交通規(guī)劃課程設(shè)計(jì)——四階段需求預(yù)測

1、交通規(guī)劃課程設(shè)計(jì)四階段法交通需求預(yù)測姓名： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 本論文主要是以福州市某軌道交通的道路網(wǎng)絡(luò)來舉例論證，如圖4-1所示。其中1、3、7、9四個(gè)交通節(jié)點(diǎn)分別作為四個(gè)交通區(qū)A、B、C、D的作用點(diǎn)，交通節(jié)點(diǎn)之間邊線上的數(shù)據(jù)是路段的行駛時(shí)間。該道路網(wǎng)絡(luò)的每條道路上都設(shè)有中央分隔帶以及機(jī)動車和非機(jī)動車分隔帶的雙向兩車道道路。123456789884488887.27.288DABC圖4-1 福州某軌道交通的道路網(wǎng)絡(luò) 單位：min4.1交通生成預(yù)測根據(jù)每個(gè)家庭的月收入的不同來統(tǒng)計(jì)出行率，經(jīng)過調(diào)查見表4-1：表4-1出行率表 收入分類（元/月）080080016001600240

2、02400以上出行率（人次/天）2.93.23.43.7小區(qū)現(xiàn)狀家庭數(shù)和目標(biāo)家庭數(shù)以及不同家庭的月收入比例如表4-2所示：表4-2 小區(qū)家庭數(shù)小 區(qū)ABCD現(xiàn) 狀 家 庭 數(shù)8700920084009600目標(biāo)年家庭數(shù)980011300960011800比例0-8000.040.020.120.03800-16000.150.260.130.241600-24000.250.370.280.332400以上0.650.420.560.46現(xiàn)狀及目標(biāo)年各小區(qū)家庭數(shù)以及不同收入家庭的比例。使用交叉分類法，計(jì)算現(xiàn)狀及目標(biāo)年各小區(qū)的交通生成量。現(xiàn)狀交通生成量：交通小區(qū)A：8700×0.04&

3、#215;2.9+8700×0.15×3.2+8700×0.25×3.4+8700×0.65×3.7=33504交通小區(qū)B：9200×0.02×2.9+9200×0.26×3.2+9200×0.37×3.4+9200×0.42×3.7=34058交通小區(qū)C：8400×0.12×2.9+8400×0.13×3.2+8400×0.28×3.4+8400×0.56×3.7=28842

4、交通小區(qū)D：9600×0.03×2.9+9600×0.24×3.2+9600×0.33×3.4+9600×0.46×3.7=25772目標(biāo)年交通生成量：交通小區(qū)A：9800×0.04×2.9+9800×0.15×3.2+9800×0.25×3.4+9800×0.65×3.7=37740交通小區(qū)B：11300×0.02×2.9+11300×0.26×3.2+11300×0.37×

5、3.4+11300×0.42×3.7=41833交通小區(qū)C：9600×0.12×2.9+9600×0.13×3.2+9600×0.28×3.4+9600×0.56×3.7=28842交通小區(qū)D：11800×0.03×2.9+11800×0.24×3.2+11800×0.33×3.4+11800×0.46×3.7=257722. 交通分布預(yù)測已知現(xiàn)狀交通分布的OD矩陣為：（單位：人次/天）DOABCDA06180618

6、015450B61800154503090C61801545007725D15450309077250使用增長系數(shù)法計(jì)算目標(biāo)年的OD矩陣。計(jì)算過程如下：ABCD合計(jì)預(yù)測值A(chǔ)061806180154502781031209B618001545030902472027472.9C618015450077252935533699.6D154503090772502626530016.8合計(jì)27810247202935526265108150（1）求各小區(qū)的發(fā)生增長系數(shù)FOA=UA/OA =31209/27810=1.1222FOB=UB/OB =27472.9/24720=1.1114FOC=UC/

7、OC =33699.6/29355=1.1480FOD=UD/OD =30016.8/26.265=1.1428（2）以上表為基礎(chǔ)矩陣，各項(xiàng)均乘以發(fā)生交通生成增長系數(shù)，得到未來年的交通分布。最終結(jié)果列入下表。（單位：人次/天）DOABCDA0 6935.3333 6935.3333 17338.3333 31209 B6868.2250 0 17170.5625 3434.1125 27472.9 C7094.6526 17736.6316 0 8868.3158 33699.6 D17656.9412 3531.3882 8828.4706 0 30016.831619.8188 28203

8、.3531 32934.3664 29640.7616 122398.3此OD表滿足出行生成的約束條件，故為所求的未來年分布矩陣。3.交通方式劃分根據(jù)邯鄲市交通規(guī)劃未來邯鄲市出行方式如下交通方式（）步行自行車公交車摩托車小汽車出租車其他合計(jì)現(xiàn)狀（2010年）354010753-100目標(biāo)年（2020年）模式一302527585-100模式二3028207105-100模式三30301210135-100平均載客量112011.21.5（1）選擇模式一作為目標(biāo)年的交通劃分方式，可得該分配方式的目標(biāo)年交通分布矩陣。步行方式OD矩陣： D OABCDA02080.62080.65201.59362.

9、7B2060.4675 05151.1688 1030.2338 8241.87C2128.3958 5320.9895 02660.494736810109.88D5297.0824 1059.4165 2648.5412 09005.049485.9456 8461.0059 9880.3099 8892.2285 36354.18自行車方式OD矩陣： D OABCDA01733.8333 1733.8333 4334.5833 7802.25B1717.0563 0 4292.6406 858.5281 6868.225C1773.6632 4434.1579 02217.0789 84

10、24.9D4414.2353 882.8471 2207.1176 0 7504.27904.9547 7050.8383 8233.5916 7410.1904 30599.575公交車方式OD矩陣： D OABCDA01872.54 1872.54 4681.35 8426.43B1854.4208 0 4636.0519 927.2104 7417.683C1915.5562 4788.8905 0 2394.4453 9098.892D4767.3741 953.4748 2383.6871 0 8104.5368537.3511 7614.9053 8892.2789 8003.00

11、56 33047.541摩托車方式OD矩陣： D OABCDA0346.7667 346.7667 866.9167 1560.45B343.4113 0 858.5281 171.7056 1373.645C354.7326 886.8316 0443.4158 1684.98D882.8471 176.5694 441.4235 01500.84 1580.9909 1410.1677 1646.7183 1482.0381 6119.9150 小汽車方式OD矩陣： D OABCDA0554.8267 554.8267 1387.0667 2496.72B549.4580 0 1373.6

12、45 274.7290 2197.832C567.5722 1418.9305 0 709.4653 2695.968D1412.5553 282.5111 706.2776 0 2401.3442529.5855 2256.2683 2634.7493 2371.2609 9791.864出租車方式OD矩陣： D OABCDA0346.7667 346.7667 866.9167 1560.45B343.4113 0858.5281 171.7056 1373.645C354.7326 886.8316 0443.4158 1684.98D882.8471 176.5694 441.4235

13、 01500.841580.9909 1410.1677 1646.7183 1482.0381 6119.915（2）再按照各種交通方式的平均載客量將OD矩陣換算成各交通方式的“輛次/天”為單位的矩陣。由于步行和自行車與機(jī)動車道隔開，故不再考慮。自行車與摩托車的平均載客量為1，OD矩陣不變。換算之后可得到其他交通方式OD矩陣。公交車方式OD矩陣： D OABCDA093.62793.627234.0675 421.3215 B92.7210 0231.8026 46.3605 370.8842 C95.7778 239.4445 0119.7223 454.9446 D238.3687 47

14、.6737 119.1844 0.0000 405.2268 426.8676 380.7453 444.6139 400.1503 1652.3771 小汽車方式OD矩陣： D OABCDA0462.3556 462.3556 1155.8889 2080.6 B457.8817 01144.7042 228.9408 1831.5267 C472.9768 1182.4421 0591.2211 2246.64 D1177.1294 235.4259 588.5647 02001.12 2107.9879 1880.2235 2195.6244 1976.0508 8159.8867 出租

15、車方式OD矩陣： D OABCDA0231.1778 231.1778 577.9444 1040.3B228.9408 0572.3521 114.4704 915.7633 C236.4884 591.2211 0 295.6105 1123.32 D588.5647 117.7129 294.2824 0 1000.56 1053.9940 940.1118 1097.8122 988.0254 4079.9433 （3） 將公交車、摩托車、小汽車、出租車的數(shù)量換算成標(biāo)準(zhǔn)車輛數(shù)，換算系數(shù)為：公交車2.5、摩托車0.8、小汽車1、出租車1；換算后OD矩陣的單位變?yōu)閜cu/天。由于小汽車和出

16、租車的換算系數(shù)為1，故OD矩陣不變。公交車和摩托車的OD矩陣可求得。公交車方式OD矩陣： D OABCDA0234.0675 234.0675 585.1688 1053.3038 B231.8026 0579.5065 115.9013 927.2104 C239.4445 598.6113 0 299.3057 1137.3615 D595.9218 119.1844 297.9609 0 1013.0671067.1689 951.8632 1111.5349 1000.3757 4130.9426 摩托車方式OD矩陣： D OABCDA0277.4133 277.4133 693.53

17、33 1248.36B274.7290 0 686.8225 137.3645 1098.916C283.7861 709.4653 0 354.7326 1347.984D706.2776 141.2555 353.1388 01200.6721264.7928 1128.1341 1317.3747 1185.6305 4895.932（4） 將各方式的OD矩陣疊加（除步行和自行車外），得到OD矩陣為： D OABCDA01205.0142 1205.0142 3012.5354 5422.5638 B1193.3541 0 2983.3852 596.6770 4773.4164 C12

18、32.6959 3081.7397 01540.8699 5855.3055 D3067.8935 613.5787 1533.9468 05215.419 5493.9435 4900.3326 5722.3462 5150.0823 21266.7046 （5）最后根據(jù)高峰小時(shí)系數(shù)取0.18，將全天交通量變?yōu)楦叻逍r(shí)交通量的OD矩陣。單位變?yōu)椋╬cu/h）。 D OABCDA0216.9026 216.9026 542.2564 976.0615 B214.8037 0537.0093 107.4019 859.2149 C221.8853 554.7132 0 277.3566 1053

19、.9550 D552.2208 110.4442 276.1104 0 938.7754 988.9098 882.0599 1030.0223 927.0148 3828.0068 將該OD矩陣中的交通量取整，如下： D OABCDA0217 217542 976 B2150537 107 859C222 555 0 277 1054D552 110276 0 938989 8821030 9263827 4.交通分配 采用容量限制分配法對此道路網(wǎng)絡(luò)上的機(jī)動車交通量進(jìn)行分配。將各點(diǎn)對間的OD量分配后進(jìn)行疊加，分兩次分配，每次分配50%。每次分配采用最短分配模型，每分配一次，路權(quán)修正一次。路權(quán)

20、修正計(jì)算方法采用美國聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)模型。to取值如圖中標(biāo)注，V為機(jī)動車交通量，C為路段通行能力，取2000（pcu/h）。=0.15，=4。（一）初次分配交通量50%（1）確定路段行駛時(shí)間。 用最短路法分配交通量時(shí)，首先要確定路段行駛時(shí)間t(i,j)，在該法中取t(i,j)為常數(shù)。本例中確定的路段時(shí)間t(i,j)如下圖123456789442244443.63.644CABD（2）確定最短路線。 各OD量作用點(diǎn)間的最短路線可用尋找最短路的各種方法確定，在本例中，最短路線如下表：最短路線OD點(diǎn)對最短路線節(jié)點(diǎn)號OD點(diǎn)對最短路線節(jié)點(diǎn)號A-B1-2-3C-A7-4-1A-C1-4-7C-B7-4-

21、5-6-3A-D1-4-5-6-9C-D7-8-9B-A3-2-1D-A9-6-5-4-1B-C3-6-5-4-7D-B9-6-3B-D3-6-9D-C9-8-7(3) 分配OD量將各OD點(diǎn)對的OD量分配到該OD點(diǎn)對相應(yīng)的最短路線上，并進(jìn)行累加。a.首先對A-B的最短路計(jì)算，將1-2,2-3分別分配A-B間一半的交通量108.5，再采用美國聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)模型的路權(quán)修正方法進(jìn)行時(shí)間計(jì)算。1-2路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(108.5/2000)44.0000052-3路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(108.5/2000)44.01

22、23456 789108.5108.5 C A BD00005交通量分配表1234567894.0000054.0000052244 4 43.63.644CABD修正之后的時(shí)間圖b.將調(diào)整后的時(shí)間替代路段時(shí)間圖上原來的時(shí)間，并對A-C的最短路計(jì)算，將1-4,4-7分別分配A-C間交通量的一半108.5，再采用美國聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)模型的路權(quán)修正方法進(jìn)行時(shí)間計(jì)算。并同樣將修正后的時(shí)間反應(yīng)在時(shí)間圖上。123456 789108.5108.5108.5 108.5 C A BD交通量分配表1-4路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(108.5/2000)4 4.000005

23、4-7路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(108.5/2000)4 4.0000051234567894.0000054.00000522444.0000054.0000053.63.644CABD修正之后的時(shí)間圖c.用同樣的方法直至計(jì)算并調(diào)整到D-C。123456 789108.5108.5548.5 548.5138.5 138.5379.5 377 332.5331 C A BD3222 387388.5 107.5107.5544.5544.5138 138324.5 由于V/C比值太小，從t到t0的變化很小，所以最終累加變化后得到結(jié)果如下：修正之后時(shí)間圖如下

24、：（保留了兩位小數(shù)）1234567894.004.002.002.004.004.004.004.003.63.64.004.00CABD（二）再分配交通量50%重復(fù)步驟（一），以以上兩表為初始數(shù)據(jù)。（1）確定路段行駛時(shí)間。1234567894.004.002.002.004.004.004.004.003.63.64.004.00CABD 用最短路法分配交通量時(shí)，首先要確定路段行駛時(shí)間t(i,j)，在該法中取t(i,j)為常數(shù)。本次中確定的路段時(shí)間t(i,j)如下圖（2）確定最短路線。 各OD量作用點(diǎn)間的最短路線可用尋找最短路的各種方法確定，在本例中，最短路線如下表：最短路線OD點(diǎn)對最短路線

25、節(jié)點(diǎn)號OD點(diǎn)對最短路線節(jié)點(diǎn)號A-B1-2-3C-A7-4-1A-C1-4-7C-B7-4-5-6-3A-D1-4-5-6-9C-D7-8-9B-A3-2-1D-A9-6-5-4-1B-C3-6-5-4-7D-B9-6-3B-D3-6-9D-C9-8-7(4) 分配OD量將各OD點(diǎn)對的OD量分配到該OD點(diǎn)對相應(yīng)的最短路線上，并進(jìn)行累加。a.首先對A-B的最短路計(jì)算，將1-2,2-3分別分配A-B間一半的交通量121，再采用美國聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)模型的路權(quán)修正方法進(jìn)行時(shí)間計(jì)算。1-2路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(217/2000)44.000082-3路上的時(shí)間修正為：t=4×1+0.15×(217/2000)44.00008123456 789217217548.5 548.5138.5 138.5379.5 377 332.5331 C A BD3222 387388.5 107.5107.5544.5544.5138 138324.5交通量分配表1234567894.000084.000082.002.004.004.004.004.003.63.64.004.04CABD修正之后的時(shí)間圖b.將調(diào)整后的時(shí)間替代路段時(shí)間圖上原來的時(shí)間，并對A-C的最短路計(jì)算，將1-4