交通規(guī)劃課程設(shè)計報告

目錄一、出行生成 21.1模型選擇 21.1.1客車增長率預(yù)測 21.1.2貨車增長率預(yù)測 31.2模型的驗證 31.3預(yù)測出行生成 3二、出行分布 42.1重力模型的標定 52.2未來出行分布預(yù)測 7三、交通分配 83.1不考慮特殊節(jié)點 83.2考慮特殊節(jié)點 9四、容量限制分配法 114.1初始容量限制分配 114.2越江設(shè)施選擇 134.2.13-5建越江設(shè)施 134.2.24-6建越江設(shè)施 144.3容量限制分配法與最短路徑比較 16一、出行生成1.1模型選擇交通量預(yù)測的變量為彈性系數(shù)。選用回歸分析法，按照變化規(guī)律，定基推算未來客車與貨車交通量增長與GDP增長的彈性系數(shù)。1.1.1客車增長率預(yù)測表SEQ表格\*ARABIC1.1客車彈性系數(shù)年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%客車交通13.00%10.00%8.00%7.00%彈性系數(shù)1.301.110.800.78利用Excel軟件，選擇半對數(shù)模型對年序-彈性系數(shù)進行回歸，以5年為一個單位,1986年的相對年份為1,將歷年彈性系數(shù)描點繪圖如下?？傻煤瘮?shù)：Y=-0.40ln(x)+1.321圖1.1從而可以算出未來幾年的貨車交通量增長與GDP增長的彈性系數(shù)，從而計算出2006-2020年的交通量增長率，如表所示。表1.2客車交通量增長率預(yù)測年份2006-20102011-20152016-2020GDP增長8.00%7.00%7.00%彈性系數(shù)0.6650930.5907790.527947交通量增長5.32%4.14%3.70%1.1.2貨車增長率預(yù)測表1.3貨車彈性系數(shù)年序1234GDP10.00%9.00%10.00%9.00%貨車交通14.00%10.00%7.00%5.00%彈性系數(shù)1.401.110.700.56利用Excel軟件，選擇半對數(shù)模型對年序-彈性系數(shù)進行回歸，以5年為一個單位,1986年的相對年份為1,將歷年彈性系數(shù)描點繪圖如下?？傻煤瘮?shù)：Y=-0.63ln(x)+1.442圖1.2從而可以算出未來幾年的貨車交通量增長與GDP增長的彈性系數(shù)，從而計算出2006-2020年的交通量增長率，如表所示。表1.4貨車交通量增長率預(yù)測年份2006-20102011-20152016-2020GDP增長8.00%7.00%7.00%彈性系數(shù)0.4281320.3132330.216087貨車交通量增長3.43%2.19%1.51%1.2模型的驗證回歸模型擬合良好的統(tǒng)計標準是相關(guān)系數(shù)。通過Excel軟件可以得到，此半對數(shù)模型的相關(guān)系數(shù)為R2=0.965，且對數(shù)模型最后趨于穩(wěn)定，所以擬合良好，模型合符要求。1.3預(yù)測出行生成跟據(jù)預(yù)測的客車貨車交通量年增長率，并且客貨車分別占總交通量的50%，將客貨流量相加可以求得2006-2020年交通量。表1.5未來交通量預(yù)測年份2006-20102011-20152016-2020客車年增長率5.32%4.14%3.70%貨年增長率3.43%2.19%1.51%P（a）867.75051017.0631163.553P（b）867.75051017.0631163.553A（c）619.8218726.4733831.1095A（d）1115.6791307.6521495.997可以算得到2020年，增長系數(shù)二、出行分布出行分布是要找出各交通分區(qū)之間的出行交換量，本文采取的出行分布模型為全約束的重力模型，保證模型矩陣中行與列的總和與調(diào)查矩陣中行與列的總和對應(yīng)相等。表2.12005OD分布O/DabcdPa180520700b320380700c180320500d520380900A7007005009002800根據(jù)已知的路段長度與自由流車速,可以算到車輛在每一個路段上的行駛時間。路網(wǎng)分布及各路段行駛時間標于下圖：圖2.1路網(wǎng)分布及各路段行駛時間根據(jù)上圖中各路段的行駛時間，按照莫爾算法算得各小區(qū)間出行的最短路徑,a-c為1-4-3-5，a-d為1-4-6，b-c為2-3-5，b-d為2-4-6。及其行駛時間如下表所示：表2.2行程時間行程時間abcda0.6070.377b0.3450.554c0.6070.345d0.3770.5542.1重力模型的標定要標定的全約束模型為：其中、、a為要標定參數(shù)。選擇標定參數(shù)a的初始值為a=1。利用vb程序進行反復(fù)迭代程序主要代碼如下：Dimk1,k2,k3,k4,aAsDoubleDimiAsIntegerk3=1k4=1a=1Fori=1To10000k1=1/(k3*500/0.607^a+k4*900/0.377^a)k2=1/(k3*500/0.345^a+k4*900/0.554^a)k3=1/(k1*700/0.607^a+k2*700/0.345^a)k4=1/(k1*700/0.377^a+k2*700/0.554^a)NextiText1.Text=k1Text2.Text=k2Text3.Text=k3Text4.Text=k4迭代多次達到收斂，求得、的值：將平衡系數(shù)代入方程可以計算得出預(yù)測的OD分布表。表2.3預(yù)測OD分布O/DabcdPa175.4199524.5804700b324.5801375.4196600c175.41991324.5801500d524.58036375.4196900A7007005009002800計算調(diào)查與預(yù)測模型的起訖點矩陣中所有出行的平均時間，采用加權(quán)平均。比較模型和調(diào)查的平均出行時間:差異在允許范圍之內(nèi)，無需對a值進行調(diào)整。其中：2.2未來出行分布預(yù)測根據(jù)預(yù)測的2020年出行生成量：表2.42020出行生成量O/DabcdPa1164b1164c831d1496A1164116483114964654對、進行調(diào)整，其中a=1。將原先系數(shù)除以以可以算得到2020年的、其中增長系數(shù)從而可以求得、的值：利用公式其中：計算2020年出行分布，如表。表2.52020年出行分布O/DabcdPa291.6872.01164b539.5624.01164c291.6539.5831d872.0624.01496A1164116483114964654三、交通分配3.1不考慮特殊節(jié)點使用最短路徑法（全有全無法）對交通量進行分配。分配結(jié)果如圖所示。圖3.1分配結(jié)果將分配的流量匯總，如表所示。表3.12020年交通分配路段每車道通行能力車道數(shù)通行能力預(yù)測流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)(PCU/H)1-218004720000.0%1-4180047200232732.3%2-3180047200107915.0%2-4150023000124841.6%3-41800472005838.1%3-5150023000166255.4%4-6150023000299299.7%5-618004720000.0%越江設(shè)施建設(shè)位置及標準從交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江設(shè)施3-5的預(yù)測流量為1662(PCU/H),小于其通行能力3000(PCU/H),不需要擴建;越江設(shè)施4-6的預(yù)測流量為2992(PCU/H),接近其通行能力3000(PCU/H),需要擴建。設(shè)施4-6現(xiàn)狀為2車道，每車道通行能力1500(PCU/H)。若將其擴建為雙向4車道，則通行能力變?yōu)?000(PCU/H)，大于路段4-6的預(yù)測流量2992(PCU/H)，能夠滿足通行需求。因此，通過交通需求分析，確定對越江設(shè)施4-6進行擴建，建設(shè)標準為擴建成雙向4車道。路網(wǎng)評價根據(jù)交通需求分析可以看出，2020年的路網(wǎng)除越江設(shè)施4-6需求擴建外，其它路段均能滿足通行需求，不需要擴建。3.2考慮特殊節(jié)點在節(jié)點B將建設(shè)一集裝箱碼頭，至2020年高峰小時預(yù)計有1800標準箱過江（雙向），其中C節(jié)點占40％，D節(jié)點占60％。一輛集裝箱卡車平均裝載1.8個標準集裝箱，集裝箱卡車的空載率為20％。一輛集裝箱卡車＝3PCU。使用最短路徑法（全有全無法）對交通量進行分配。分配結(jié)果如圖所示。圖3.2分配結(jié)果將分配的流量匯總，如表所示。表3.22020年交通分配路段每車道通行能力車道數(shù)通行能力預(yù)測流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)(PCU/H)1-218004720000.0%1-4180047200232732.3%2-3180047200332946.2%2-4150023000274891.6%3-41800472005838.1%3-51500230003912130.4%4-61500230004492149.7%5-618004720000.0%越江設(shè)施建設(shè)位置及標準從交通分配得到的各路段流量表中可以看出,越江設(shè)施3-5的預(yù)測流量為3912(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H);越江設(shè)施4-6的預(yù)測流量為4492(PCU/H),大于其通行能力3000(PCU/H)，與3-5相比擴建需求更大。在只能選擇建設(shè)一處越江設(shè)施的情況下，通過交通需求分析，確定對越江設(shè)施4-6進行擴建，建設(shè)標準為擴建成雙向4車道。路網(wǎng)評價根據(jù)交通需求分析可以看出，路段2-4通行能力為3000，但預(yù)測流量達到2748，接近飽和，需要擴建。擴建成雙向4車道。四、容量限制分配法4.1初始容量限制分配在考慮特殊節(jié)點的情況下,利用容量限制分配法對路網(wǎng)的交通量重新分配。以擴建前各路段單向通行能力作為起始容量進行迭代。路段阻抗函數(shù)按下式計算：迭代次數(shù)：N=5。按容量限制分配法進行迭代，其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.1初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時間t0流量x0時間t1流量x1時間t2流量x2時間t3流量x3時間t4流量x4時間t5流x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.23520233210.2389015830.2380425830.23739703-530000.10939120.1229013912014114639120.1470166000630000.114449201475464492016641617440672000.25600.25600.25600.25600.25600.256583路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6250921-4-3-50.6371621-4-3-50.6498481-4-3-50.6557291-4-3-50.6858051-4-6-50.6351-4-6-50.6562451-4-6-50.6721791-4-6-50.684131-4-6-50.6930921-4-6-50.6835351-2-3-50.6381-2-3-50.6556851-2-3-50.6689481-2-3-50.6877211-2-3-50.6929761-2-3-50.731408B-D2-4-60.5542-4-60.6008582-4-60.6360022-4-60.634672-4-60.6613612-4-60.637412-1-4-60.6722-1-4-60.6932452-1-4-60.7091792-1-4-60.721132-1-4-60.7300922-1-4-60.7205352-3-4-60.5852-3-4-60.6080692-3-4-60.625372-3-4-60.6508062-3-4-60.6574232-3-4-60.6549312-3-5-60.6012-3-5-60.6186852-3-5-60.6319482-3-5-60.6507212-3-5-60.6559762-3-5-60.694408計算配流結(jié)果：由配流公式：可以得到使用容量限制法分配后的各路段的流量，如下表所示：表4.2分配結(jié)果路段通行能力預(yù)測流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)1-2720000.0%1-47200232732.3%2-37200470365.3%2-43000137445.8%3-472001121.7515.6%3-530004438.25147.9%4-630003950.75131.7%5-67200145.752.0%4.2越江設(shè)施選擇4.2.13-5建越江設(shè)施若將3-5擴建為雙向四車道。再次用容量限制法進行分配。迭代次數(shù)：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.3初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時間t0流量x0時間t1流量x1時間t2流量x2時間t3流量x3時間t4流量x4時間t5流量x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.2352025830.2352675830.2353165830.2353535833-560000.10939120.11247539120.11508266000.12345339120.12331566000.12962839124-630000.114449201475461744015420617440672000.25600.25600.25600.25600.25600.2560路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6146671-4-3-50.6189171-4-3-50.6285211-4-3-50.6293081-4-3-50.6363141-4-6-50.6351-4-6-50.6562451-4-6-50.6721791-4-6-50.667851-4-6-50.6808831-4-6-50.6743771-2-3-50.6381-2-3-50.6452591-2-3-50.6507031-2-3-50.6700281-2-3-50.669281-2-3-50.683961B-D2-4-60.5542-4-60.6008582-4-60.6360022-4-60.6183912-4-60.6491512-4-60.6282532-1-4-60.6722-1-4-60.6932452-1-4-60.7091792-1-4-60.704852-1-4-60.7178832-1-4-60.7113772-3-4-60.5852-3-4-60.6080692-3-4-60.625372-3-4-60.6308922-3-4-60.6424872-3-4-60.643732-3-5-60.6012-3-5-60.6082592-3-5-60.6137032-3-5-60.6330282-3-5-60.632282-3-5-60.646961可以得到使用容量限制法分配后的各路段的流量，如下表所示：表4.4分配結(jié)果路段通行能力預(yù)測流量飽和度(PCU/H)(PCU/H)1-2720000.0%1-47200232732.3%2-37200470365.3%2-43000137445.8%3-472005838.1%3-56000525687.6%4-630003118103.9%5-6720000.0%4.2.24-6建越江設(shè)施若將4-6擴建為雙向四車道。再次用容量限制法進行分配。迭代次數(shù)：N=5。其中A-C和B-D的交通分配路徑可能會發(fā)生變化（表格中陰影部分表示選擇的路徑），各次迭代得到的路段行程時間和路段流量及路徑選擇如下表：表4.5初始容量限制分配表迭代次數(shù)n=0n=1n=2n=3n=4n=5路段通行能力時間t0流量x0時間t1流量x1時間t2流量x2時間t3流量x3時間t4流量x4時間t5流量x51-272000.29300.29300.29300.29300.29300.29301-472000.26523270.26707623270.26863323270.26980123270.27067723270.27133423272-372000.23633290.23978433290.24262260770.25357633290.25296560770.26133333292-430000.4427480.46768927480.48845500.47634227480.49494500.48120927483-472000.2355830.2351165830.23520233210.2389015830.23804233210.24103103-530000.10939120.1229013912014114639120.1470139120660000.11444920.11879244920.12238744920.12508244920.12710444920.1286250755-672000.25600.25600.25600.25600.25600.256583路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間路徑選擇路徑時間A-C1-4-3-50.6091-4-3-50.6250921-4-3-50.6371621-4-3-50.6498481-4-3-50.6557291-4-3-50.6637731-4-6-50.6351-4-6-50.6418681-4-6-50.647021-4-6-50.6508831-4-6-50.6537811-4-6-50.6559541-2-3-50.6381-2-3-50.6556851-2-3-50.6689481-2-3-50.6877211-2-3-50.6929761-2-3-50.705742B-D2-4-60.5542-4-60.5864812-4-60.6108422-4-60.6014242-4-60.6220492-4-60.6098292-1-4-60.6722-1-4-60.6788682-1-4-60.684022-1-4-60.6878832-1-4-