交通规划四阶段法之欧阳化创编.docx
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交通规划四阶段法之欧阳化创编
时间：
2021.02.06
创作：
欧阳化
前言
此次课程设计名为“交通规划课程设计”，指导教师为王振报老师。
此次课程设计为期两周，于2012年8月27日开始到2012年9月7日结束。
在此次课程设计中，在王老师的带领下我们主要学习了交通规划的四阶段法的设计过程和transcad的使用方法。
在此次课程设计中，在王老师的带领下，我组齐心协力、刻苦研究，于2012年9月7日完成了课程设计所设定的目标。
在此我仅代表我个人和我组的全体成员感谢王老师对我们的耐心辅导。
以下为我个人在此次课程设计中所取得的成果。
望老师批评指正！
第一章课程设计要求
1.1、设计题目
以河北工程大学本部为研究对象，进行交通规划四阶段交通分析，并提出该校园交通规划改善方案策略。
1.2、课程设计的目的意义
《交通规划》是交通工程专业学位课，实践环节是该课程的重要组成部分。
本次课程设计的主要目的是旨在从应用角度出发，通过对交通规划软件的学习和使用，巩固和加深对交通规划理论的理解，熟悉实际交通规划的步骤与方法，并了解城市交通规划分析的具体内容。
熟练掌握“四阶段”交通预测的原理及方法
1.3、设计的时间及分组
第三小组人员组成：
组长：
周泽骅；组员：
靳绍悦、何业兴、张晓明、邓贻
1.4、课程设计内容
河北工程大学本部与东校区：
1.4.1掌握交通规划四阶段交通需求预测的原理方法
包括出行生成、出行分布、方式划分和出行分配的基本原理方法。
1.4.2学习交通规划软件TransCAD的操作方法
了解交通规划软件的作用；了解TransCAD的软件结果与主要功能；熟悉TransCAD的工作模式。
学习使用TransCAD进行交通网络编辑的基本方法，主要包括节点、路段和小区等的处理方法、属性数据描述等。
掌握使用TransCAD进行交通生成、交通分布预测和交通流分配的方法，了解使用TransCAD进行交通方式划分预测的方法。
掌握对交通需求结果进行分析的基本方法，以及TransCAD数据保存与转换方法等。
1.4.3对研究区域提出交通改善策略
从道路网、交通设施、交通管理、静态交通、公共交通、慢行交通等方面进行调查，初步提出交通规划改善方案策略。
第二章小组成员及任务分配
组长：
周泽骅：
主要完成小区七交通吸引调查、建立数据库、报告撰写、绘制路网图、建立交通量分配算法模型并交通量分配图、期望图、路网节点编号和协调各部分工作。
组员及任务分配：
何业兴：
主要完成小区一与小区六交通发生吸引量调查、交通分配资料收集以及报告撰写。
靳绍悦：
主要完成小区四、五交通发生吸引调查、交通分布资料收集和报告撰写。
张晓明：
主要完成小区六的交通发生吸引调查，查找相关资料，参与数据处理和报告撰写。
邓贻：
主要完成小区二、三交通发生吸引调查、资料收集整理，并参与数据处理和报告撰写。
第三章四阶段中各阶段做法及成果展示
3.1相关资料收集
现状小区出行生成资料
小区交通生成统计表
调查地点
调查持续时间
小区发生
小区吸引
小区总容纳人数
小区一（计算机中心）
60min
368
3788
6800
小区二（研究生）
60min
768
960
1650
小区三（弘民苑）
60min
4512
3680
6400
小区四（东校区宿舍）
60min
10688
1920
10700
小区五（南北教）
第一节
432
6912
8200
小区六（临风轩）
第一节
7008
2080
8690
小区七（五、六、七教）
第一节
480
18025
29414
小区八（西校区）
60min
3200
928
5000
小区九（一二餐）
60min
6560
7200
2300
3.2交通发生和吸引预测及平衡
3.2.1交通区划分原则及划分结果
3.2.1.1交通小区划分原则：
（1）.同性质：
区分内土地使用、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区分仅限；
（3）尽量不打破行政区的划分，以便能利用行政区现成的资料。
3.2.1.2小区划分图：
3.2.1.3期望线图如下：
3.2.2交通生成预测
为了进行发生量和吸引量的预测，首先必须确定OD节点及路网。
然后分析影响交通生成量的主要因素，经过统计分析等手段建立预测模型，给出预测值。
3.2.2.1出行产生预测概述及方法：
⑴通过对大量资料进行分析确定居民出行产生预测的主要影响因素之后，就可以针对这些有较大影响的因素与出行产生量的相互关系，建立模型。
⑵此次课程设计采用的方法是生成率法（指标是单位人口）。
该方法的基本思想是：
根据OD调查结果，统计得出对应单位用地面积、单位人口或单位经济指标等的交通产生、吸引量，如假定其实稳定的，则根据未来各交通区的用地面积、人口数量或经济指标等便可进行交通生成预测。
生成率模型是最早的交通生成预测模型，其特点是简单、方便，但由于其只能考虑单因素，在有多个因素影响交通生成时，会有很大误差。
因此，生成率法只可用于比较粗略的交通生成预测。
3.2.2.2出行吸引预测概述及方法：
⑴影响居民出行吸引的因素包括用地情况、交通区所处区位及建筑情况等特性，而且关系复杂，定心因素多。
⑵本次课程设计采用居民出行吸引预测方法是直接用用地面积等代替吸引情况。
采用如下步骤和方法：
①建立出行吸引与土地利用的基本关系
利用居民出行调查统计所得各交通区对各目的的出行的吸引，以及现状各交通区的用地情况，通过逐步回归分析，建立各种出行目的的出行吸引与土地利用的基本关系
②确定区位系数
根据各交通区所处区位，可将交通区划分成若干个区域，通过比较不同区域交通区的实际出行吸引权，可得出不同区域交通区的区位系数。
③确定交通区特性系数
除考虑用地面积、区位等一般因素对出行吸引的影响之外，还应考虑交通区特性的影响，因此引入反映交通区特性对出行吸引的影响的交
④交通区特性系数。
3.2.3预测结果
3.3交通分布预测
交通分布预测是在交通生成预测的基础上，找出各交通分区之间的出行量，即要得到由交通生成预测模型所测得的各小区出行交通量与其他小区交换的数据，使得交通预测模型进一步细化。
交通分布模型大体上分为两类：
增长系数法和综合方法，其中我们用的是综合方法中的单重力模型法。
重力模型法（主要用来研究当网络中出现了比较大的变化时未来年的出行预测）。
重力模型法是一种最常用的方法，它根据牛顿的万有引力定律，即两物体间的引力与两物体的质量之积成正比，而与它们之间距离的平方成反比类推而成。
下式为Casey（1955）提出的重力模型。
其中，
：
i，j小区的人口；d为i，j小区间的距离,α为系数。
上式的约束条件为：
同时满足守恒条件的α是不存在的，因此，将重力模型修改如下：
其中，
为交通阻抗函数。
3.3.1交通分布结果
阻抗矩阵
OD矩阵
3.4交通方式划分
交通方式划分指，让一个出行（trip）与一种交通方式（mode）相对应，一个地区（zone）的全部出行数中利用该交通方式的人所占的比例叫做该交通方式的分担。
其中每个交通方式所分担的量叫做该交通方式的分担量。
由于在河北工程大学内学生只有步行和自行车两种出行方式，所以我组只进行了自行车和步行两种交通方式的划分，其中经调查得自行车所占比例为0.15。
将最终得到的OD表换算为车辆通行量，计算得OD矩阵，如下表：
自行车：
步行：
3.5交通分配预测
交通分配是交通规划中的一个重要步骤，它是将调查得到的起讫点的出行分布（OD矩阵）按照现有或规划中的路网分配到各条道路上，从而推测各道路上的交通量。
我组交通分配采用静态交通分配。
静态交通分配：
一般的交通分配，OD矩阵是已知且确定的，不考虑其随时间的变化，因此称为静态交通分配。
静态交通分配的前提条件是：
（1）路网拓扑空间结构已知；
（2）路网特性、路段旅行时间函数已知；
（3）动态的时变交通需求已知；
（4）出行者具有交通路网及交通状况的全部信息，而且能够持续做出正确选择；
（5）所有出行者的路线选择准则相同；
在此前提条件下，交通分配就是求解路网中各路径的交通流量，以对路网性能进行评价。
确定最短路线
由于本区划分有九个小区，可根据路段行驶时间得出最短路阻抗矩阵，通过此矩阵与平衡后的未来年限的发生吸引量对OD点间的交通流量进行分配，总流量分配结果如下图：
分配后的流量图
自行车分配：
步行分配：
3.6交通分配评价
OD1（Lnverse）
OD2（gamma）
对两个OD的分配结果，从路段交通量、饱和度、OD分布等方面进行全面分析后得出以下结果：
由于所用的函数模型不同，对于同一个阻抗矩阵产生的OD矩阵是不一样的。
但是就整个图个路段的交通流量和VC比而言，对两个OD矩阵的分配差距不是很大，属于误差范围之内。
3.7对我校道路网分析及建议
3.7.1道路网规划
（1）内部道路网布局结构。
道路网络的总体布局呈方格网型，在东校区则局部呈环形放射性路网。
从区域规划路网结构出发，道路主骨架由内外环组成，再通过丰富的联系道路将内外环与校区出入紧密联系起来。
（2）道路网功能。
综合上述区域总体交通需求分析道路网分为景观路、外环路、内环路、内部联系道路和步行带５个层次。
明确校区路网的各条道路的功能及其在校区内部所担当的不同交通作用。
（3）慢行交通组织管理。
非机动车交通以短程交通为目的，中、长距交通应鼓励以“停（自行车）一换乘（公交车）”的出行方式。
体现机非分离的思想，尽量使机动车与非机动车的交通设施在空间上分离。
3.7.2慢行交通系统设计
慢行交通一体化设计。
慢行交通一体化设计，即慢行交通（包括行人与非机动车）与机动车分离，能够有效地解决道路上人与车相互干扰的问题，降低交通事故率，为出行者提供一个舒适、安全、生态的环境。
优化慢行交通功能，但是部分靠近生活教学区路段还应对交通网络设计严格限速。
景观道路：
南北景观道路为新校区的中央轴线，障碍设计、路段行人过街设计、路边行人休息设施的设计、因此要保障其景观性，兼顾慢行交通的重要功能。
红线候车亭的设计及路侧环境设计等，为师生出行创造一个功能便利、适宜的道路交通环境和校园活动空间。
外环路：
外环路是机动车的快速通道，车流较校区道路网较为密集，区域对外交通主要利用外环路，建议采用“3车道”的设计思路。
内环路：
联络各个教学楼各系馆，机动车功能及慢行交通功能兼顾，特殊路段应以慢行交通优先。
联系道路：
联系内外环道路及各小区，保证出行者出行的可达性和便捷性。
步行带：
禁止机动车通行，营造校园安静、宁和交通运行方便、快捷和安全的前提下，从景观的角度，氛围，确保安全。
将校区道路分别定位为此5种功能，有利于特别是交通管理的对象也是人。
因此，要改善交通系统，明确各种不同性质道路的交通作用，是交通组织规划设必须以人为本，即提高交通系统中人的移动的安全性、计的基础与前提。
3.7.3道路横断面设计
按照传统模式，道路横断面实行机非混行的交通组和渠化设计以及交通管理等改善措施，来减少道路的通 织形式，不能适应校园的交通特征，将会造成较大的交行瓶颈，提高道路的通行效率。
通冲突。
以此为依据，根据道路功能要求分别做出断面
3.7.4总结
在校园规划中的“绿色交通”，是以“慢行交通优先”、鼓励使用公共交通及减少私人小汽车使用为原则。
校园交通规划的实施及交通系统的运行都表明，通过校园的空间布局设计、交通需求分析、交通出行方式和交通出行量的预测，以绿色交通理念为指导思想，构建起来的道路交通系统，其道路功能结构、道路断面、慢行交通的组织等，都必须体现“和谐交通”。
因此，针对校园这种以学生为主体的特殊园区，更应当以绿色交通为导向，注重慢行交通的通行空间，分析特殊群体的出行特征，合理组织交通。
第四章transcad中交通规划四阶段法具体操作
4.1生成初始路网图
4.1.1生成路网前准备
v打开背景图片（Open：
*.tif）
v设置单位为：
Meters
Edit—preferences—system—mapunits：
meters
4.1.2新建路网层（线层）
vNew－GeographicFile
v选择LineGeographicFile，层名：
street，端点层名：
node
v域字段：
speed、capacity（4bytes）time（8bytes）
v画路网：
Tools－MapEditing－Toolbox
v画完路网检查路网的连通性：
Tools－MapEditing－checklinelayerconnectivity
4.2生成小区图
v新建交通区层（面层）
vNew－GeographicFile,选择AreaGeographicFile，options选择第二项，输入层名:
area
v添加域字段：
交通区编码ID，现状base，现状吸引量Abase，现状交通区容量POPbase，未来发生量Pfur，未来吸引量Afur，未来交通区容量POPfur
v画交通区：
Tools－MapEditing－Toolbox
4.3在路网与交通区层填入数据并进行人口预测
v根据调查所得的数据填入路网与交通区数据表中
v进行交通区未来人口预测
（1）、打开交通区数据表
（2）、操作过程
v点击statistics—ModelEsticmation，在dependent选项里面选择Pbase，independent里面选POPbase—add—POPbase—OK—保存（文件名为Pfur）；
v同样在dependent选项里面选择Abase，independent里面选POPbase—add—POPbase—OK—保存（文件名为Afur）；
v点击数据表中Pfur下任意一格，选statistics—ModelEvaluation—打开Pfur文件—将数据导入表中（Afur导入方式相同）
4.4生成小区质心
v建立交通区形心与路网的连接
（1）在“node层”添加字段index，操作方法：
dataview－modifytable—addfield—命名为index
（2）输出质心：
选择面层“area”，tool-export选择Allfeatures，standardgeographicfile，ID，includebuiltdata，exportascentroidpoints
（3）选择面层“area”，使用tool-mapediting-connect，选择nodefield:
index.fillwith选择Idsfromarealayer
v更新路网的路段属性信息
v添加路段属性数据：
使用Fill…
vCapacity=100000，speed=3，time=Length/speed
4.5创建网络
（1）选出质心：
在点层上-Selection-selectionbycondition…-填入index<>null-ok
（2）建立网络
v在路网层上，点击Networks/Paths→Create调出创建网络对话框将OptionalFields里的内容全选，连接后的路网将继承这些属性点OK，出现保存对话框起好名字，点击Save。
v至此，路网创建完成！
4.6生成阻抗矩阵
v在node或street层上点击“Network/Paths”，选Multiplepaths选项，弹出对话框后Settings里面选time、selection、selection，点OK。
v至此，阻抗矩阵便生成！
v将生成的阻抗矩阵更换ID（将阻抗矩阵的小区质心节点行列号ID转换成为小区行列号ID）
v在阻抗矩阵matrix中右键Indices→Addindex，选择node、ID、new、index、selection，点OK。
将行和列更换为new，点OK即可。
4.7对未来年限小区发生与吸引量进行平衡
vP,A的平衡处理
v注意：
如果P,A不平衡，则在Planning中进行Balance.
v点击Planning→Balance
v出现对话框，选择一种合适的平衡方法，完成设置
v点击OK，出现保存平衡结果对话框
v点击Save,出现运行结果
4.8用重力模型进行交通分布预测
v应用重力模型进行交通分布预测（本简单例子没有涉及到重力模型的标定，而是假设重力模型已经标定好，可以直接使用模型进行交通分布预测）
v点击Planning→TripDistribution→GravityApplication
v出现应用重力模型的对话框，并完成相应的设置：
vID转换
v将生成的OD矩阵更换ID（将阻抗矩阵的小区行列号ID转换成为小区质心节点行列号ID）
v在OD矩阵matrix中右键Indices→Addindex，选择node、index、new1、ID、selection，点OK。
将行和列更换为new，点OK即可。
4.9进行交通分配并查看结果
v实施交通分配
v在路段层上：
点击Planning→TrafficAssignment调出其对话框，选择一种交通分配方法，本例中选择用户平衡分配方法点击Network选项，
v在Info里钩上Centroids点击OtherSettings选项。
在OtherSetting选项：
Centroidsareinselectionset里选selection。
这样分配时不经过小区质心节点。
点击OK。
v回到交通分配对话框，点击Option选项钩上createtheme，并完成参数设置点击OK，出现保存交通分配的结果对话框
v输出交通分配结果
v点击Planning→PlanningUtilities→CreateFlowMap点击OK,出现各路段分配流量图，流量分配后路网V/C、V主题图。
v至此，完成交通分配！
4.10绘制小区质心间的期望线
在节点层上，点击tools-geographicanalysis-desirelines..-点击OK即可。
至此，期望线完成。
4.11交通方式划分
交通方式划分在TC中的操作过程为：
将生成的OD表按各种交通方式所占比例划分为若干OD表，分别进行交通分配即可，在此不予以详细描述。
第五章总结
通过本次课程设计，我进一步熟悉了交通规划的四阶段法和Transcad的操作，对所要规划的对象做了完整的规划，并做了评价。
在此次为期两周的课程设计中，我努力学习软件，对TransCAD软件有了一定的认识，加上课后的练习基本能熟练地掌握关于交通区、路网的建立、矩阵的建立与输入，交通分布、ID转换、建立网络文件进行交通分配等运用。
在课下的操作学习中遇到很多问题，具体总结如下：
1.在建立线层时，时间字段的类型是real（8bytes），不是integer（4bytes）
2.画路网时，注意检查路网的是否连接完整
3.ID转换成功后的标志就是矩阵中顺序会改变，以此可判定是否转换成功
4.每一次的操作步骤都要选择正确的图层，不能混淆点、线、面层。
5．要确保两次ID转换的成功，阻抗矩阵转换不成功会导致无法向下一步进行，OD矩阵没有转换的话会导致，交通分配图上部分小区无流量。
这次只是一个初次入门实践操作，对于transcad其他强大功能并没有运用，希望在以后的时间里能找一些书籍将这个软件学习的更加透彻，争取达到运用自如的水平。
参考文献
裴玉龙，李洪萍，蒋贤才等.城市交通规划.北京；中国铁道出版社，2007
时间：
2021.02.06
创作：
欧阳化
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