交通规划课程设计
- 格式:doc
- 大小:803.50 KB
- 文档页数:51
目录第一章背景数据 (3)1.1路网情况 (3)1.2现状(2005年)OD (4)1.3经济增长及交通增长数据 (4)1.4特殊节点考虑 (5)1.5 课程设计要求 (5)1.6 容量配流法 (6)第二章不考虑特殊节点 (7)2.1 出行产生预测 (8)2.2 出行分布预测 (12)2.2.1 阻抗函数 (12)2.2.2 标定参数 (13)2.2.3 计算模型OD (16)2.2.4 重力模型验证 (17)2.2.5 推算未来OD (18)2.3 交通方式划分 (18)2.4 交通量分配 (19)2.4.1 在3-5处修建越江线 (19)2.4.2 在4-6处修建越江线 (22)第三章考虑特殊点情况 (25)3.1 特殊点介绍 (25)3.2 特征年交换交通量 (25)3.2.1 增加交换量计算 (25)3.2.2 特征年交通量计算 (26)3.3 交通分配 (26)3.3.1 在3-5处修建越江线 (27)3.3.2 在4-6处修建越江线 (30)第四章最短路径法和容量限制法的比较 (33)4.1 最短路径法分配结果 (34)4.2 容量限制分配法 (35)4.3 对比分析 (50)第一章背景数据1.1路网情况图1-1表1-11.2现状(2005年)OD表1-2高峰小时客货OD(PCU/H)注:其中客货分别占50%。
1.3经济增长及交通增长数据表1-31.4特殊节点考虑在节点B 将建设一集装箱码头,至2020年高峰小时预计有1800标准箱过江(双向),其中C 节点占40%,D 节点占60%。
一辆集装箱卡车平均装载1.8个标准集装箱,集装箱卡车的空载率为20%。
一辆集装箱卡车=3 PCU 。
1.5 课程设计要求不考虑特殊节点:某地区考虑建设越江设施(3-5/4-6),通过交通需求分析(分析特征年为2020年)确定:1) 如果只建设一处越江设施,建在何处比较合适,其建设标准(车道数)应该如何考虑? 2) 路网是否需要扩容?3) 假设:出行分布中使用重力模型;交通分配中使用最短路径法(“全有全无法”)。
在考虑特殊节点时:通过交通需求分析(分析特征年为2020年)确定:1) 如果只建设一处越江设施,建在何处比较合适,其建设标准(车道数)应该如何考虑?2) 在上述分析中,选择一个交通分配结果,使用相同的OD 和路网,比较最短路径法和容量限值分配法(最大迭代次数N 取5-10)的不同(假定路段阻抗函数为210.3aa a a x t t C ∆⎛⎫⎛⎫ ⎪=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,a t ∆为自由流条件下的行程时间),并做简明的比较分析。
1.6 容量配流法变量说明:n 迭代次数; N 最大迭代次数;n a x 路段a 第n 次迭代的流量;na t 路段a 第n 次迭代的阻抗; *a x 路段a 的配流结果流量。
算法第0步: 令0(0),a a t t a =∀,根据0a t 用“全有全无法”将OD 分配到路网,得到路段流量0a x ,n=1。
第1步: 1(),n n a a a t x a τ-=∀。
第2步:加权平滑10.750.25,n n na a a t t a τ-=+∀。
(即 ()111,4n n n n aa a a t t t a τ--=+-∀) 第3步:根据n a t 用“全有全无法”将OD 分配到路网,得到路段流量na x 。
第4步:如n=N ,转第5步;否则n=n+1,转第1步。
第5步:计算配流结果3*04,n l aa l x x a -=⎛⎫=∀ ⎪⎝⎭∑,计算路段阻抗**(),a a a t t x a =∀。
第二章 不考虑特殊节点2.1 出行产生预测出行的产生与该地区的GDP增长情况有极大的关系,本文利用GDP变化情况来预测未来特征年的交通产生量。
根据已知条件中GDP和客车、货车随着时间变化的增长情况,拟合GDP 与客车、货车的增长函数关系。
假设:为方便计算,令1985年初始GDP相对量、客车相对量和货车相对量均为1。
相对量的增长情况与车辆本身增长情况是相同的,计算出某一年的相对量,然后与2005年的相对量进行比较,然后根据二者与2005年实际交通量的关系,计算出每一年的客货车交通量。
相对量计算如下表:表2-1计算出了历史GDP相对量和客货相对量的取值,利用一元线性关系,分别拟合GDP和客车以及货车的函数关系。
图2-1图2-2通过上图,可以得出GDP相对量分别与客车和货车相对量之间的函数关系。
即:GDP相对量与客车相对量:y = 1.0003x +0.2576 R2 = 0.9889GDP相对量与货车相对量:y = 0.902 x +0.5169 R2 = 0.9634通过比较相关性系数,分别为0.9889和0.9634,相关性非常强,所以函数关系能够较好的表示该曲线。
通过上述函数关系以及GDP相对量、客车相对量和货车相对量在2006~2020年得增长率,可以算出从2006年开始到2020年,每一年交通的产生量。
具体情况如下:表2-2我们假定到2020年,各个小区周边的经济发展状况相同,即A,B,C,D四个小区的交通产生吸引量与2005年的产生吸引量成比例关系。
则可以得到2020年的具体小区之间的交通量交换。
表2-32.2 出行分布预测2.2.1 阻抗函数出行分布中,考虑到计算的方便和普遍性,我们采用重力模型中的全约束重力模型。
'4'114'11ˆ/[/][/]ij i j i j iji j j ij j ji i ij i T K K P A t K K A t K K P t ααα-=-====∑∑其中:K i 和K j ` 分别是出行产生区和出行吸引区的常数。
他们对所有i-j 对分区的乘积,保证模型矩阵中行的总和与列的总和与调查矩阵中行的总和与列的总和都对应相等。
区间阻抗函数f(t ij )采用幂函数形式,即为t αij ,在本次计算过程中,阻抗函数只与距离有关。
计算过程中,当有两条以上道路可以到达目的地时,我们选取其中最短的一条作为两个小区之间的阻抗函数。
根据统计结果,A 、B 之间没有出行交通量,不发生产生吸引关系。
表2-4小区间距离矩阵通过调查得到的2005年高峰小时小区之间客货交换的交通量如下:表2-5调查OD 矩阵注:其中客货分别占50%。
2.2.2 标定参数第一步:令α = 1 ,先假设K`j = 1,计算K i 表2-6已知前面得到的出行产生系数Ki ,计算Kj : 表2-7第一遍迭代结束。
开始第二遍迭代,将前面得到的Kj值代入公式求Ki:表2-8已知前面得到的出行产生系数Ki,计算Kj:表2-9第二遍迭代结束。
开始第三遍迭代,将前面得到的Kj值代入公式求Ki:表2-10已知前面得到的Ki,计算Kj:表2-11第三遍迭代结束。
开始第四遍迭代,将前面得到的Kj值代入公式求Ki:表2-12已知前面得到的Ki ,计算Kj :表2-13第四遍迭代结束。
通过比较第三遍迭代结果和第四遍迭代结果,二者完全相同,这样就达到了收敛。
计算得到的平衡系数为:表2-142.2.3 计算模型OD将计算出的参数代入原约束方程,计算矩阵:'ˆ/ij i j i j ijT K K P A t α=2005年得交通量经过重力模型调整以后,其结果如下:表2-15调查的平均出行长度:L =(180×58.7+520×35.6+320×32.3+380×44.3)×2/2800 = 40.18km模型的平均出行长度:L = (186×58.7+514×35.6+314×32.3+386×44.3)×2/2800 = 40.33km二者相差在0.3%范围内,所以是满足要求的。
2.2.4 重力模型验证χ2检验是交通工程中使用较多的一种方法。
χ2 = [(186-180)2 /180 +(520-514)2/520 + (314-320)2/320 + (386-380)2/380]×2 = 0.813 DF = 8-1 = 7我们取可信度为95%,则:α= 100%-95% = 5%查表3-3-6,得ρ2 = 14.07 ,0.813<14.07,故该模型是一个拟合良好的模型。
2.2.5 推算未来OD未来交通量的出行产生系数Ki和吸引系数Kj的迭代方法与2005年现状的方法相同,在迭代四次以后达到收敛。
表2-16平衡系数计算得到2020年每个小区之间的交换交通量为:表2-172.3 交通方式划分本章节仅讨论私人交通,所有交通出行均是私人交通。
2.4 交通量分配交通量分配到各条线路上时,存在多种不同的方法,这里我们采用全有全无分配模型。
2.4.1 在3-5处修建越江线全有全无分配中,采用最短路径法进行分配。
由一直路网图,可以分别得出最短路径:A-C : 1-4-3-5 交通量:549pcu/h C-A : 5-3-4-1 交通量:549pcu/h 全长为58.6kmA-D :1-4-3-5-6 交通量:1524pcu/h D-A :6-5-3-4-1 交通量1524pcu/h 全长为84.3kmB-C : 2-3-5 交通量:931pcu/h C-B : 5-3-2 交通量:931pcu/h 全长为32.3kmB-D : 2-3-5-6 交通量:1142pcu/h D-B :6-5-3-2 交通量:1142pcu/h 全长为57.9km道路交通容量情况为:表2-18在考虑到最短路径分配法以及道路车道容量后,对每条路径的流量进行计算,得出的交通量情况如下图:图2-3整个道路的平均行车距离为:L =( 2073×26.5+2073×23.5+2073×23.6+4146×8.7+2666×25.6)/8292 = 30.98km表2-19不考虑道路容量的要求以及其他人为因素的情况下,运用全有全无分配法将交通量分配到最短路径上。
上表的路段中的3-5属于越江线,全长8.7km,预测2020年的高峰小时流量时,需要越江的车辆总数是4146pcu/h,如果按照目前的双向两车道,无论将越江线修在哪里,都会发生严重的拥堵,越江线无法满足道路交通量的需求。
分析各条道路的饱和度,我们发现:路径1-4、2-3、3-4的饱和度刚刚超过一半,道路运行状况非常良好,服务水平很高。
分析发现2-4的快速路的饱和度为0,造成这方面的原因主要是路径2-3运行效率很高,如果选择2-4路径,那么必然会造成很大的绕行距离,反而得不偿失。
分析路段5-6发现,饱和度已经达到了74.1%,该道路本身为高速道路,如果车辆数过多的话,车辆不但无法高速通行,还可能造成严重的交通事故。