交运交通运输工程课件道路交通规划.ppt
道 路 交 通 规 划,造成我国城市交通问题的原因是什么？,交通流的形成,影响因素,形成过程,城市规划,交通规划,交通管理,概述6-1 总体设计6-2 交通调查6-3 交通需求预测6-4 规划方案设计6-5 交通质量评价6-6 方案综合评价交通规划软件简介,概述,道路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规划目的使各种交通方式能协调发展、优势互补；使道路交通设施布局能产生最佳社会及经济效益；使人和货物的出行能方便、迅速、舒适、经济；使道路交通能适应社会经济发展的需要包括：城市道路交通规划和区域公路网规划等,层次和年限发展战略规划是长远的方向性规划，年限在20年以上综合交通规划着眼于整个交通网络，研究整个网络上各种线路、枢纽的定位与规模，以及这些建设项目的投建顺序，期限在520年交通近期建设规划近几年（15年）要动工的项目的具体方案规划,概述,城市道路交通规划的主要内容总体设计现状交通调查及分析交通需求发展预测规划方案设计规划方案评价规划方案调整与优化规划方案实施计划,概述,总体设计的主要内容建立工作机构确定指导思想及规划原则确定规划范围、规划层次、规划年限规划区域(直接规划区及间接影响区)的交通小区划分确定规划目标规划过程总体流程设计,6-1 总体设计,调查内容城市社会经济基础资料调查人口资料、国民经济指标、运输量、交通工具城市土地使用调查土地使用性质、就业、就学岗位数、商品销售额城市居民出行O-D调查城市流动人口出行O-D调查机动车出行O-D调查城市道路流量调查道路交通设施调查公交运营及线路客流调查货物源流调查,6-2 交通调查,内容社会经济发展预测经济发展预测人口发展预测劳动力资源与就业岗位预测学生人数与就学岗位预测客运交通需求预测货运交通需求预测,6-3 交通需求预测,四阶段模型出行生成(Trip Generation)通过对城市社会经济分析，预测各交通区的出行发生量及吸引量，即O-D矩阵中的行和及列和出行分布(Trip Distribution)将各交通小区的出行发生量及吸引量转换成各交通区之间O-D量，形成O-D矩阵方式划分(Modal Split)确定出行量中各交通方式所占比例交通分配(Traffic Assignment)把各出行方式的O-D矩阵分配到具体的交通网络上，产生道路交通量或公交线路乘客量,6-3 交通需求预测,出行生成的结果,出行分布的结果,出行分布的结果,方式划分的结果,客运交通需求发展预测居民出行生成预测居民出行产生预测居民出行吸引预测居民出行分布预测居民出行方式结构预测居民出行交通分配,6-3 交通需求预测,上班 上学 公务 购物 文体 访友 看病 回程 其他,上班+上学+回程=92.2%,某市居民出行目的分布,居民出行产生预测,6-3 交通需求预测,居民出行吸引预测,6-3 交通需求预测,居民出行分布预测已知Oi,Dj(i=1,2,n,j=1,2,n),求tij,6-3 交通需求预测,发生量,吸引量,出行生成总量,居民出行分布预测已知Oi,Dj(i=1,2,n,j=1,2,n),求tij,6-3 交通需求预测,发生量,吸引量,出行生成总量,现在OD表,目标OD表,增长系数法（Growth Factor Method）假定预测的O-D矩阵与先验的O-D矩阵具有基本相同的分布形式模型的计算解决了交通需求的增长及交通区之间的平衡简单、方便，但当交通源布局等有较大变化时，误差较大主要包括：平均增长系数法Fratar法Furness法,居民出行分布预测,假设在给定 的条件下，预测。,方法步骤：第1步 令计算次数m=0；第2步 给定现在OD表中、及将来OD表中的、第3步 求出各小区的发生与吸引交通量的增长系数,(1),(2),第4步 求第m+1次近似值,第5步 收敛判定,若满足上述条件，结束计算；反之，令m=m+1，返回到第2步,(3),(4),(5),(6),(7),平均增长率法：ij小区的分布交通量的增长率 使用i区发生量的增长率和j区吸引量增长率的平均值,同一增长率法：ij小区的分布交通量 的增长率 都使用出行生成总量的增长率，即：,根据式(3)函数不同，可以分为,底特律法(Detroit)：ij区间分布交通量的增长率与i区发生量和j区吸引量增长率之积成正比，与出行生成总量的增长率成反比，即,弗拉塔法(Frator)：ij区间分布交通量的增长率使用发生量误差修正量和吸引量误差修正量的组合平均值,修正增长系数迭代计算，直到增长系数接近于1,增长系数法-平均增长系数法,迭代计算，直到增长系数接近于1,增长系数法-Fratar法,迭代计算，直到增长系数接近于1,增长系数法-Furness法,重力模型法基本假定：交通区i到交通区j的O-D量与交通区i的出行产生量、交通区j的出行吸引量成正比，与交通区i和j之间的交通阻抗成反比与增长系数法相比，考虑的因素较全面，比较切合实际致命缺点是短程O-D量偏大主要包括：行程时间模型双约束重力模型,居民出行分布预测,迭代计算，直到增长系数接近于1,重力模型法-一般公式,迭代计算，直到增长系数接近于1,重力模型法-行程时间模型,一般有，迭代计算，直到增长系数接近于1,重力模型法-双约束重力模型,居民出行结构预测思路：宏观与微观结合，宏观指导微观在宏观上，考虑该城市现状居民出行方式结构及其内在原因，定性分析城市未来布局和规模变化趋势、交通系统建设发展趋势、居民出行方式选择决策趋势，并与同类城市进行比较，初步估计规划年城市交通结构可能的取值在微观上，根据该城市居民出行调查资料计算出不同距离下各种方式分担率，然后，考虑各交通方式特点、最价服务距离、不同交通方式之间竞争转移的可能以及居民出行选择行为心理等因素，对现状分担率进行修正，经若干次试算，使城市总体交通结构分布值落在第一步所估计的可能取值范围之内,6-3 交通需求预测,出行距离（公里）,出行量比例（%）,步行,自行车,机动车,城市道路网络规划道路交通设施规划（停车场）公交线网布局规划,6-4 规划方案设计,一般原则应满足客、货车流、人流的安全畅通应综合考虑城市相关功能，使之相互协调应功能明确、系统清晰、不同等级道路相互配合应成环成网，防止断头、堵口或卡口应考虑今后城市用地的扩张、交通结构的变化和快速交通的要求应与城市出入口、区域公路网有良好的配合应留有发展的余地,城市道路网络规划,网络布局方格网式（棋盘式）环形放射式自由式混合式,城市道路网络规划,道路类型快速路（快速干道）主干路（城市主干道）次干路（交通性次干道、生活性次干道）支路（城市一般道路或地方性道路）各类道路的规划各类道路之间的级配,城市道路网络规划,各类道路的规划快速路：应设置中间隔离设施，分隔对向车流。两侧不应设置吸引大量车流和人流的公共建筑出入口，两旁的视野要开阔，部分路段可采用高架的形式主干路：机动车、非机动车要分流，交叉口之间的分隔带要尽量连续，两侧不应设置吸引大量车流和人流的公共建筑出入口次干路和支路：两侧可以设置吸引大量车流和人流的公共建筑、机动车和非机动车的停车场、公交站点和出租车服务站。支路两侧还可以设沿街商店,城市道路网络规划,各类道路之间的级配并非是快速路、主干路越多越好,城市道路网络规划,停车场的分类按停放车辆的类型分机动车停车场非机动车停车场按停车场服务对象分专用停车场公共停车场按停车场地的使用分临时停车场固定停车场按停车用地性质分路内停车场路外停车场,停车场规划,停车调查内容停车设施供应调查：容量、地点和位置等车辆停放实况调查：停车数量、平均停车时间等调查的方法连续式调查间隙式调查询问式调查,停车场规划,停车场的规划城市总体规划阶段规划容量用地布局城市详细规划阶段规划容量用地布局,停车场规划,停车场的设计确定设计车型车辆进出车位方式和停放方式前进式、后退式停车平行式、垂直式、斜列式停放停车带和通道的宽度及单位停车面积停车场通道（包括出入口）的几何要素设计停车场内的交通组织停车场的竖向设计,停车场规划,城市道路网络计算机处理道路交通阻抗分析道路网络交通分配交通负荷及服务水平分析,6-5 交通质量评价,城市道路网络计算机处理,抽象的网络图,邻接目录表,道路交通阻抗分析,指路段行驶时间（交叉口延误）与路段（交叉口）交通负荷之间的函数关系路段阻抗函数交叉口延误,道路交通阻抗分析-路段阻抗函数,美国联邦公路局路阻函数模型,速度 道路车辆速度、行驶时间预测 畅行车流 正常车流 拥挤车流 交通负荷,路段阻抗,T=f(V/C),时间,道路交通阻抗分析-交叉口延误,信号交叉口各进口的平均延误可根据修正的韦伯斯特公式计算：无控、环交、立交三类交叉口的延误，应根据交通量的大小与信号交叉口延误对比分析,交叉口延误预测 延误 D 交通负荷,交叉口阻抗,道路网络交通分配,交通分配就是把各种出行方式的空间OD量分配到具体的交通网络上平衡交通分配模型满足WARDROP第一原理（用户平衡原理）：网络上的交通以这样一种方式分布，使得任意OD对之间的所有被利用的路径具有相同的最小费用，而其余所有未被利用路径的费用则大于或等于此最小费用非平衡交通分配模型,道路网络交通分配,非平衡模型最短路（全有全无）分配容量限制分配多路径分配容量限制多路径分配,道路网络交通分配最短路分配,在分配中，取路权（两交叉口间的出行时间）为常数，即假设车辆的路段行驶车速、交叉口延误不受路段、交叉口交通负荷的影响。每一OD点对间的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优点：计算简便缺点：出行量分布不均匀,最短路交通分配,A,B,100,100,100,出行量 T(A-B)=100辆,道路网络交通分配容量限制分配,考虑了路权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,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,分配次序,K,分配次数K与每次的OD量分配率（）,道路网络交通分配多路径分配,出行者希望选择最短路、出行者在选择出行线路时带有随机性，因此，各出行线路被选用的概率可用LOGIT路径选择模型计算能较好地反映路径选择过程中的最短路因素及随机因素,多路径交通分配,A,B,30,P=0.3,P=0.5 50,P=0.2,20,T=100,道路网络交通分配 容量限制多路径分配,在多路径基础上考虑了路权与交通负荷之间的关系及交叉口、路段通行能力的限制先将原OD表分解成K个OD表，然后分K次用多路径分配模型分配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,道路网络交通分配方法比较,一般来说，有迭代方法优于无迭代方法，多路径型方法优于最短路径型方法无迭代分配方法仅适用于非拥挤型交通网络(如公路网、城市交通网络的非高峰小时交通分配及全日交通分配)有迭代分配方法适用于任何交通网络，特别适用于拥挤网络(如公路网、城市交通网络的高峰小时交通分配)但对于非拥挤交通网络，迭代模型中的通行能力限制条件失去控制作用，其分配结果与无迭代方法接近,交通负荷及服务水平分析,交通负荷（V/C比）分析服务水平分析。衡量城市道路服务水平的最主要指标是V/C比：A级：V/C 小于0.4，畅行车流B级：V/C=0.40.6，稳定车流（延误小）C级：V/C=0.60.75，稳定车流（延误大）D级：V/C=0.750.9，接近不稳定车流 E级：V/C=0.91.0，不稳定车流 F级：V/C 大于1.0，强制车流,评价原则科学性原则可比性原则综合性原则可行性原则经济效益评价技术性能评价网络总体性能线路或结点性能社会环境影响评价,6-6 方案综合评价,交通规划软件简介,TRIPS,TRIPS是英国MVA交通咨询公司的交通规划软件包,主要有三大模块TRIPS管理器、TRIPS图形和TRIPS帮助构成。其中，TRIPS管理器用流程图的形式来组织建模过程；TRIPS图形用来建立道路和公交网络，探求模拟结果；TRIPS帮助则向用户提供模型运作各层次所需的文档介绍。TRIPS软件内置的主要交通模型有需求模型、道路网模型、公共交通模型和矩阵估算模型等。已升级到Cube，由Citilabs和MVA联合开发,EMME/2,EMME/2最初由加拿大的Montreal大学交通研究中心开发，后为INRO咨询公司继承。该系统为用户提供了一套内容丰富、可进行多种选择的需求分析及网络分析与评价模型。EMME/2的交通分配模型包括路段子区域模型、变需求分配模型、分级分配模型、出行特性模型、可选择HOV车道和重型车辆模型等。对公共交通分配提供了不少的模型和分析工具，可以对公共交通的各种出行方式进行专门分析。另外提供比较强大的矩阵运算工具、图形功能以及宏定义功能。,TransCAD,TransCAD是美国Caliper公司开发的专供交通需求分析的GIS-T软件。它既具有一般GIS的功能，又能够对交通问题提供空间决策支持系统的功能。TransCAD系统结构包括数据库管理系统、模型库管理系统、图形与报告输出系统，以及用户界面等。决策者与系统任一模块可以直接或间接地相互起作用，这种相互作用在反复求解的过程中实现，系统输出将模型解或数据库查询的结果以图形和表格的形式提供给决策者考察。,TRANPLAN,TRANPLAN是一个比较完整的交通规划程序集，基于传统的四步骤模型，可用于公路和城市道路规划，是美国UAG公司的产品。TRANPLAN的工作基于“批处理”机制,把交通模型、分析工具、图表功能等定义为独立的函数，用户必须创建函数控制文件调用这些函数，把输入数据和交通模型以及参数组织为特定的工作流程，让TRANPLAN根据函数控制文件批处理执行，运行过程中通过消息/报告文件告知软件运行的状态，最后的输出结果通过各种文件、数据库表格和图表表现。,TranSolution,TranSolution是由建设部城市交通工程技术中心主持开发的GIS支持下城市交通需求分析系统软件。主要框架包括桌面系统软件、交通GIS管理模块、GIS组件、交通分析组件部分。GIS组件包含了GIS空间分析技术的核心算法，交通分析组件将常用的交通分析算法集成其中，交通GIS管理模块建立了GIS和交通需求分析的紧密联系，支持强大、灵活的分析功能，桌面系统软件提供了方便、直观的用户界面。,TranStar,交通网络系统交通分析软件“交运之星TranStar”(Transportation Network Systems Traffic Analysis Software)。该软件是东南大学交通学院以王炜教授为主的交通工作者在十多年的科学研究成果的基础上开发而成的，是国内唯一商品化的同类软件。迄今为止，“交运之星TranStar”有三个版本：交通管理版、城市交通版、公路交通版。三个版本的功能侧重点有所不同，但软件结构基本相同，均由以下四大部分所组成：交通网络基础数据库的建立、交通需求分析及预测、网络交通分析与评价、交通网络信息图形分析,交通规划展望,交通调查的新方法与新技术 对短期交通问题的对策，如自行车停车问题，地区交通问题，公共交通的票价和运行间隔问题等 既往的调查费时、费工、需要巨额资金个人的意识调查，如新路或轻轨建成以后利用与否，票价提高之后利用与否等意识数据改变以往的调查方法，利用高新技术产品进行交通调查,如数据挖掘技术,交通规划展望,交通需求预测的新方法非集计模型分析单位是个人，对调查得到的数据不进行统计处理，而是引入效用理论、概率论的方法进行直接分析基于活动的建模(activity-based modeling)从详细分析人的行动的立场出发，将包括交通在内的行动放在人的活动的大范围内动态交通分析考虑时变因素,
