交通运输系统规划课程设计报告.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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，

7、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

8、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

9、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dfSS（总平MS（回归F（检验统Significance F（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1982391415098

10、23914146.366071.93713E-0515091吉林大学交通学院交通工程系残差 7 46983153167118790.15总计 8 10293745681由截距（Intercept）和自变量系数（X Variable 1）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12345678合计号165581255722378437472531562778650637737301892380四、 各小区交通

11、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1001203900350020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12345678合计号合计9620614675320375729959453777904201078

12、5490五、 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nf =Oi= 0.810895i=1n Djj =11.3 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

13、小区 OD 表 调整后小区编号合计165581255722378437472531562778650637737301892380合计78013119001165226242943679664091630569323515367六、 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

14、）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 i j 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= (O D)ijijcij预求 、2.1 公式两边取对数，得出：ln(qij ) = ln + ln(Oi Dj ) - ln(cij )得出y = a0 + a1 x1 + a2 x22.2 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qi

15、jOiDjOiDjcijyx1x2i=1,j=12776738513882443.4E+0950010.231621.946616.214608i=1,j=247385131030773.97E+091548.5593.85014822.101987.34508i=1,j=3161385131270174.89E+093223.0245.08140422.310838.078075i=1,j=45463851361962.39E+085244.066.30261919.290418.564851i=8,j=64584191610561145.14E+095090.28210.7329322.3

16、60448.535089i=8,j=7162491610216151.98E+093909.8627.39264821.406448.271257i=8,j=8154291610320932.94E+095007.34083621.801696.2146082.3 标注 、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：CoefficientsIntercept-19.28227776XVariable 11.259681585XVariable 2-0.03664428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=ln, a1

17、=, a2=-，可得 =4.22E-09，=1.26 ，=0.0366，即标定的重力模型为：qij = 4.22E - 092.4 未来年 OD 表(Oi D j )1.260cij0.0366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12345678合计13435.2534008.7615077.398110.94261142.0391844.897540.3949898.415317058.123717.1084711.8865863.514126.7261299.6722042.924602.55221007.05919371.4433755.484677.

18、2146361.919134.44041345.2272090.522619.64611036.42120020.8745339.4026577.5678747.823204.80811929.5022990.351888.74841482.45728160.6655441.5746678.5538665.925191.02692096.7013075.321901.01191490.7328540.8466661.9487955.84810206.1224.3662330.6453963.8831101.6731800.87534245.3477005.5398424.22610860.52

19、39.39482451.4173955.0681285.7181962.18636184.0589575.16511575.2114934.17328.28933334.4535315.2471613.1662861.90549537.61合计44931.4754609.2770717.351559.99415929.6625278.217552.9112540.05233118.92.5 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，

20、求满足约束条件的发生增长系数FO13.8446FO22.8765FO33.9178FO42.5756FO52.1996FO61.4787FO71.0309FO81.8648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12345678合计113207.05915411.9519520.39426.52614390.6447092.8282077.5843454.01765581210692.27113553.7516866.41364.52783738.515876.4771733.2432896.80855

21、722314713.07518324.2124924.49526.70555270.2798190.1682427.6264060.45178437413752.24216941.2822531.02527.50684969.6537701.9922289.0733818.23772531511969.20214690.0419061.44420.17984611.8716764.4291981.8523278.9886277869850.715811763.9515091.29331.75973446.2175861.211628.9932662.8715063777221.79068684

22、.2711195.75246.78462527.0894077.1551325.4062022.75637301817856.20521585.9927849.92612.20896218.249912.1163008.3055337.01192380合计99262.56120955.4157040.73456.19935172.555476.3816472.0827531.145153673.2 以上表基础，进行第二次迭代，先求吸引增长系数FD10.785926FD20.983842FD31.052122FD47.029109FD51.046158FD60.115527吉林大学交通学院交通工程系FD7 0.989857FD8 2.517985用第一次迭代出的 OD 表乘以吸引增长