運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、南通大學(xué)交通學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程名稱運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)院交通學(xué)院專業(yè)班交通運(yùn)輸年級(jí)121學(xué)生姓名李前程學(xué)號(hào)課程老師陶懷仁、毛霖開課時(shí)間2014至2015學(xué)年第1學(xué)期總成績(jī)一、課程設(shè)計(jì)目的和意義運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是交通運(yùn)輸專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課，學(xué)生在掌握運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的理論知識(shí)之后，在本課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行模擬規(guī)劃訓(xùn)練，初步掌握運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的基本方法和實(shí)施步驟。二、課程設(shè)計(jì)時(shí)間本課程設(shè)計(jì)時(shí)間為第19個(gè)教學(xué)周，共歷時(shí)1周。三、課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：采用運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論中較成熟的“四階段法”（運(yùn)輸需求預(yù)測(cè)、運(yùn)輸需求分布、運(yùn)輸方式選擇，交通網(wǎng)絡(luò)分配）

2、，以某地區(qū)的運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)為載體，進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，以達(dá)到熟練應(yīng)用相關(guān)理論進(jìn)行規(guī)劃的目的。四、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟與具體過程本次課程設(shè)計(jì)對(duì)某地區(qū)以2013年為基年，2020年為規(guī)劃年，對(duì)2020年道路網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)理論與實(shí)踐相結(jié)合的原理，將該地區(qū)劃分為7個(gè)交通小區(qū)如圖1所示，基年的道路網(wǎng)分布如圖2所示。圖1某地區(qū)的交通小區(qū)劃分示意圖圖2基年某地區(qū)的道路網(wǎng)分布圖（比例尺1：500,000）（一）社會(huì)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)已知該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口規(guī)模的歷史數(shù)據(jù)如表1;表1該區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口規(guī)模歷史數(shù)據(jù)2002200320042005200620072008200920102011201

3、22013GDP（億元）489人口（萬人）根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪制出該地區(qū)已知各年份的GDP與人口數(shù)據(jù)折線趨勢(shì)圖，如圖3.圖4。圖3某地區(qū)各年份GDP增長(zhǎng)折線趨勢(shì)圖圖4某地區(qū)各年份人口增長(zhǎng)折線趨勢(shì)圖根據(jù)兩幅折線趨勢(shì)圖可以看出該地區(qū)各年份的GDP及人口的大致增長(zhǎng)趨勢(shì)，再根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計(jì)算出各年的增長(zhǎng)率，處理后的數(shù)據(jù)如表2。表2該區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口規(guī)模歷史數(shù)據(jù)處理表格200220032004200520062007200820092010201120122013平均值GDP489（億元）各年增長(zhǎng)率人口（萬人）各年增長(zhǎng)率由處理后的數(shù)據(jù)表可以得出該地區(qū)的GDP平均增長(zhǎng)率為17%,人口增長(zhǎng)率為4%,通過公式N-

4、年份PGDP或人口增長(zhǎng)率可以得出：根據(jù)2002年-2013年該地區(qū)的GDP與人口平均增長(zhǎng)率，通過計(jì)算可預(yù)測(cè)出2020年該地區(qū)的GDP大約為億元，人口大約為萬人。（二）出行生成預(yù)測(cè)調(diào)查得出該地區(qū)現(xiàn)狀OD分布矩陣如表3,采用增長(zhǎng)率法預(yù)測(cè)每個(gè)交通小區(qū)的出行產(chǎn)生量和出行吸引量。表3現(xiàn)狀OD分布矩陣尸、123456710298684314523541237371793621986032162541665020561152253143104536580130275613054629356416834718201749312810925218998431653346086932030247546148756

5、98833252433401527141317685176842888139392205284E756024300715512152766114306567087867,思想方法：交通生成預(yù)測(cè)市交通需求四階段預(yù)測(cè)中的第一階段，是交通需求分析工作中最基本的部分之一，其目標(biāo)是求得各個(gè)對(duì)象地區(qū)的交通需求總量，即交通生成量，進(jìn)而在總量的約束下，求個(gè)小區(qū)的發(fā)生與吸引交通量。交通生成總量的預(yù)測(cè)方法主要有原單位法、增長(zhǎng)率法、交叉分類法和函數(shù)法。除此之外還有利用研究對(duì)象地區(qū)過去的交通量或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的趨勢(shì)法和回歸分析等方法。利用各小區(qū)發(fā)生量/總發(fā)生量的比例系數(shù)和2020年預(yù)測(cè)人口/2013年預(yù)測(cè)人口的比例系數(shù)的

6、加權(quán)比例對(duì)未來各小區(qū)的人數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并用總量控制法進(jìn)行調(diào)整。利用各小區(qū)吸引量/總吸引量的比例系數(shù)和2020年GDP/2013年GDP的比例系數(shù)的加權(quán)比例對(duì)未來各小區(qū)的GDP總值進(jìn)行預(yù)測(cè)，并用總量控制法進(jìn)行調(diào)整。增長(zhǎng)率法是用其他指標(biāo)的增長(zhǎng)率乘以原單位求出將來生成交通量的方法。式中Fi-發(fā)生于吸引交通量的增長(zhǎng)率，其計(jì)算公式為：其中119.621805.25,601.5。聯(lián)系公式，由表一數(shù)據(jù)可得=1.32,=/2.2890.9119.6290.9再根據(jù)公式得到表4采用增長(zhǎng)函數(shù)法和重力模型法對(duì)2020年各小區(qū)之間的交通分布進(jìn)行預(yù)測(cè)。各小區(qū)之間的交通阻抗采用各小區(qū)重心之間的直線距。1 .思想方法：交通分

7、布預(yù)測(cè)是交通規(guī)劃四階段預(yù)測(cè)模型的第二步，是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測(cè)獲得的各小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成小區(qū)之間的空間OD量，即OD矩陣。本報(bào)告中對(duì)交通分布的預(yù)測(cè)采用增長(zhǎng)系數(shù)法中的平均增長(zhǎng)系數(shù)法。在交通分布預(yù)測(cè)中，增長(zhǎng)系數(shù)法的原理是，假設(shè)在現(xiàn)狀交通分布量給定的情況下，預(yù)測(cè)將來的交通分布量。利用平均增長(zhǎng)系數(shù)法對(duì)2020年各小區(qū)之間的交通分布進(jìn)行預(yù)測(cè)：2 .計(jì)算過程：(1)求發(fā)生交通量增長(zhǎng)系數(shù)F0oi和吸引交通量增長(zhǎng)系數(shù)F0DjF0O1=U1/O01=22756/7560=F0D1=V1/D01=23887/7936=F0O1=U2/O02=F0D1=V2/D02=F0O1=U3/O03=F0D1=V3/D0

8、3=F0O1=U4/O04=F0D1=V4/D04=F0O1=U5/O05=F0D1=V5/D05=F0O1=U6/O06=F0D1=V6/D06=F0O1=U7/O07=F0D1=V7/D07=第一次近似：qij1=qij0*(F00i+F0Dj)/2如表5所示:表5第一次近似0D分布矩陣1234567E10898825374367086372311172388725978096807655011761893468761953314511011039182963928139128162450610445480524280385328756589296274976104102616661107

9、451064476171512507759130450459642534720625322128826541932775015905E2275673143215373657832604306117067264480(3)重新計(jì)算F10i和F1DjF1oi=Ui/O1i=26958/27199=F1di=Vi/D11=28859/28858=F1oi=U2/O12=F1D1=V2/D12=F1O1=U3/O13=F1D1=V3/D13=F1O1=U4/O14=F1D1=V4/D14=F1O1=U5/O15=F1D1=V5/D15=F1O1=U6/O16=F1D1=V6/D16=F1O1=U7/O

10、17=F1D1=V7/D17=(4)收斂判定由于F1Oi和F1Dj系數(shù)均小于3%的誤差，因此不需要繼續(xù)迭代。上表即位平均增長(zhǎng)系數(shù)法所求2020分布交通量。(四)交通方式選擇換算基礎(chǔ)資料：交通方式劃分是四階段法中的第三個(gè)階段。所謂交通方式劃分就是出行者出行時(shí)選擇交通工具的比例，它以居民出行調(diào)查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究人們出行時(shí)的交通方式選擇行為，建立模型從而預(yù)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施或交通服務(wù)水平等條件變化時(shí)交通方式間交通需求的變化。車型折算系數(shù)荷載及功率備注機(jī)動(dòng)車汽車小客車額定座位W19H大客車額定座位19座小型貨車載質(zhì)里02噸中型貨車2噸載質(zhì)量W7噸包括吊車大型貨車7噸載質(zhì)量&14噸特大型貨車載質(zhì)里14

11、噸拖掛車包括半掛車、平板拖車集裝箱車摩托車包括輕騎、載貨摩托車及載貨（客）機(jī)動(dòng)三輪車等拖拉機(jī)非機(jī)動(dòng)車人畜力車畜力車人力車包括人力三輪車、手推車自行車包括助動(dòng)車表6車型分類及車輛折算系數(shù)注：交通量換算采用小客車為標(biāo)準(zhǔn)車型各小區(qū)之間交通分布見表7。表7各種出行方式相關(guān)數(shù)據(jù)出行方式步行自行車公交車出租車城市快軌單位班車單位小汽車私家車百分比（%）均單車載客量（人）1504304044滿載率100%80%75%80%51%40%36%折算系數(shù)按照提供的出行比例等相關(guān)數(shù)據(jù)將出行轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)交通量，就是用總的出行次數(shù)乘以某種出行方式占總出行方式的百分比，除以單車載客量和滿載率，然后乘以其車輛折算系數(shù)，將不同

12、出行方式折算后的結(jié)果求和，即可得到轉(zhuǎn)化后的標(biāo)準(zhǔn)交通量公交車這算結(jié)果：%x50/80%二萬次/日出租車折算結(jié)果：X4/75%二萬次/日城市快軌折算結(jié)果：%X30/80%二萬次/日單位班車折算結(jié)果：%X40/51%二萬次/日單位小汽車折算結(jié)果：%X4/40%二萬次/日私家車折算結(jié)果：%X4/36%二萬次/日對(duì)各出行方式折算結(jié)果求和：+二萬次/日劃分結(jié)果：對(duì)不同小區(qū)之間的交通量進(jìn)行折算，得到結(jié)果如下表所示:表8折算后的OD分布矩陣"D-O123456710203040506390070（五）交通分配2020年道路網(wǎng)規(guī)劃月各交叉口進(jìn)行標(biāo)號(hào)，對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象:圖5基位瑜謳的道路網(wǎng)分布圖（比例

13、尺伏。0000）尸-0716127X圖6洛小叭之間的距離廣3/芯或B感那V'-j13鍵入56710110000210110003110010040100110500110016000100170000110表10鄰接目錄表iR(i)R(i,j)122,3231,3,433,1,2,5432,5,6533,4,7624,7725,6表11阻抗矩陣（阻抗見表13）Tj12345671027OOOOOOOO2270OOOOOO30OOOOOO48OO018OO58OO180OO6OOOOOOOO07OOOOOOOO0表12道路通行費(fèi)用道路類型設(shè)計(jì)車速（km/h）通行能力（pcu/h）V/C行

14、程車速（km/h）主干路N04000>34>26>15次干路>252000>20>14>9表13各路段車速及長(zhǎng)度路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7行程車速342014262014342014設(shè)計(jì)車速402525402525402525V/C路段長(zhǎng)度1816127道路交通阻抗函數(shù)（簡(jiǎn)稱路阻函數(shù)）是指路段行駛時(shí)間（交叉口延誤）與路段（交叉口）交通負(fù)荷之間的函數(shù)關(guān)系，是交通網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)。本報(bào)告中采用美國(guó)聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)模型對(duì)該區(qū)域內(nèi)道路交通阻抗進(jìn)行計(jì)算。其函數(shù)模型為：式中：t兩交叉口之間的路段行駛時(shí)間（min）；to交通量為0時(shí)，

15、兩交叉口之間的路段行駛時(shí)間（min）；V路段機(jī)動(dòng)車交通量（輛/h）;路段實(shí)用通行能力（輛Zh）；、一一參數(shù)，建議取0.15,4。根據(jù)已知條件對(duì)區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)路阻進(jìn)行計(jì)算，得到結(jié)果如下表所示。表14區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)路阻路段1-21-32-32-43-54-54-65-76-7to(min)2718t(min)容量限制法交通分配5。在本報(bào)告在圖6所示的交通網(wǎng)絡(luò)中，路段行駛見表13。預(yù)測(cè)OD矩陣見表各OD量作用點(diǎn)之間的最短路線可用尋找最短路的各種方法確定，中，最短路線如表所示。計(jì)算各路段的行駛時(shí)間。由所給表格可得第一級(jí)時(shí)間參數(shù)初始路阻to,如下圖所示:227確定最的各種方法確定,18鍵入6第一級(jí)時(shí)計(jì)算各最短路

16、線如表15所示:初始路阻,用點(diǎn)間的最45線可用尋找最短路表15最短路線表OD點(diǎn)對(duì)最短路線OD點(diǎn)對(duì)取短路線OD點(diǎn)對(duì)取短路線OD點(diǎn)對(duì)最短路線OD點(diǎn)對(duì)取短路線OD點(diǎn)對(duì)取短路線OD點(diǎn)對(duì)最短路線1-21-22-12-13-13-14-14-2-15-15-4-2-16-16-4-2-17-17-6-4-2-11-31-32-32-33-23-24-24-25-25-4-26-26-4-27-27-6-4-21-41-2-42-42-43-43-2-44-34-2-35-35-36-36-4-2-37-37-5-31-51-2-4-52-52-4-53-53-54-54-55-45-46-46-47-47

17、-6-41-61-2-4-62-62-4-63-63-2-4-64-64-65-65-4-66-56-4-57-57-51-71-2-4-6-72-72-4-6-73-73-5-74-74-6-75-75-76-76-77-67-6采用最短路徑（全有全無）分配方式在個(gè)OD點(diǎn)對(duì)最短路徑上分布，累加結(jié)果如下圖:1甩8最短路徑分布累加結(jié)果五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)我通過對(duì)交通狀況的研究，對(duì)交通運(yùn)輸規(guī)劃交通分配有了更多的理解，掌握了交通分配的主要知識(shí)和方法。讓我明白了交通網(wǎng)絡(luò)的概念對(duì)一個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的交通分配有利于合理配置當(dāng)?shù)氐慕煌ňW(wǎng)絡(luò)，才能使交通運(yùn)輸系統(tǒng)與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)等其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)

18、展，從而獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益，為當(dāng)?shù)貜V大人民群眾的生產(chǎn)和生活創(chuàng)造最有利的交通運(yùn)輸環(huán)境。這次課程設(shè)計(jì)增加了我的專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也豐富了我的生活閱歷。在此任務(wù)中也遇到一些問題和困難，但通過老師和朋友的幫助終于順利完成任務(wù)，在此我體會(huì)到團(tuán)隊(duì)力量的偉大，也明白了只有努力才能成功。最后通過這次設(shè)計(jì)同時(shí)也讓我發(fā)現(xiàn)了自己在這些方面存在很多不足的地方，我要繼續(xù)努力學(xué)好這方面的知識(shí)。一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，過程曲折，可謂一言難盡。在此期間我失落過，也曾一度熱情高漲，其中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴令我無比回味。通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我的動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的做法可不可以行得通，但實(shí)際實(shí)現(xiàn)不了。我覺得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們了解了很多并且對(duì)于設(shè)施規(guī)劃在實(shí)際中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)