交通運(yùn)輸規(guī)劃原理 第四章

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交通運(yùn)輸規(guī)劃原理

西南交通大學(xué)本科生課程

主講教師：楊達(dá)博士

開課單位：交通運(yùn)輸與物流學(xué)院

第四講交通網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃與設(shè)計(jì)第1節(jié)概述第2節(jié)交通小區(qū)劃分第3節(jié)交通網(wǎng)絡(luò)與布局規(guī)劃第4節(jié)交通網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣?.1城市道路交通小區(qū)的概念城市道路網(wǎng)絡(luò)交通小區(qū)是為了減少交通控制和管理系統(tǒng)的復(fù)雜性，將復(fù)雜交通網(wǎng)絡(luò)分解為若干個交通區(qū)域，對交通區(qū)域進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。交通小區(qū)是具有一定交通關(guān)聯(lián)度和交通相似度的節(jié)點(diǎn)或連線的集合，隨時間、關(guān)聯(lián)度和相似度的變化而變化，反映城市路網(wǎng)交通特征的時空變化特性。2.2交通小區(qū)劃分的目的在滿足精度要求的情況下，增強(qiáng)交通調(diào)查的實(shí)際可操作性，盡可能地減小交通調(diào)查的工作量，降低交通分析與預(yù)測的難度通過交通小區(qū)的交通分布圖將交通需求在空間上的流動表現(xiàn)出來，可以直觀地反應(yīng)交通需求分布為城市道路網(wǎng)絡(luò)的交通流提供數(shù)據(jù)，從而通過交通分配理論模擬道路網(wǎng)上的交通流2.3交通小區(qū)劃分的原則應(yīng)保證交通小區(qū)內(nèi)土地利用、經(jīng)濟(jì)、社會等特性盡量一致，劃定范圍內(nèi)的土地利用特征應(yīng)盡可能簡單，盡量不打破城市行政區(qū)的劃分盡量以鐵路、河川等天然屏障作為分區(qū)界限避免小區(qū)內(nèi)存在自然或人為的障礙線小區(qū)應(yīng)盡可能規(guī)則，避免狹長形狀充分考慮城市道路網(wǎng)的構(gòu)成，盡可能使小區(qū)劃分與道路網(wǎng)協(xié)調(diào)一致，盡可能使交通小區(qū)出行形心位于路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（交叉口和干道）上一般不以干道作為劃定小區(qū)的界線，盡可能使道路兩側(cè)同在一個交通小區(qū)，且區(qū)內(nèi)出行次數(shù)不超過出行總數(shù)的10％～15％。交通小區(qū)的一些參考數(shù)據(jù)交通小區(qū)平均面積人口與交通小區(qū)面積的關(guān)系2.4交通小區(qū)劃分方法面向控制的交通小區(qū)劃分基于區(qū)內(nèi)出行比例的交通小區(qū)劃分方法對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法扇形分割方法

2.4.1面向控制的交通小區(qū)劃分主要是對同一小區(qū)內(nèi)的交叉口進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，在交通路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析基礎(chǔ)上，采取動態(tài)劃分與靜態(tài)劃分相結(jié)合的交通小區(qū)劃分策略，以形成小區(qū)劃分算法。通過關(guān)聯(lián)度變化得到劃分結(jié)果在長度較長的道路路段上，車隊(duì)在行駛過程中會發(fā)生離散現(xiàn)象，交通關(guān)聯(lián)度也會隨之變小由于道路沿線支路交叉口及單位車輛出入口駛?cè)腭偝鲕嚵鞯挠绊?，下游停車線車輛的到達(dá)會呈現(xiàn)隨機(jī)的狀態(tài)，也將影響交通關(guān)聯(lián)程度采用美國《交通控制系統(tǒng)手冊》推薦的相鄰交叉口之間路段關(guān)聯(lián)度計(jì)算模型進(jìn)行劃分2.4.2基于區(qū)內(nèi)出行比例的交通小區(qū)劃分方法以區(qū)內(nèi)出行比例作為約束條件，分析當(dāng)小區(qū)半徑為R，出行距離為H時區(qū)內(nèi)出行比例，結(jié)合整個區(qū)域產(chǎn)生區(qū)內(nèi)出行的比例，最后選擇合理的R的范圍，將區(qū)內(nèi)出行控制在可接受比例內(nèi)。2.4.3對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法原理：利用手機(jī)話務(wù)量的時間分布特征來分析及劃分城市活動及土地利用特性。其步驟主要如下：①利用劃分出的土地利用特性進(jìn)一步映射出交通小區(qū)，并利用手機(jī)移動過程中基站信號的切換來得到手機(jī)用戶的基本信息，即交通OD信息。②在傳統(tǒng)方式劃分交通小區(qū)的基礎(chǔ)上，采用類似于“四舍五入”的策略，將基站覆蓋的范圍映射到交通小區(qū)之上，使基站的覆蓋范圍與交通小區(qū)相融合，最終得到更為精確的基于基站的交通小區(qū)劃分。2.4.4扇形分割方法步驟：首先是找出可以利用的城市道路節(jié)點(diǎn)，然后為每個節(jié)點(diǎn)劃分扇形勢力圈，每個勢力圈就是一個細(xì)分的交通子區(qū)在地理信息系統(tǒng)(GIS)的支持下，對交通小區(qū)進(jìn)行幾何分割。每個交通小區(qū)除了表現(xiàn)為一個空間區(qū)域外，還具有很多屬性數(shù)據(jù)，如人口以及各類土地利用特征等。為使小區(qū)的屬性數(shù)據(jù)和空間信息保持一致，在進(jìn)行交通小區(qū)空間分割時，也需要對相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。常用的屬性數(shù)據(jù)分割方法為加權(quán)平均法，既按照各小區(qū)的權(quán)重分割屬性數(shù)據(jù)。2.5交通小區(qū)劃分方法的優(yōu)缺點(diǎn)基于區(qū)內(nèi)出行比例的劃分方法優(yōu)點(diǎn)是：通過確定合理的交通小區(qū)半徑，將區(qū)內(nèi)出行比例控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，反映交通源的流向狀況缺點(diǎn)：為理想條件，沒有考慮到其他因素如行政區(qū)劃、資料獲取、自然屏障、用地性質(zhì)、區(qū)位位置對交通小區(qū)劃分的影響。對手機(jī)話務(wù)量的聚類分析方法是基于手機(jī)信息映射交通小區(qū)與預(yù)測OD的方法，提出了新的思路和研究方法。但同樣是基于若干假設(shè)展開，在未來的研究中還有其發(fā)展空間，待對具體數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與研究后，結(jié)合劃分小區(qū)的具體影響因素，會有進(jìn)一步的理論可行性與實(shí)用價(jià)值。方格網(wǎng)式路網(wǎng)：圖2-2西安市城市網(wǎng)規(guī)劃示意圖圖2-3方格對角線式道路網(wǎng)（底特律城市規(guī)劃）圖2-7北京市道路網(wǎng)示意圖蘭州市道路網(wǎng)規(guī)劃示意圖圖2-5成都市道路系統(tǒng)圖成都7環(huán)：內(nèi)環(huán)線、一環(huán)路、二環(huán)路、2.5環(huán)路、三環(huán)路、3.5環(huán)路、繞城高速30射：北新大道、成彭高架、沙西線、