交通运输系统规划课程设计报告.docx
《交通运输系统规划课程设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交通运输系统规划课程设计报告.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
交通运输系统规划课程设计报告
吉林大学交通学院交通工程系
＜交通运输系统规划＞
课程设计报告
一、设计基本要求2
（一）设计目的与任务2
（二）设计内容3
（三）设计方法3
二、各小区功能及预测前后变化简略分析4
（一）各小区功能变化初步分析4
（二）范例分析（小区1）5
三、各小区交通发生量预测6
吉林大学交通学院交通工程系
（一）预测方法选择6
（二）数据处理7
（三）发生量预测计8
四、各小区交通吸引量预测8
五、各小区交通发生吸引量调整9
（一）调整计算9
六、各小区交通分布预测10
（一）模型选择10
（二）求解无约束重力模型11
（三）利用佛尼斯法进行交通分布预测13
七、预测结果分析16
附录1各小区现状和未来年土地利用的变化18
附录2重力模型样本数据21
附录3原始数据24
一、设计基本要求
（一）设计目的与任务
交通运输规划课程设计是交通工程专业教学计划中实践教学的重要组成部分，是贯彻理论联系实际、培养高素质人才的重要实践环节：
1．设计题目：
《小城市交通规划设计》。
2．目的：
通过交通规划设计工作，培养学生理论联系实际、实事求是的良好作
风，并进一步明确本专业学习的宗旨与任务，增强学生完整的交通规划设计概念
及强化规划意识。
3．任务：
通过对现有路网进行分析划出交通影响区以及主要节点，并在未来预
测年的经济、社会发展预测基础上，采用四阶段法进行相应的交通规划设计，使
吉林大学交通学院交通工程系
学生掌握交通规划的大体流程、基本技术方法和未来的发展趋势。
（二）设计内容
1．交通现状分析
主要对现有道路网络、交通影响区及主要节点进行分析。
2.规划区域道路交通量预测
1）建立小区交通发生、吸引模型；
2）完成交通发生、吸引量的预测。
3.交通分布
选择合适的交通分布模型，完成规划区内预测年份的交通分布，给出OD矩阵。
4.交通分配
选择合适的交通分配方法，完成规划区内预测年份的交通分配工作，为相应的道路设计提供依据。
5.对预测结果进行分析
（三）设计方法
1．交通量预测
（1）交通发生量预测
利用现状各交通分区人口数据与调查的现状出行生成量进行分析，得出交通
发生量的预测模型（如多元线性回归模型，自变量自选，但至少包括人口因素）。
（2）交通吸引量预测
根据现状调查不同的出行目的的比例和影响出行的各类土地面积，得到不同
土地利用类型的出行吸引率（数据已给出），从而得到规划年的各交通分区的交
通吸引量。
（3）交通分布预测
在交通分布阶段，可以采用任何一种模型进行交通分布预测，要求给出充足
的选择依据。
推荐采用重力模型结合佛尼斯法或福来特法进行交通分布预测。
吉林大学交通学院交通工程系
二、各小区功能及预测前后变化简略分析
通过设计指导书给出的分区图，以及现状、预测年份土地利用、人口情况表，可以对各小区的人口和土地利用状况有一个初步的了解，以方便于接下来对各小区交通预测的分析。
（一）各小区功能变化初步分析
在指导书给出的各小区预测前后给出的土地利用情况，可利用簇状柱状图分
别得出各小区现状和未来年土地利用的变化。
（附录1）
然后依旧利用簇状柱状图表示出各小区人口的整体变化趋势，直观的发现人
口变化的主要影响因素，从而对交通发生与吸引，交通分布，以及对预测和现状
结果的分析起到辅助性的作用。
各小区预测前后人口变化如下图（图1）所示：
图1预测前后各小区人口变化
通过该图表以及附录内的各小区土地利用情况的对比分析，我们可以发现：
1．小区1的人口变化显著，其主要原因可以归结为小区1由非居民用地转化为
居民用地，居民数量大增，是小区1人口增长的最主要原因。
2．小区3的人口增长大都是由于居民用地的增多造成的，其增加抵消了商业用
地减少做引起的人口数量的减少。
吉林大学交通学院交通工程系
3.小区4的人口增长同样与居民用地增加有关。
4.小区7的人口剧减的主要原因在于该小区取消了居民用地。
为了具体表达各小区的变化，参考如下交通分区图（图2）
图2交通分区土里利用变化
（二）范例分析
为进一步对小区功能进行分析，首先用小区1的土地利用情况做一个简要的分析。
小区1各土地利用情况所占比例如下图所示（图3）：
吉林大学交通学院交通工程系
图3小区1土里利用情况（现状/预测）
由上图可知，由于土地利用情况的变化，导致了小区人口以及交通生成量（待
求）的变化。
在小区1中，商业设施和工业仓储土地利用的变化并不明显，（因
为政府团体不会凭空生成或者消失，居民用地增多会导致政府团体用地减少，旅
游体育用地很小，可能从有到无或者从无到有或者一直没有，所以这两种土地利
用方式比较稳定）工业仓储也没有显著性的变化，说明该小区工业发于稳定。
小区1土地利用情况变化较为显著的是居民用地和政府团体的土地利用。
由
以上饼图可以明显看出小区1居民用地量上涨了接近61%，而政府团体用地量下
降了近24%，但是人口数却增长了近四倍。
可以看出，居民增加对小区所造成的
影响可能会更大，但由于没有交通分布预测数据，依旧不能得出结论，所以需要
下一步交通生成量的预测以及交通分布的预测。
三、各小区交通发生量预测
利用报告书所给的出现状土地利用、人口情况表、预测年份土地利用、人口
情况表以及交通小区现状OD表等数据，采用一定的方法求出交通发生量个预测
模型。
（一）预测方法选择
由于各小区现状交通发生量已知，需要对已知数据进行线性回归，便涉及到
自变量参数的选择问题。
最初尝试用4种土地利用（排除旅游用地）与人口因素
进行5元线性回归，但最终进行假设检验时，发现P值检验结果支持原假设（不
相关），所以放弃了多元回归的计算方法。
（最后证明这种方法也是不可取的）
由于：
1、人口数量对于出行（即交通生成）影响较大；2、各小区人口数据
较为全面；3、由于数据相互间变化较大，不能使用原单位法。
所以，选择利用单一人口因素作为自变量，进行一元线性回归。
吉林大学交通学院交通工程系
（二）数据处理
对于各小区交通生成量预测我选择的数据处理工具为EXCEL。
1、首先利用各小区人口现状以及各小区现状交通发生量数据，使用excel散点图进行简单描述，做出一元回归曲线，如图4。
图4一元回归曲线
通过一元回归趋势线可以看出，数据相关度较高，基本符合一元二次方程。
1、通过excel中进行数据选的回归分析，对所选两种数据进行处理，处理结果如下：
方差分析
df
SS
（总平
MS（回归
F（检验统
SignificanceF（F
（自由度）
方和）
和残值
计量）
检验的显著性水
的均方）
平）
回归分析
1
9823914150
9823914
146.36607
1.93713E-05
150
91
吉林大学交通学院交通工程系
残差7469831531
6711879
0.15
总计810293745681
由截距（Intercept）和自变量系数（XVariable1）可以得到回归方程：
y=0.9952x+27349
（三）发生量预测计算
通过回归方程y=0.9952x+27349以及预测年份人口情况得出各小区交通发生量的预测结果，预测结果如下：
未来年交通小区OD表（发生量预测结果）
小区编
1
2
3
4
5
6
7
8
合计
号
1
65581
2
55722
3
78437
4
72531
5
62778
6
50637
7
37301
8
92380
四、各小区交通吸引量预测
根据现状调查不同的出行目的的比例和影响出行的各类土地面积，得到不同
吉林大学交通学院交通工程系
土地利用类型的出行吸引率（数据已给出），从而得到规划年的各交通分区的交
通吸引量。
已知：
1、预测年份土地利用、人口情况表
2、土地类型出行吸引率表（次/公顷）如下
土地类型出行吸引率表（次/公顷）
土地类型
居住
工业（仓储）
商业设施
政府团体
旅游、体育
吸引率
100
120
3900
3500
20
计算方法：
每个小区的交通吸引量=∑（用地类型*出行吸引率）得出结果如下：
未来年交通小区OD表（吸引量预测结果）
小区编
1
2
3
4
5
6
7
8
合计
号
合计
96206
146753
203757
29959
45377
7904
20107
85490
五、各小区交通发生吸引量调整
一般来说，在交通需求量预测时，要求各小区的发生交通量和吸引交通量之
和相等，并且各小区的发生交通量和吸引交通量之和均等于生成交通量。
如果他
们之间不满足上述关系，则需要采取一定方法调整。
由上一步所得出的交通数据
可知各小区的发生交通量和吸引交通量之和不等，所以必须进行数据调整。
（一）调整计算
1.1采用调整系数法对数据进行调整
1.2调整系数计算
n
f=
∑Oi
=0.810895
i=1
n
∑Dj
j=1
1.3对OD表中数据进行调整
O’=O
吉林大学交通学院交通工程系
D’=D*f
交通发生量不变，交通吸引量乘以调整系数，得出调整好的交通发生于吸引
的表格，如下：
未来年交通小区OD表调整后
小区编号
合计
1
65581
2
55722
3
78437
4
72531
5
62778
6
50637
7
37301
8
92380
合计
78013
119001
165226
24294
36796
6409
16305
69323
515367
六、各小区交通分布预测
（一）模型选择
利用已有交通发生于吸引数据，现进行各小区交通分布预测，得出完整的规
划年预测交通分布OD矩阵。
本文将采用重力模型结合佛尼斯法进行交通分布预测。
重力模型是模拟物理学中的牛顿万有引力定律，优点如下：
（1）直观上容易理解。
（2）能考虑路网的变化和土地利用对人们的出行产生的影响。
（3）特定交通小区之间的OD交通量为零时，也能预测。
（4）能比较敏感地反映交通小区之间行驶时间变化的情况。
佛尼斯法是交通分布预测的重要方法之一，其要求ij区间分布交通量的增
长率与小区i发生增长率和小区j的吸引增长率均有关。
其计算相对简单，收敛
速度快，这也是选择主要原因之一。
吉林大学交通学院交通工程系
（二）求解无约束重力模型
重力模型如下：
q
=α
（OD
）β
i
j
γ
ij
cij
预求α、β、γ
2.1公式两边取对数，得出：
ln（qij）=lnα+βln（OiDj）-γln（cij）
得出
y=a0+a1x1+a2x2
2.2获取样本数据
由已知数据获得如下64个样本数据（由于篇幅有限，中间数据简略展示，
详见附表2）
样本点
qij
Oi
Dj
OiDj
cij
y
x1
x2
i=1,j=1
27767
38513
88244
3.4E+09
500
10.2316
21.94661
6.214608
i=1,j=2
47
38513
103077
3.97E+09
1548.559
3.850148
22.10198
7.34508
i=1,j=3
161
38513
127017
4.89E+09
3223.024
5.081404
22.31083
8.078075
i=1,j=4
546
38513
6196
2.39E+08
5244.06
6.302619
19.29041
8.564851
…
…
…
…
…
…
…
…
…
i=8,j=6
45841
91610
56114
5.14E+09
5090.282
10.73293
22.36044
8.535089
i=8,j=7
1624
91610
21615
1.98E+09
3909.862
7.392648
21.40644
8.271257
i=8,j=8
1542
91610
32093
2.94E+09
500
7.340836
21.80169
6.214608
2.3标注α、β、γ
利用多元二次回归对这64个样本数据进行标定回归结果如下：
Coefficients
Intercept
-19.28227776
X
Variable1
1.259681585
X
Variable2
-0.03664428
吉林大学交通学院交通工程系
得出a0=-19.28，a1=1.26，a2=-0.0366
通过a0=lnα,a1=β,a2=-γ，可得α=4.22E-09，β=1.26，γ=0.0366，
即标定的重力模型为：
qij=4.22E-09
2.4未来年OD表
（OiDj）1.260
cij0.0366
利用刚得出的重力模型，得出OD表如下
未来年交通小区OD表
小区编号
1
2
3
4
5
6
7
8
合计
1
3435.253
4008.761
5077.398
110.9426
1142.039
1844.897
540.3949
898.4153
17058.1
2
3717.108
4711.886
5863.514
126.726
1299.672
2042.924
602.5522
1007.059
19371.44
3
3755.48
4677.214
6361.919
134.4404
1345.227
2090.522
619.6461
1036.421
20020.87
4
5339.402
6577.567
8747.823
204.8081
1929.502
2990.351
888.7484
1482.457
28160.66
5
5441.574
6678.553
8665.925
191.0269
2096.701
3075.321
901.0119
1490.73
28540.84
6
6661.948
7955.848
10206.1
224.366
2330.645
3963.883
1101.673
1800.875
34245.34
7
7005.539
8424.226
10860.5
239.3948
2451.417
3955.068
1285.718
1962.186
36184.05
8
9575.165
11575.21
14934.17
328.2893
3334.453
5315.247
1613.166
2861.905
49537.61
合计
44931.47
54609.27
70717.35
1559.994
15929.66
25278.21
7552.91
12540.05
233118.9
2.5重新计算增长率FO11=U1/O；FD11=V1/D1
吉林大学交通学院交通工程系
（三）利用佛尼斯法进行交通分布预测
首先设定收敛标准为1%
3.1进行第一次迭代，令所有FDj=1，求满足约束条件的发生增长系数
FO1
3.8446
FO2
2.8765
FO3
3.9178
FO4
2.5756
FO5
2.1996
FO6
1.4787
FO7
1.0309
FO8
1.8648
由于不满足收敛判定标准，需要用原矩阵乘以发生增长系数，得到新的分布矩阵。
第一次迭代计算OD表如下
未来年交通小区OD表
小区编号
1
2
3
4
5
6
7
8
合计
1
13207.059
15411.95
19520.39
426.5261
4390.644
7092.828
2077.584
3454.017
65581
2
10692.271
13553.75
16866.41
364.5278
3738.51
5876.477
1733.243
2896.808
55722
3
14713.075
18324.21
24924.49
526.7055
5270.279
8190.168
2427.626
4060.451
78437
4
13752.242
16941.28
22531.02
527.5068
4969.653
7701.992
2289.073
3818.237
72531
5
11969.202
14690.04
19061.44
420.1798
4611.871
6764.429
1981.852
3278.988
62778
6
9850.7158
11763.95
15091.29
331.7597
3446.217
5861.21
1628.993
2662.871
50637
7
7221.7906
8684.27
11195.75
246.7846
2527.089
4077.155
1325.406
2022.756
37301
8
17856.205
21585.99
27849.92
612.2089
6218.24
9912.116
3008.305
5337.011
92380
合计
99262.56
120955.4
157040.7
3456.199
35172.5
55476.38
16472.08
27531.14
515367
3.2以上表基础，进行第二次迭代，先求吸引增长系数
FD1
0.785926
FD2
0.983842
FD3
1.052122
FD4
7.029109
FD5
1.046158
FD6
0.115527
吉林大学交通学院交通工程系
FD70.989857
FD82.517985
用第一次迭代出的OD表乘以吸引增长
升级会员 