《交通规划》PPT课件.ppt

2023/7/9,交通工程,目 录(contents),6-1 交通规划的定义、类型与程序6-2 交通规划的调查工作6-3 交通规划预测工作6-4 交通路网规划6-5 交通规划的评估与效益分析,2023/7/9,交通工程,6-1 交通规划的定义、类型与程序,交通规划指经过调查分析、预测未来的道路交通需求，规划道路网络，并加以实施和修正的全过程。交通规划通常包括：城市道路交通规划和区域公路网规划。,6-1-1 交通规划的定义,2023/7/9,交通工程,周王城规划的道路系统,2023/7/9,交通工程,唐长安城,2023/7/9,交通工程,宋东京（开封）城,2023/7/9,交通工程,清代北京道路系统,2023/7/9,交通工程,1669年重建伦敦方案,2023/7/9,交通工程,1812年纽约道路网图,2023/7/9,交通工程,1882年马塔提出的“带形城市”理论,2023/7/9,交通工程,城市局部地区分期建设带形发展模式,2023/7/9,交通工程,1898年霍华德田园城市道路网图,2023/7/9,交通工程,1901年嘎涅的“工业城市”道路规划方案,2023/7/9,交通工程,邻里单位示意图,“邻里单位”是20世纪初首先在美国产生的，是居住区的规划理论，其基本出发点一是以“邻里单位”为细胞来组织居住区，二是力图解决现代机动车交通对居民，特别是小学生上学的安全的影响。,2023/7/9,交通工程,双层城市交通系统,2023/7/9,交通工程,美国明尼阿波利斯的“空中步道”系统,2023/7/9,交通工程,马尔默“双层城市”交通系统,2023/7/9,交通工程,树枝状道路系统规划方案,2023/7/9,交通工程,海沃山人车分离道路系统,2023/7/9,交通工程,“有机疏散”交通规划模式,2023/7/9,交通工程,哈罗新城交通网络结构,2023/7/9,交通工程,Cumbernauld新城道路系统图,2023/7/9,交通工程,Runcorn新城道路交通系统,2023/7/9,交通工程,Milton Keynes新城道路网规划,2023/7/9,交通工程,1999年华盛顿城市交通指状发展图,2023/7/9,交通工程,上海都市规划（1949年5月）,2023/7/9,交通工程,2023/7/9,交通工程,按交通规划研究的地区范围不同,可以分国家级的交通运输规划、区域性交通运输规划和城市交通规划。按交通规划考虑的时限来分,有远景或远期战略规划(2050年)、中长期规划(1020年)、近期建设规划(10年以下，主要是35年)等。,6-1-2 交通规划的层次和类型,2023/7/9,交通工程,组织准备;制订目标:1)使旅客和货物具有适当的可动性,2)达到环境平衡;收集数据;分析预测;制订方案;评价和选择;连续规划：交通规划应该是一个动态过程。,6-1-3 交通规划的基本程序,2023/7/9,交通工程,6-2 交通规划的调查工作,6-2-1 社会经济调查,社会经济系统、运输设施服务系统和交通活动系统是运输系统分析的三个基本要素。交通规划的任务归根结底是要建立这三者之间的定性、定量关系,求得它们之间的协调与平衡发展。,社会经济调查是根据交通规划的需要,对所研究区域区的社会经济状况作全面的了解,收集各方面的基础资料。其任务按性质可分为综合社会经济调查和对某一固定的道路及大型构造物的个别社会经济调查。,2023/7/9,交通工程,行政区划、分区规划、隶属关系、管辖范围、影响区域等;人口(总数、分布、构成、增长等);土地利用(土地特征、建筑构成、开发程度、客货发生等);国民经济发展(国民收入、工农业总产值、生产和基建投资等);产业(产业结构、布局、资源、运量等);客货运量(运输量、运输周转量、各种方式所占的比重等);资金来源(国家投资、银行贷款、社会集资等);社会价值(时间价值、劳动力价值、美学景观价值、人文历史价值等)。,综合社会经济调查的内容主要包括:,2023/7/9,交通工程,6-2-2 交通设施及服务能力调查,交通设施和服务能力调查的目的是为了弄清区域内交通系统的供应状况,即系统的容量和服务水平。就道路交通而言,要收集下列一些基础数据:,道路网总体状况统计数据(总长度、总面积、密度、面积率、各级道路比重、质量等),如表6-1；路段状况统计(长度、面积、线形、等级,车道划分、分隔设施、路面质量,侧向、竖向净空等),如表6-2所示。公交线网设施状况统计(路线长度、经过区域、设站情况、车辆情况、服务人员等)。如表6-4所示。,2023/7/9,交通工程,6-2-3 交通实况调查,交通实况调查通常包括:起讫点调查、货物源流调查、公交运营调查、对外交通调查和路网交通流调查等内容。,1）起讫点调查,(1)概念：又称OD调查,是两个英文单词Orign(起点)和Destination(终点)的缩写。其目的是为了弄清所研究区域内人和货的交通特性,主要包括居民出行调查,流动人口出行调查等。(2)术语：起点、终点、出行（完成一个目的算一次出行）、境界线、期望线（连接各小区形心的直线）、核查线。,2023/7/9,交通工程,期望线,核查线,核查线为检查OD调查数据精度在调查区域内设置的分隔线,一般借用天然的或人工的障碍(河流、铁道等)。可设一条或多条,将调查区分隔成几个部分,用以观测穿越该线各道口的交通量,如图所示。,2023/7/9,交通工程,(3)OD调查方法,家访调查。对居住在调查区内的居民,进行抽样家访,由调查员当面了解该户中包括学龄儿童在内所有成员一日的出行情况。发表调查。一般用于机动车出行调查。将调查表由公安交警发至驾驶员手中,逐项填写。路边询问调查。在主要道路或城市出入口上设调查站,让车辆停下,询问该车的出行情况。公交月票调查。对购月票的公交乘客发表调查,了解月票使用者的出行情况。,2023/7/9,交通工程,2）货物源流调查,各单位的货物运人、运出量。调查日各交通区之间及各交通区与外地之间的货物来往量。各单位历年有关基础数据。,3）公交运营调查,公交线路断面流量调查。调查日公交线路总的运行情况调查。,2023/7/9,交通工程,6-3交通规划预测工作,6-3-1 概述,交通预测的任务是根据对历史的和现状的社会经济、交通供应及交通特征资料的分析研究推算规划年的交通需求。交通预测通常分四阶段进行:交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配。交通预测的方法和模型很多，这里只介绍预测建模的基本原理和一些最常用的方法或模型。,2023/7/9,交通工程,发生、吸引交通量与生成交通量的关系,2023/7/9,交通工程,交通需求,交通流重分布,道路及交叉口流量预测,交通网络质量评价,交通规划方案,车辆路径选择模拟,最短路交通分配容量限制交通分配多路径交通分配多路径-容量限制交通分配,调整交通管理措施,O-D矩阵,道路交通网络交通流重分布模拟,2023/7/9,交通工程,6-3-2 交通发生预测,交通发生预测的目的是建立分区产生的交通量与分区土地利用、社会经济特征等变量间的定量关系，推算规划年各分区所产生的交通量。因为一次出行有两个端点，所以我们要区别分析一个区生成的交通和吸引的交通。交通发生预测通常有两种方法:回归分析法和聚类分析法,这里着重介绍回归分析法:,Y=+X,式中:Y因变量；X自变量；,回归系数。,2023/7/9,交通工程,模型标定方法是数学上的最小二乘法:,模型标定方法是数学上的最小二乘法:,最后得出的回归方程为:,2023/7/9,交通工程,6-3-3 交通分布预测,交通分布预测的目的是根据现状OD分布量及各区因经济增长、土地开发而形成交通量的增长,来推算各区之间将来的交通分布。预测方法已有很多,大体上分为两类：一类是应用现状OD表来推算将来的OD表,这叫“增长率”法,常见的有均衡增长率法、平均增长法、福雷特法等数种。另一类是从现在的OD表选出一个重力模型,把这个重力模型作为推将来OD表的基础,这叫“重力模型”法。另外还有线性回归法、介入机会法等多种方法。,2023/7/9,交通工程,重力模型法考虑了区之间的交通分布受到地区间距离、运行时间、费用等的所有交通阻抗的影响。模拟物理学中的牛顿的万有引力定律：两物体间的引力与两物体的质量之积成正比，与它们之间距离的平方成反比。,1955Casey,其中，Oi，Dj小区i，j的发生与吸引交通量；R小区i，j间的距离或一般费用；k,系数。,2023/7/9,交通工程,模型式分子：产生分布交通量的能力，,通常称为潜能系数，一般在间取值；模型式分母：阻抗，为阻抗系数,表示道路建设水平指标。,在现状OD表已知的条件下，Oi,Dj,Rij和tij已知，k,可以用最小二乘法求得。对上式取对数:,2023/7/9,交通工程,对一般情况，k,都为未知数，用最小二乘法求得。即，,S.t.,阻抗系数,S.t.,2023/7/9,交通工程,交通阻力曲线的几种形式：指数函数：（1）幂函数：（2）组合函数：（3）n，：参数 单约束型B.P.R.模型,:出行调整系数,重力模型的特点：直观上容易理解；能考虑路网的变化；特定区的现有OD交通量为零时，也能预测；没有人的出行行为；内内交通量无法求出；操作方便。,2023/7/9,交通工程,6-3-4 交通方式划分预测,交通方式：1.城际间：铁路、公路、航空、水运、管道；2.城市范围：轨道（地铁、轻轨、独轨等）、水运、道路（行人、非机动车、摩托车、出租、公共电汽车、客车、货车）。,交通规划方式划分就是把总的交通量分配给各种交通方式。建立交通方式划分模型的依据观测到的交通方式划分、居民出行特征和各种交通方式的运营特性。,2023/7/9,交通工程,2023/7/9,交通工程,影响交通方式划分的因素：出行特性a出行目的 上班、上学出行：汽车利用率低、公共交通利用率高。业务出行：因需要在多客户处停留，装卸货物等，所以汽车利用率高、公共交通利用率低。自由出行：汽车(出租)利用率高。b出行距离 步行 1000km、高附加值货物 水运(内河)短途、捷径、观光 水运(近海、远洋)旅游、散货、低附加值货物。,2023/7/9,交通工程,交通服务水平 行驶时间、费用、等待时间、运到期限、舒适性、安全性、可靠性。行驶时间的可靠性 个人属性职业、年龄、性别、收入、驾照持有与否、汽车保有与否。业务员、推销员汽车使用率高，2040岁汽车利用率高，其它年龄段公共汽车利用率高，男性比女性汽车利用率高，收入高汽车利用率高。家庭属性 单身、夫妻、有否小孩、是否与老人同居。老人、小孩上医院机会多汽车利用机会增多。,2023/7/9,交通工程,地区特性 人口规模、交通设施水平、地形、气候等。城市规模大 交通设施水平高 公共汽车利用率高 山川、河流多 汽车、公共汽车利用率高 雨天、雪天 公共交通方式利用率高 停车设施 舒适性和便利性。区内人口密度 密度高 公共交通利用率高。,2023/7/9,交通工程,6-3-5 交通分配预测,分配交通量的直接目的是推求具有起讫点的交通,在网状图上究竟沿哪些线路运行,根据已知图上一定区间的交通量来鉴定网状图是否妥当。交通分配方法常用全有全无分配法（也称最短路径法），容量限制分配法，多路概率分配法等数种。,1.全有全无法（all or nothing method）,它是将OD交通需求沿最短经路一次分配到路网上去的方法，也被称为交通需求分配。顾名思义，全有（all）指将OD交通需求一次性地全部分配到最短径路上。全无（nothing）指对最短径路以外的径路不分配交通需求量。,2023/7/9,交通工程,最短路交通分配,A,B,100,100,100,出行量 T(A-B)=100辆,每一OD点对应的OD量被全部分配在连接该OD点对的最短线路上，其他道路上分配不到交通量。,2023/7/9,交通工程,2023/7/9,交通工程,2023/7/9,交通工程,2.容量限制分配法,容量限制分配是一种动态的交通分配方法，它考虑了路权（两交叉口间的出行时间）与交通负荷之间的关系，即考虑了交叉口、路段的通行能力限制，比较符合实际情况。容量限制分配有：1）容量限制增量加载分配 2）容量限制迭代平衡分配,2023/7/9,交通工程,容量限制增量加载分配,先将OD表中的每一个OD量分解成K部分，即将原OD表分解成K个OD表，然后分K次用最短路分配模型分配OD量，每次分配一个OD分表，并且每分配一次，路权修正一次，路权采用路阻函数修正，直到把K个OD分表全部分配到网络上。,2023/7/9,交通工程,容量限制交通分配,A,B,40+20,20,30+10,10,40,10,20+40,30+10,30,出行量T(A-B)=40+30+20+10,2023/7/9,交通工程,分配次序,K,分配次数K与每次的OD量分配率（）,2023/7/9,交通工程,容量限制迭代平衡分配,先假设网络中各路段流量为零，按零流量计算路权，并分配整个OD表，然后按分配流量计算路权，重新分配整个OD表，最后比较新分配的路段流量与原分配的路段流量，新计算的路权与原计算的路权，若两者比较接近，满足迭代精度要求，则停止迭代，获得最后的分配交通量。若不能满足迭代精度要求，则根据新分配的流量重新计算路权，重新分配，直到满足迭代精度。,2023/7/9,交通工程,迭代平衡分配的主要步骤如下：,用一般方法把交通表示为路网,以“零流量”路段行程时间开始；依次对每个起点分区计算通过路网的最短行程时间的通路；按全有全无分配模型,将起讫点的交通模式加到路网；计算分配到每条路段上的交通量；在流量与行程时间的关系式中,用分配给路段的交通量计算修改路段行程时间；按全有全无分配模型将原来起讫点的交通模式加到路网上,但要用由步骤得出的修整路网行程时间；返回到步骤，并继续直到分配的交通和结果的行程时间稳定为止。,2023/7/9,交通工程,多路径概率分配法,根据实际路线费用分布函数提出某条道路的运行费用,并假定出行者不知道所使用路线的实际费用。因此给出一个偏差值,调整出行者对这种道路运行费用判断的不精确性,尽可能将所有的出行均匀地分配到路网上为止。,A,B,30,P=0.3,P=0.5 50,P=0.2,20,T=100,2023/7/9,交通工程,考虑最短路、随机两因素,m,A,1,k,B,2023/7/9,交通工程,2023/7/9,交通工程,6-4交通规划与路网规划,6-4-1 制订路网规划方案的目的和原则,要有明确的目标和必要的前提；要有全局观点和发展眼光；要有工程经济观点；要有群众观点。,2023/7/9,交通工程,6-4-2 制订路网规划方案的程序,2023/7/9,交通工程,地区公路网规划的基本内容有：(1)客、货运资料的搜集与分析;(2)未来交通量的推算预测;(3)公路与土地利用的经济分析;(4)调查沿路土地利用的运量变化分析;(5)现有公路的调查分析；(6)拟建主要交叉口(平面和立体交叉口)类型选择与分析;(7)出入车道控制及交通用地分析；(8)路线服务设施的发展规划;(9)公路与铁路交叉口分析;10)高速公路规划;(11)公路的环境影响评估等。,6-4-3 路网规划的基本内容,2023/7/9,交通工程,6-5交通规划的评估与效益分析,6-5-1 交通规划方案的一般要求,充分性 规划方案必须在适当的原则下能为将来的客货运输需求提供充分的设施和服务。与总体规划的一致性 交通规划要与区域和城市发展的总体规划要适应和协调。与环境的一致性 交通规划方案必须与环境发展的目标相一致。可接受性规划方案财政可行性方案,2023/7/9,交通工程,6-5-2 交通规划的总体评价,2023/7/9,交通工程,6-5-3 交通规划方案的技术经济指标,1)相对规模指标,这类指标是将交通网络设施的长度,面积等与地区经济、用地、人口等相对比较,用可比的指标进行评估分析,如路网密度、道路面积率、人均道路面积等等。2)等级结构指标,是指交通网络系统中不同等级(标准)的交通设施的相对比重,如公剧网中高速公路、一级、二级、三级、四级公路所占的相对比重,城市道路网中,快速路、主干道次干道、支路所占的相对比重,公交系统中,轨道交通、公共汽车、小公共汽车、出租车线路、车数相对比重等。3)布局形态指标,主要包括公交线网的非直线系数,公路网中位点的吻合度,道路网的连接度等指标。4)投资费用指标,主要是指不同规划方案的投资费用大小,又可细分为工程直接费用,征用拆迁费用等。,2023/7/9,交通工程,6-5-4 交通规划方案的服务性及社会环境影响,交通系统的服务性能指标包括:交通设施的饱和度,人、货、车的运送速度,公交系统的准点率、候车时间、换乘次数和换乘时间、车内乘客人均享用的空间,乘车舒适度,交叉口的延误，交通系统的安全性等。社会环境影响包括，对历史文化遗产破坏、自然人文景观的损害、大气污染、噪声污染、社区分隔、生态环境恶化等等。,