如下：图7 最终分配结果（1，10,7分别代表A,B,C)4.2容量限制交通分配方法引用小组成员的计算结果，得到最终的分配结果如下。图 8 容量限制交通分配方法分配的结果（1，10,7分别代表A,B,C)4.3多路径交通分配方法4.3.1多路径分配方法流程图输入网络几何信息表、路权表及OD表以某一有效路段终点j代替i计算有效路段i,j的OD量分配率P(i,j)计算有效路段i,j的本次分配交通量Qi,j)计算节点i的点权NW(i)计算节点i的流入率En(i)计算有效路段i,
13、j的边权LW（i,j)判别节点i的有效路段及有效出行路线令i =出行起点节点号r计算各节点之间的最短路权输出分配交通量及分配率矩阵P累计路段、交叉口分配交通量转入下一OD点对已到出行终点S？最后一OD点对？否否是是图9 多路径分配方法流程图4.3.2分配OD交通量从节点1至节点10的出行量T(1,10)=1000辆/h。(取=3.3）1) 计算各交通节点i至出行终点s的最短路权，如下表： 表41节点号123456789101112Lmin(i,10)6.063.564.145.023.682.963.542.462.0901.081.732) 令i=r=1,与节点i邻接的有效路段为1,2,1,
14、4。3) 计算有效出行路线的长度，如下：L(1-2,10)=d(1,2)+Lmin(2,10)=2.5+3.56=6.06L(1-4,10)=d(1,4)+Lmin(4,10)=1.47+5.02=6.494) 计算各有效路段的边权LW(i,j)LW(1,2)=exp(-3.36.062 /6.06+6.49)=0.0413LW(1,4)=exp(-3.36.492 /6.06+6.49)=0.03305) 计算节点1的点权NW(1)NW(1)=LW(1,2)+LW(1,4)=0.07436) 计算各有效路段i,j的分配率P(i,j)P(1,2)=LW(1,2)/NW(1)=0.556P(1,
15、4)=LW(1,4)/NW(1)=0.4447) 计算各有效路段的分配交通量Q(1,2) =T(1,10)P(1,2)=556(辆/h)Q(1,4) =T(1,10)P(1,4)=444(辆/h)8) 取有效路段1,4的终点4为i,只有4,5为有效路段L(4-5,10)=d(4,5)+Lmin(5,10)=2.5+3.56=5.02LW(4,5)=exp(-3.35.022 /5.02)=0.0369NW(4)=0.0369 En(4)=P(1,4)=0.444P(4,5)=En(4)LW(4,5)/NW(4)=0.444Q(4,5) =T(1,10)P(4,5)=4449) 取有效路段1,2
16、的终点2为i,只有2,6为有效路段L(2-6,10)=3.56LW(2,6)=0.0369NW(2)=0.0369 En(2)=P(1,2)=0.556P(2,6)=En(2)LW(2,6)/NW(2)=0.556Q(2,6) =T(1,10)P(2,6)=55610) 取有效路段2,6的终点6为i,只有6,9为有效路段L(6-9,10)=2.96LW(6,9)=0.0369NW(6)=0.0369 En(6)=P(2,6)+P(5,6)=0.734P(6,9)=En(6)LW(6,9)/NW(6)=0.734Q(6,9) =T(1,10)P(6,9)=73411) 取有效路段4,5的终点5为
17、i,5,85,6为有效路段L(5-8,10)=3.68L(5-6,10)=4.16LW(5,8)=0.0451LW(5,6)=0.0301NW(5)=0.0752En(5)=P(4,5)+P(6,5)=0.444P(5,8)=En(5)LW(5,8)/NW(5)=0.266P(5,6)=En(5)LW(5,6)/NW(5)=0.178Q(5,8) =T(1,10)P(5,8)=266Q(5,6) =T(1,10)P(5,6)=17812) 取有效路段5,8终点8为i，8,9,8,10为有效路段L(8-9,10)=3.47L(8-10,10)=2.46LW(8, 9) =0.0210LW(8,1
18、0)=0.0647NW(8)=0.0857En(8)=P(5,8)=0.266P(8,9)=En(8)LW(8,9)/NW(8)=0.065P(8,10)=En(8)LW(8,10)/NW(8)=0.201Q(8,9) =T(1,10)P(5,8)=65Q(8,10) =T(1,10)P(5,6)=201(已到终点）13) 取8,9的终点9为i,只有9,11为有效路段L(9-11,10)=2.39LW(9, 11) =0.0369NW(9)=0.0369En(9)=P(8,9)+P(6,9)=0.799P(9,11)=En(9)0.0369/NW(9)=0.799Q(9,11) =T(1,10
19、)P(9,11)=79914) 取9,11的终点11为i,只有11,10为有效路段，再次到达终点，所以Q(11,10)=Q(9,11)=799，至此小区A到小区B的交通量分配完毕。分配网络图中从节点1至节点7的出行量T(1,7)=800辆/h。(取=3.3）1) 计算各交通节点i至出行终点s的最短路权，如下表： 表42节点号123456789101112Lmin(i,7)4.071.570.63.542.2102.651.573.542.461.812) 同理利用以上算法，求出A到C各路段分配的交通量如下：Q(1,4)=268，Q(1,2)=532，Q(2,6)=257.6，Q(2,3)=27
20、4.4，Q(3,7)=274.4，Q(6,7)=257.6，Q(4,5)=268，Q(5,6)=268，Q(6,8)=525.6分配网络图中从节点10至节点7的出行量T(10,7)=1200辆/h。(取=3.3）1) 计算各交通节点i至出行终点s的最短路权，如下表： 表43节点号123456789101112Lmin(i,7)4.071.570.63.542.2102.651.573.542.461.812) 同理利用上述算法，求出B到C各路段分配的交通量如下：Q(10,11)=921.6，Q(10,8)=278.4，Q(11,9)=344.4，Q(11,12)=577.2，Q(12,7)=5
21、77.2，Q(8,5)=84.12，Q(8,9)=194.28，Q(9,6)=538.68，Q(5,6)=84.12，Q(6,7)=622.8。同理计算出，C-A,B-A,C-B分配的交通量，累计各路段分配交通量，得到最终分配交通量如下：图10 多路径法最终分配结果（1，10,7分别代表A,B,C)4.4容量限制多路径交通分配方法4.4.1容量限制多路径交通分配方法的原理需要先将OD量表分解成k个OD分表，然后分k次用多路径分配模型分配OD量，每次分配一个OD分表，并且每分配一次路权修正一次，直到把k个OD分表全部分配到路网上。4.4.2 分割原始OD表将原OD表分成两份，第一份OD占60 ，
22、第二份OD占40。第一份OD如下：OD交通量表（辆/h）表44O DABCA0600480B6000720C48072004.4.3分配第一份OD由于此次分配前，初始阻抗未发生变化，只是OD交通量变为原来的60，故利用多路径算法得到的分配结果直接乘以60就可以直接得到本次的分配结果，如下：图11 （1，10,7分别代表A,B,C)4.4.4分配第二份OD1) 第二份OD如下：OD交通量表（辆/h ） 表45 DABCA0400320B4000480C32048002) 更新阻抗及其过程依据城市道路设计规范，道路设计通行能力是在理论通行能力的基础上，考虑实际的道路、交通条件与服务水平等因数进行修
23、正，修正系数包括车道宽度修正系数、纵坡修正系数、车辆折算修正系数、服务水平系数等。计算公式 式中：路段设计通行能力（）；路段车道数；单车道理论通行能力；车道宽度通行能力（）；纵坡修正系数；服务水平系数；其它修正系数。综合以上各项修正因素，通行能力计算公式写成：取值参考2-4表。单车道通行能力与设计通行能力修正系数取值范围 ，如下表： 表4-6单车道理论通行能力计算标准修正系数范围备注修正系数取值时主要依据路况而定，当支路较多，相邻交叉口间距很小，坡度很大，转弯视距不良可以适当取小。快速路18000.60-0.75主干道16400.58-0.73次干道15700.55-0.65支路14000.5
24、2-0.63计算路段设计通行能力Cd,如下表： 表4-7路段名称道路等级单方向车道数N长度（km）零流车速U0(km/h)C0（pcu/h)f修Cd12桃林路支路10.751183000.5516523桃林路次干路20.484303000.636014九州通西路支路10.44183000.5516545枣林路支路10.4183000.5516556枣林路支路10.36183000.5516567枣林路次干路20.5303000.636058兴安路支路10.366183000.55165810兴安路次干路20.985243000.636089世纪大道支路10.40422.53000.551651
25、011万新北路支路10.324183000.551651112万新南路主干路20.488453000.742026安宁西路主干路40.448453000.784069安宁西路主干路40.431453000.7840911安宁西路主干路40.985453000.784037建宁西路主干路20.444453000.7420712建宁西路主干路21.358453000.7420更新阻抗 表4-8路段名称道路等级长度（km）零流车速U0(km/h)VCdV/CdUt（min）12桃林路支路0.75118652.81654.0 0.6 73 23桃林路次干路0.48430164.643600.5 17.
26、1 2 14九州通西路支路0.4418427.21652.6 0.9 28 45枣林路支路0.418427.21652.6 0.9 26 56枣林路支路0.3618318.0721651.9 1.3 17 67枣林路次干路0.530689.043601.9 2.1 14 58兴安路支路0.36618210.0721651.3 1.9 11 810兴安路次干路0.98524287.643600.8 6.0 10 89世纪大道支路0.40422.5155.5681650.9 3.2 8 1011万新北路支路0.324181032.361656.3 0.4 50 1112万新南路主干路0.48845
27、346.324200.8 10.1 3 26安宁西路主干路0.44845488.168400.6 20.4 1 69安宁西路主干路0.43145763.6088400.9 6.7 4 911安宁西路主干路0.98545686.048400.8 10.5 6 37建宁西路主干路0.44445164.644200.4 28.4 1 712建宁西路主干路1.35845346.324200.8 10.1 8 将更新后的阻抗标注在网络图上，如下图。732821 64 1350101126 178 8图12 更新后的路阻值利用多路径分配方法算出分配结果，方法与第三种方法相同，不再赘述，以下是两次分配累加后
28、的分配结果：图13 容量限制多路径分配方法分配结果（1，10,7分别代表A,B,C)第五章 四种非平衡方法对比分析5.1选取部分路段分析四种分配方法对比分析表 表51路段最短路径法容量限制法多路径分配法多路径容量限制分配法平均值误差1(%)误差2(%)误差3(%)误差4(%)121800108010886891164.2555774023800480274957627.75272456121407207121111635.751001312154507207121111635.75100131215560800530378427100872411670800114812568011001431
29、0580880350843518.2510070321481008804791168631.751003924128900259875283.5100100913101122001320172010381569.540161033111212007205773517126911992610006008131264919.259351211691000600127312561032.25342232291110006001143686857.251730331437800480274957627.752724565271212007205773517126912012平均误差1(%)63.531
30、.437524.518.26第六章 总结非平衡方法模型具有结果简单、概念明确、计算简便等优点，因此在实际工程中的到了广泛的应用。最短路交通分配方法的优点是计算相当简便，其致命缺点是出行量分布不均匀，出行量全部集中在最短路上，是其他分配方法的基础。容量限制分配模型是一种动态分配方法，它考虑了与交通负荷之间的关系，即考虑了道路通行能力的限制，比较符合实际情况，但不足之处是出行者必须熟知路况。多路径分配方法的优点是克服了单路径分配中流量全部集中在最短路上这一不合理现象，使各条可能的出行路线均分配到交通量。容量限制多路径交通分配方法，考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制，使分配结
31、果更加合理。参考文献1 王炜，交通规划(第四版).北京:人民交通出版社,2007. 2 中华人民共和国建设部,GB-5768.1-2009,城市道路设计规范,北京中国计划出版社,2009.3 张理茜,中国西部城市发展研究以兰州为例,兰州大学学报,11 (1): 442-446,2008.4 兰州市安宁区人民政府, 兰州市安宁区土地利用总体规划(20092020), 兰州，2010.5 兰州市交通规划设计院, 兰州马滩规划设计,兰州,2004.6 夏振翔,上海陆家嘴交通规划研究,上海:上海市政规划设研究计院,2014.7 王建军,交通调查与分析（第二版）.北京:人民交通出版社,2004.8王炜,交通工程学,北京:人民交通出版社,1995.
