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交通规划课程设计报告

一、出行生成2

1.1模型选择2

1.1.1客车增长率预测2

1.1.2货车增长率预测3

1.2模型的验证3

1.3预测出行生成3

二、出行分布4

2.1重力模型的标定5

2.2未来出行分布预测7

三、交通分配8

3.1不考虑特殊节点8

3.2考虑特殊节点9

四、容量限制分配法11

4.1初始容量限制分配11

4.2越江设施选择13

4.2.13-5建越江设施13

4.2.24-6建越江设施14

4.3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1.1客车弹性系数

年序

GDP

10.00%

9.00%

10.00%

9.00%

客车交通

13.00%

10.00%

8.00%

7.00%

弹性系数

1.30

1.11

0.80

0.78

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

2006-2010

2011-2015

2016-2020

GDP增长

8.00%

7.00%

弹性系数

0.665093

0.590779

0.527947

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

GDP

10.00%

9.00%

10.00%

9.00%

货车交通

14.00%

10.00%

7.00%

5.00%

弹性系数

1.40

1.11

0.70

0.56

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

2006-2010

2011-2015

2016-2020

GDP增长

8.00%

7.00%

弹性系数

0.428132

0.313233

0.216087

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

2006-2010

2011-2015

2016-2020

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）

867.7505

1017.063

1163.553

P（b）

867.7505

1017.063

1163.553

A（c）

619.8218

726.4733

831.1095

A（d）

1115.679

1307.652

1495.997

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/D

180

520

700

320

380

700

180

320

500

520

380

900

700

500

900

2800

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

0.607

0.377

0.345

0.554

0.607

0.345

0.377

0.554

2.1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,aAsDouble

DimiAsInteger

k3=1

k4=1

a=1

Fori=1To10000

k1=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）

Nexti

Text1.Text=k1

Text2.Text=k2

Text3.Text=k3

Text4.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/D

175.4199

524.5804

700

324.5801

375.4196

600

175.41991

324.5801

500

524.58036

375.4196

900

700

500

900

2800

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/D

1164

831

1496

1164

831

1496

4654

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/D

291.6

872.0

1164

539.5

624.0

1164

291.6

539.5

831

872.0

624.0

1496

1164

831

1496

4654

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）

1-2

1800

7200

0.0%

1-4

1800

7200

2327

32.3%

2-3

1800

7200

1079

15.0%

2-4

1500

3000

1248

41.6%

3-4

1800

7200

583

8.1%

3-5

1500

3000

1662

55.4%

4-6

1500

3000

2992

99.7%

5-6

1800

7200

0.0%

Ø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。

Ø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）

1-2

1800

7200

0.0%

1-4

1800

7200

2327

32.3%

2-3

1800

7200

3329

46.2%

2-4

1500

3000

2748

91.6%

3-4

1800

7200

583

8.1%

3-5

1500

3000

3912

130.4%

4-6

1500

3000

4492

149.7%

5-6

1800

7200

0.0%

Ø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。

Ø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=0

n=1

n=2

n=3

n=4

n=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x5

1-2

7200

0.293

1-4

7200

0.265

2327

0.267076

2327

0.268633

2327

0.269801

2327

0.270677

2327

0.271334

2327

2-3

7200

0.236

3329

0.239784

3329

0.242622

6077

0.253576

3329

0.252965

6077

0.261333

3329

2-4

3000

0.44

2748

0.467689

2748

0.488455

0.476342

2748

0.494945

0.481209

2748

3-4

7200

0.235

583

0.235116

583

0.235202

3321

0.238901

583

0.238042

583

0.237397

3-5

3000

0.109

3912

0.122901

3912

0.133327

3912

0.141146

3912

0.14701

6600

0.177075

3329

4-6

3000

0.114

4492

0.133169

4492

0.147546

4492

0.158329

4492

0.166416

1744

0.156201

5075

5-6

7200

0.256

583

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-C

1-4-3-5

0.609

1-4-3-5

0.625092

1-4-3-5

0.637162

1-4-3-5

0.649848

1-4-3-5

0.655729

1-4-3-5

0.685805

1-4-6-5

0.635

1-4-6-5

0.656245

1-4-6-5

0.672179

1-4-6-5

0.68413

1-4-6-5

0.693092

1-4-6-5

0.683535

1-2-3-5

0.638

1-2-3-5

0.655685

1-2-3-5

0.668948

1-2-3-5

0.687721

1-2-3-5

0.692976

1-2-3-5

0.731408

B-D

2-4-6

0.554

2-4-6

0.600858

2-4-6

0.636002

2-4-6

0.63467

2-4-6

0.661361

2-4-6

0.63741

2-1-4-6

0.672

2-1-4-6

0.693245

2-1-4-6

0.709179

2-1-4-6

0.72113

2-1-4-6

0.730092

2-1-4-6

0.720535

2-3-4-6

0.585

2-3-4-6

0.608069

2-3-4-6

0.62537

2-3-4-6

0.650806

2-3-4-6

0.657423

2-3-4-6

0.654931

2-3-5-6

0.601

2-3-5-6

0.618685

2-3-5-6

0.631948

2-3-5-6

0.650721

2-3-5-6

0.655976

2-3-5-6

0.694408

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）

1-2

7200

0.0%

1-4

7200

2327

32.3%

2-3

7200

4703

65.3%

2-4

3000

1374

45.8%

3-4

7200

1121.75

15.6%

3-5

3000

4438.25

147.9%

4-6

3000

3950.75

131.7%

5-6

7200

145.75

2.0%

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=0

n=1

n=2

n=3

n=4

n=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x5

1-2

7200

0.293

1-4

7200

0.265

2327

0.267076

2327

0.268633

2327

0.269801

2327

0.270677

2327

0.271334

2327

2-3

7200

0.236

3329

0.239784

3329

0.242622

6077

0.253576

3329

0.252965

6077

0.261333

3329

2-4

3000

0.44

2748

0.467689

2748

0.488455

0.476342

2748

0.494945

0.481209

2748

3-4

7200

0.235

583

0.235116

583

0.235202

583

0.235267

583

0.235316

583

0.235353

583

3-5

6000

0.109

3912

0.112475

3912

0.115082

6600

0.123453

3912

0.123315

6600

0.129628

3912

4-6

3000

0.114

4492

0.133169

4492

0.147546

1744

0.142049

4492

0.154206

1744

0.147044

4492

5-6

7200

0.256

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-C

1-4-3-5

0.609

1-4-3-5

0.614667

1-4-3-5

0.618917

1-4-3-5

0.628521

1-4-3-5

0.629308

1-4-3-5

0.636314

1-4-6-5

0.635

1-4-6-5

0.656245

1-4-6-5

0.672179

1-4-6-5

0.66785

1-4-6-5

0.680883

1-4-6-5

0.674377

1-2-3-5

0.638

1-2-3-5

0.645259

1-2-3-5

0.650703

1-2-3-5

0.670028

1-2-3-5

0.66928

1-2-3-5

0.683961

B-D

2-4-6

0.554

2-4-6

0.600858

2-4-6

0.636002

2-4-6

0.618391

2-4-6

0.649151

2-4-6

0.628253

2-1-4-6

0.672

2-1-4-6

0.693245

2-1-4-6

0.709179

2-1-4-6

0.70485

2-1-4-6

0.717883

2-1-4-6

0.711377

2-3-4-6

0.585

2-3-4-6

0.608069

2-3-4-6

0.62537

2-3-4-6

0.630892

2-3-4-6

0.642487

2-3-4-6

0.64373

2-3-5-6

0.601

2-3-5-6

0.608259

2-3-5-6

0.613703

2-3-5-6

0.633028

2-3-5-6

0.63228

2-3-5-6

0.646961

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）

1-2

7200

0.0%

1-4

7200

2327

32.3%

2-3

7200

4703

65.3%

2-4

3000

1374

45.8%

3-4

7200

583

8.1%

3-5

6000

5256

87.6%

4-6

3000

3118

103.9%

5-6

7200

0.0%

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=0

n=1

n=2

n=3

n=4

n=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x5

1-2

7200

0.293

1-4

7200

0.265

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