交通規(guī)劃四階段法

1、前言 3第一章 課程設計要求 41.1 、設計題目 41.2 、課程設計的目的意義 41.3 、設計的時間及分組 41.4 、課程設計內(nèi)容 41.4.1 掌握交通規(guī)劃四階段交通需求預測的原理方法 41.4.2 學習交通規(guī)劃軟件 TransCAD的操作方法 51.4.3 對研究區(qū)域提出交通改善策略 5第二章 小組成員及任務分配 6第三章 四階段中各階段做法及成果展示 63.1 相關(guān)資料收集 63.2 交通發(fā)生和吸引預測及平衡 63.2.1 交通區(qū)劃分原則及劃分結(jié)果 63.2.2 交通生成預測 73.2.3 預測結(jié)果 83.3 交通分布預測 83.4 交通方式劃分 103.5 交通分配預測 113

2、.6 交通分配評價 133.7 對我校道路網(wǎng)分析及建議 143.7.1 道路網(wǎng)規(guī)劃 143.7.2 慢行交通系統(tǒng)設計 143.7.3 道路橫斷面設計 153.7.4 總結(jié) 15第四章 transcad 中交通規(guī)劃四階段法具體操作 154.1 生成初始路網(wǎng)圖 154.1.1 生成路網(wǎng)前準備 154.1.2 新建路網(wǎng)層（線層） 164.2 生成小區(qū)圖 174.3 在路網(wǎng)與交通區(qū)層填入數(shù)據(jù)并進行人口預測 184.4 生成小區(qū)質(zhì)心 194.5 創(chuàng)建網(wǎng)絡 214.6 生成阻抗矩陣 224.7 對未來年限小區(qū)發(fā)生與吸引量進行平衡 234.8 用重力模型進行交通分布預測 244.9 進行交通分配并查看結(jié)果

3、254.10 繪制小區(qū)質(zhì)心間的期望線 274.11 交通方式劃分 27第五章 總結(jié) 28前言此次課程設計名為 “交通規(guī)劃課程設計” ，指導教師為王振報老師。 此 次課程設計為期兩周，于 2012年 8月 27 日開始到 2012 年 9 月 7 日結(jié)束。 在此次課程設計中，在王老師的帶領下我們主要學習了交通規(guī)劃的四階段 法的設計過程和 transcad 的使用方法。在此次課程設計中，在王老師的帶領下，我組齊心協(xié)力、刻苦研究， 于 2012年 9 月 7日完成了課程設計所設定的目標。 在此我僅代表我個人和 我組的全體成員感謝王老師對我們的耐心輔導。以下為我個人在此次課程 設計中所取得的成果。望老

4、師批評指正！第一章 課程設計要求1.1 、設計題目以河北工程大學本部為研究對象，進行交通規(guī)劃四階段交通分析，并提出該校園交通規(guī) 劃改善方案策略。1.2 、課程設計的目的意義交通規(guī)劃是交通工程專業(yè)學位課，實踐環(huán)節(jié)是該課程的重要組成部分。本次課程設計 的主要目的是旨在從應用角度出發(fā)，通過對交通規(guī)劃軟件的學習和使用，鞏固和加深對交通 規(guī)劃理論的理解，熟悉實際交通規(guī)劃的步驟與方法，并了解城市交通規(guī)劃分析的具體內(nèi)容。 熟練掌握“四階段”交通預測的原理及方法1.3 、設計的時間及分組第三小組人員組成：組長：周澤驊；組員：靳紹悅、何業(yè)興、張曉明、鄧貽1.4 、課程設計內(nèi)容河北工程大學本部與東校區(qū)：1.4.1

5、 掌握交通規(guī)劃四階段交通需求預測的原理方法包括出行生成、出行分布、方式劃分和出行分配的基本原理方法。1.4.2 學習交通規(guī)劃軟件 TransCAD的操作方法了解交通規(guī)劃軟件的作用；了解 TransCAD的軟件結(jié)果與主要功能；熟悉 TransCAD的工 作模式。學習使用 TransCAD進行交通網(wǎng)絡編輯的基本方法， 主要包括節(jié)點、 路段和小區(qū)等的處理 方法、屬性數(shù)據(jù)描述等。掌握使用 TransCAD 進行交通生成、交通分布預測和交通流分配的方法，了解使用 TransCAD進行交通方式劃分預測的方法。掌握對交通需求結(jié)果進行分析的基本方法，以及 TransCAD數(shù)據(jù)保存與轉(zhuǎn)換方法等。1.4.3 對研

6、究區(qū)域提出交通改善策略從道路網(wǎng)、交通設施、交通管理、靜態(tài)交通、公共交通、慢行交通等方面進行調(diào)查，初 步提出交通規(guī)劃改善方案策略。第二章 小組成員及任務分配組長： 周澤驊：主要完成小區(qū)七交通吸引調(diào)查、建立數(shù)據(jù)庫、報告撰寫、繪制路網(wǎng)圖、建立交 通量分配算法模型并交通量分配圖、期望圖、路網(wǎng)節(jié)點編號和協(xié)調(diào)各部分工作。組員及任務分配： 何業(yè)興：主要完成小區(qū)一與小區(qū)六交通發(fā)生吸引量調(diào)查、交通分配資料收集以及報告撰 寫。靳紹悅：主要完成小區(qū)四、五交通發(fā)生吸引調(diào)查、交通分布資料收集和報告撰寫。 張曉明：主要完成小區(qū)六的交通發(fā)生吸引調(diào)查，查找相關(guān)資料，參與數(shù)據(jù)處理和報告撰寫。 鄧貽：主要完成小區(qū)二、三交通發(fā)生吸

7、引調(diào)查、資料收集整理，并參與數(shù)據(jù)處理和報告撰寫。第三章 四階段中各階段做法及成果展示3.1 相關(guān)資料收集 現(xiàn)狀小區(qū)出行生成資料小區(qū)交通生成統(tǒng)計表調(diào)查地點調(diào)查持續(xù)時間小區(qū)發(fā)生小區(qū)吸引小區(qū)總?cè)菁{人數(shù)小區(qū)一（計算機中心）60min36837886800小區(qū)二 （研究生 ）60min7689601650小區(qū)三 （弘民苑）60min451236806400小區(qū)四（東校區(qū)宿舍）60min10688192010700小區(qū)五（南北教）第一節(jié)43269128200小區(qū)六（臨風軒）第一節(jié)700820808690小區(qū)七（五、六、七教）第一節(jié)4801802529414小區(qū)八（西校區(qū)）60min32009285000小

8、區(qū)九（一二餐）60min6560720023003.2 交通發(fā)生和吸引預測及平衡3.2.1 交通區(qū)劃分原則及劃分結(jié)果3.2.1.1 交通小區(qū)劃分原則：1）. 同性質(zhì)：區(qū)分內(nèi)土地使用、經(jīng)濟、社會等特性盡量使其一致；2）盡量以鐵路、河川等天然屏障作為區(qū)分僅限；3）盡量不打破行政區(qū)的劃分，以便能利用行政區(qū)現(xiàn)成的資料3.2.1.2 小區(qū)劃分圖：3.2.1.3 期望線圖如下：3.2.2 交通生成預測 為了進行發(fā)生量和吸引量的預測， 首先必須確定 OD節(jié)點及路網(wǎng)。 然后分析影響交通生成 量的主要因素，經(jīng)過統(tǒng)計分析等手段建立預測模型，給出預測值。3.2.2.1 出行產(chǎn)生預測概述及方法： 通過對大量資料進行分

9、析確定居民出行產(chǎn)生預測的主要影響因素之后，就可以針對這 些有較大影響的因素與出行產(chǎn)生量的相互關(guān)系，建立模型。此次課程設計采用的方法是生成率法 （指標是單位人口） 。該方法的基本思想是： 根據(jù) OD調(diào)查結(jié)果， 統(tǒng)計得出對應單位用地面積、 單位人口或單位經(jīng)濟指標等的交通產(chǎn)生、 吸引量， 如假定其實穩(wěn)定的，則根據(jù)未來各交通區(qū)的用地面積、人口數(shù)量或經(jīng)濟指標等便可進行交通 生成預測。生成率模型是最早的交通生成預測模型，其特點是簡單、方便，但由于其只能考 慮單因素，在有多個因素影響交通生成時，會有很大誤差。因此，生成率法只可用于比較粗 略的交通生成預測。3.2.2.2 出行吸引預測概述及方法： 影響居民出

10、行吸引的因素包括用地情況、交通區(qū)所處區(qū)位及建筑情況等特性，而且關(guān) 系復雜，定心因素多。本次課程設計采用居民出行吸引預測方法是直接用用地面積等代替吸引情況。采用如 下步驟和方法： 建立出行吸引與土地利用的基本關(guān)系 利用居民出行調(diào)查統(tǒng)計所得各交通區(qū)對各目的的出行的吸引，以及現(xiàn)狀各交通區(qū)的用地 情況，通過逐步回歸分析，建立各種出行目的的出行吸引與土地利用的基本關(guān)系 確定區(qū)位系數(shù) 根據(jù)各交通區(qū)所處區(qū)位，可將交通區(qū)劃分成若干個區(qū)域，通過比較不同區(qū)域交通區(qū)的實 際出行吸引權(quán)，可得出不同區(qū)域交通區(qū)的區(qū)位系數(shù)。 確定交通區(qū)特性系數(shù)除考慮用地面積、 區(qū)位等一般因素對出行吸引的影響之外， 還應考慮交通區(qū)特性的影響

11、， 因此引入反映交通區(qū)特性對出行吸引的影響的交 交通區(qū)特性系數(shù)。3.2.3 預測結(jié)果3.3 交通分布預測交通分布預測是在交通生成預測的基礎上，找出各交通分區(qū)之間的出行量，即要得到由 交通生成預測模型所測得的各小區(qū)出行交通量與其他小區(qū)交換的數(shù)據(jù)，使得交通預測模型進步細化交通分布模型大體上分為兩類：增長系數(shù)法和綜合方法，其中我們用的是綜合方法中的 單重力模型法。重力模型法 (主要用來研究當網(wǎng)絡中出現(xiàn)了比較大的變化時未來年的出行預測) 。重力模 型法是一種最常用的方法，它根據(jù)牛頓的萬有引力定律，即兩物體間的引力與兩物體的質(zhì)量 之積成正比，而與它們之間距離的平方成反比類推而成。下式為Casey(195

12、5) 提出的重力模型。其中，：i，j 小區(qū)的人口； d 為i，j 小區(qū)間的距離 , 為系數(shù)。上式的約束條件為：同時滿足守恒條件的 是不存在的，因此，將重力模型修改如下：其中， 為交通阻抗函數(shù)3.3.1 交通分布結(jié)果阻抗矩陣OD矩陣3.4 交通方式劃分交通方式劃分指， 讓一個出行 （trip與一種交通方式mode）相對應，一個地區(qū)（zone）的全部出行數(shù)中利用該交通方式的人所占的比例叫做該交通方式的分擔。 其中每個交通方式 所分擔的量叫做該交通方式的分擔量由于在河北工程大學內(nèi)學生只有步行和自行車兩種出行方式，所以我組只進行了自行車和步行兩種交通方式的劃分，其中經(jīng)調(diào)查得自行車所占比例為 0.15

13、。將最終得到的 OD表換算為車輛通行量，計算得 OD矩陣，如下表：自行車：步行：3.5 交通分配預測 交通分配是交通規(guī)劃中的一個重要步驟，它是將調(diào)查得到的起訖點的出行分布(OD矩陣 )按照現(xiàn)有或規(guī)劃中的路網(wǎng)分配到各條道路上，從而推測各道路上的交通量。我組交通分配采 用靜態(tài)交通分配。靜態(tài)交通分配：一般的交通分配， OD矩陣是已知且確定的，不考慮其隨時間的變化，因 此稱為靜態(tài)交通分配。靜態(tài)交通分配的前提條件是：(1) 路網(wǎng)拓撲空間結(jié)構(gòu)已知；(2) 路網(wǎng)特性、路段旅行時間函數(shù)已知；(3) 動態(tài)的時變交通需求已知；(4) 出行者具有交通路網(wǎng)及交通狀況的全部信息，而且能夠持續(xù)做出正確選擇；(5) 所有出

14、行者的路線選擇準則相同；在此前提條件下， 交通分配就是求解路網(wǎng)中各路徑的交通流量， 以對路網(wǎng)性能進行評價。 確定最短路線由于本區(qū)劃分有九個小區(qū)，可根據(jù)路段行駛時間得出最短路阻抗矩陣，通過此矩陣與平衡后的未來年限的發(fā)生吸引量對 OD點間的交通流量進行分配，總流量分配結(jié)果如下圖：分配后的流量圖自行車分配：( S U-I)LQO34543417.42A zmjs噹艮釁J豈 08R SOD Li-fl f D蚤TJE暑4存1 .4-i 83- H- BB 88 wsa-* 0多白曇化-? I EK N_i m-TwJ I 1 s-1 KK 叫 8 A-8sh 1 mvd-4bllK sff. - M-

15、 WHIG - 令簽J蓋睥 I sfi. Ir Bs- - 88 ; 9sh a f8SI s-D-8fid- u- 0SQ n 02 z匸二匸OD2（ gamma）對兩個 OD的分配結(jié)果，從路段交通量、飽和度、 OD分布等方面進行全面分析后得出以下 結(jié)果：由于所用的函數(shù)模型不同，對于同一個阻抗矩陣產(chǎn)生的OD矩陣是不一樣的。但是就整個圖個路段的交通流量和 VC比而言，對兩個 OD矩陣的分配差距不是很大，屬于誤差范圍之 內(nèi)。3.7 對我校道路網(wǎng)分析及建議3.7.1 道路網(wǎng)規(guī)劃（1）內(nèi)部道路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)。道路網(wǎng)絡的總體布局呈方格網(wǎng)型，在東校區(qū)則局部呈環(huán)形放 射性路網(wǎng)。從區(qū)域規(guī)劃路網(wǎng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，道路主骨

16、架由內(nèi)外環(huán)組成，再通過豐富的聯(lián)系道路將 內(nèi)外環(huán)與校區(qū)出入緊密聯(lián)系起來。（2）道路網(wǎng)功能。綜合上述區(qū)域總體交通需求分析道路網(wǎng)分為景觀路、外環(huán)路、內(nèi)環(huán)路、 內(nèi)部聯(lián)系道路和步行帶個層次。明確校區(qū)路網(wǎng)的各條道路的功能及其在校區(qū)內(nèi)部所擔當?shù)?不同交通作用。（3）慢行交通組織管理。非機動車交通以短程交通為目的， 中、長距交通應鼓勵以“停 （自 行車）一換乘 （公交車）”的出行方式。體現(xiàn)機非分離的思想，盡量使機動車與非機動車的 交通設施在空間上分離。3.7.2 慢行交通系統(tǒng)設計慢行交通一體化設計。慢行交通一體化設計，即慢行交通 （包括行人與非機動車）與機 動車分離，能夠有效地解決道路上人與車相互干擾的問題，

17、降低交通事故率，為出行者提供 一個舒適、安全、生態(tài)的環(huán)境。優(yōu)化慢行交通功能，但是部分靠近生活教學區(qū)路段還應對交 通網(wǎng)絡設計嚴格限速。景觀道路：南北景觀道路為新校區(qū)的中央軸線，障礙設計、路段行人過街設計、路邊行 人休息設施的設計、 因此要保障其景觀性，兼顧慢行交通的重要功能。紅線候車亭的設計及 路側(cè)環(huán)境設計等，為師生出行創(chuàng)造一個功能便利、適宜的道路交通環(huán)境和校園活動空間。外環(huán)路：外環(huán)路是機動車的快速通道，車流較校區(qū)道路網(wǎng)較為密集，區(qū)域?qū)ν饨煌ㄖ饕?利用外環(huán)路，建議采用“ 3 車道”的設計思路。內(nèi)環(huán)路：聯(lián)絡各個教學樓各系館，機動車功能及慢行交通功能兼顧，特殊路段應以慢行 交通優(yōu)先。聯(lián)系道路：聯(lián)系內(nèi)

18、外環(huán)道路及各小區(qū)，保證出行者出行的可達性和便捷性。 步行帶：禁止機動車通行，營造校園安靜、寧和交通運行方便、快捷和安全的前提下， 從景觀的角度， 氛圍，確保安全。將校區(qū)道路分別定位為此 5 種功能，有利于特別是交通管理的對象也是人。因此，要改 善交通系統(tǒng)，明確各種不同性質(zhì)道路的交通作用，是交通組織規(guī)劃設必須以人為本，即提高 交通系統(tǒng)中人的移動的安全性、計的基礎與前提。3.7.3 道路橫斷面設計 按照傳統(tǒng)模式，道路橫斷面實行機非混行的交通組和渠化設計以及交通管理等改善措施， 來減少道路的通 織形式，不能適應校園的交通特征，將會造成較大的交行瓶頸，提高道路 的通行效率。通沖突。以此為依據(jù)，根據(jù)道路

19、功能要求分別做出斷面3.7.4 總結(jié)在校園規(guī)劃中的“綠色交通” ，是以“慢行交通優(yōu)先” 、鼓勵使用公共交通及減少私人小 汽車使用為原則。 校園交通規(guī)劃的實施及交通系統(tǒng)的運行都表明， 通過校園的空間布局設計、 交通需求分析、交通出行方式和交通出行量的預測，以綠色交通理念為指導思想，構(gòu)建起來 的道路交通系統(tǒng)， 其道路功能結(jié)構(gòu)、道路斷面、慢行交通的組織等， 都必須體現(xiàn) “和諧交通” 因此，針對校園這種以學生為主體的特殊園區(qū)，更應當以綠色交通為導向，注重慢行交通的 通行空間，分析特殊群體的出行特征，合理組織交通。第四章 transcad 中交通規(guī)劃四階段法具體操作4.1 生成初始路網(wǎng)圖4.1.1 生成

20、路網(wǎng)前準備? 打開背景圖片（ Open： *.tif ）? 設置單位為： MetersEdit preferences systemmap units ：meters4.1.2 新建路網(wǎng)層（線層）NewGeographic File選擇 Line Geographic File域字段： speed、capacity，層名： street ，端點層名： node4bytes ） time （8bytes ）? 畫完路網(wǎng)檢查路網(wǎng)的連通性：Tools Map Editing check line layer connectivity畫路網(wǎng)： Tools Map Editing Toolbox畫交通區(qū)

21、 ： Tools Map Editing Toolbox4.2 生成小區(qū)圖? 新建交通區(qū)層（面層）名:areaNewGeographic File,選擇 Area Geographic File ， options 選擇第二項，輸入層? 添加域字段：交通區(qū)編碼ID ，現(xiàn)狀 base，現(xiàn)狀吸引量 A base ，現(xiàn)狀交通區(qū)容量 POPbase，未來發(fā)生量 P fur ， 未來吸引量 A fur ，未來交通區(qū)容量 POP fur4.3 在路網(wǎng)與交通區(qū)層填入數(shù)據(jù)并進行人口預測? 根據(jù)調(diào)查所得的數(shù)據(jù)填入路網(wǎng)與交通區(qū)數(shù)據(jù)表中? 進行交通區(qū)未來人口預測(1) 、打開交通區(qū)數(shù)據(jù)表(2) 、操作過程點擊 st

22、atistics Model Esticmation ，在 dependent 選項里面選擇 P base ， independent 里面選 POP baseaddPOP base OK保存（文件名為 P fur ）；同樣在 dependent 選項里面選擇 A base ，independent 里面選 POP baseaddPOPbaseOK保存(文件名為 A fur) ；點擊數(shù)據(jù)表中 P fur 下任意一格，選 statistics Model Evaluation 打開 P fur 文件將數(shù)據(jù)導入表中( A fur 導入方式相同)4.4 生成小區(qū)質(zhì)心? 建立交通區(qū)形心與路網(wǎng)的連接(1

23、) 在“ node 層 ”添加字段 index ，操作方法： dataview modify table add field 命名為 index(2) 輸出質(zhì)心 ：選擇面層“ area ”，tool-export 選擇 All features ，standard geographic file ， ID，include built data，export as centroid points(3) 選擇面層“ area ”，使用 tool-mapediting-connect ，選擇 node field: index. fillwith 選擇 Ids from area layer? 更新

24、路網(wǎng)的路段屬性信息? 添加路段屬性數(shù)據(jù)：使用 Fill ? Capacity=100000 ， speed=3， time=Length/speed4.5 創(chuàng)建網(wǎng)絡- 填入 indexnull-ok(1) 選出質(zhì)心：在點層上-Selection-selection by condition2)建立網(wǎng)絡在路網(wǎng)層上，點擊 Networks/Paths Create 調(diào)出創(chuàng)建網(wǎng)絡對話框?qū)?Optional Fields里的內(nèi)容全選，連接后的路網(wǎng)將繼承這些屬性點 OK，出現(xiàn)保存對話框起好名字，點擊Save。? 至此，路網(wǎng)創(chuàng)建完成！4.6 生成阻抗矩陣在 node 或 street 層上點擊“ Netw

25、ork/Paths ”，選 Multiple paths 選項，彈出對話 框后 Settings 里面選 time 、selection 、selection ，點 OK。? 至此，阻抗矩陣便生成！? 將生成的阻抗矩陣更換 ID （將阻抗矩陣的小區(qū)質(zhì)心節(jié)點行列號 ID 轉(zhuǎn)換成為小區(qū)行列 號 ID ）? 在阻抗矩陣 matrix 中右鍵 Indices Add index ，選擇 node、ID、new、index 、selection點 OK。將行和列更換為 new，點 OK即可4.7 對未來年限小區(qū)發(fā)生與吸引量進行平衡中進行 Balance.? P,A 的平衡處理? 注意：如果 P,A 不平

26、衡，則在 Planning點擊 Planning Balance? 出現(xiàn)對話框，選擇一種合適的平衡方法，完成設置? 點擊 OK，出現(xiàn)保存平衡結(jié)果對話框? 點擊 Save, 出現(xiàn)運行結(jié)果4.8 用重力模型進行交通分布預測? 應用重力模型進行交通分布預測 ( 本簡單例子沒有涉及到重力模型的標定， 而是假設重力模型已經(jīng)標定好，可以直接使用模型進行交通分布預測 )Gravity Application? 點擊 Planning Trip Distribution? 出現(xiàn)應用重力模型的對話框，并完成相應的設置：? ID 轉(zhuǎn)換? 將生成的 OD矩陣更換 ID （將阻抗矩陣的小區(qū)行列號 ID 轉(zhuǎn)換成為小區(qū)質(zhì)

27、心節(jié)點行列號ID)在 OD矩陣 matrix 中右鍵 Indices Add index ，選擇 node、index 、 new1、 ID 、selection ，點 OK。將行和列更換為 new，點 OK即可。4.9 進行交通分配并查看結(jié)果實施交通分配在路段層上：點擊 Planning TrafficAssignment 調(diào)出其對話框，選擇一種交通分配方法，本例中選擇用戶平衡分配方法點擊 Network 選項，在 Info 里鉤上 Centroids 點擊 Other Settings 選項。在 Other Setting 選項：Centroidsare in selection set 里選 sele