第6章交通规划(交通工程学)ppt课件.ppt

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1、交通工程学（第6章 交通规划）,6.1 概述 6.2 交通规划的指导思想6.3 交通规划调查的内容 6.4 交通规划的预测 6.5 城市道路网规划 6.6 公路网规划 6.7 交通规划的评价,第6章 交通规划,6.1.1 交通规划的定义 6.1.2 交通规划的目的 6.1.3 交通规划的内容与方法,6.1 交通规划的目的内容与方法,6.1.1 交通规划的定义,确定目标与设计、达到目标的策略和行动的过程。,确定交通目标与设计、达到交通目标的策略和行动的过程。,（1）规划,（2）交通规划(Traffic/Transportation Planning),以土地利用规划为基础，经过调查分析，预测未来

2、的交通需求，规划道路交通网络，并加以实施和滚动调整控制的全过程。,（3）城市交通规划,新理念的运用：人性化交通系统的规划与建设、绿色交通的建设等；现代城市与社会条件的考虑：现代化生活条件；信息化社会；可靠性与抗灾减灾等； 现代高新技术的运用：GIS/GPS/GSM以及建模技术与优化计算技术和诸多交通规划工具等。,6.1.1 交通规划的定义（续）,（4）现代交通规划的基本概念,6.1.1 交通规划 的定义（续）,协和的交通 交通与环境的协和（生态的、心理的）； 交通与未来的协和（适应于未来发展）； 交通与社会的协和（安全、以人为本）； 交通与资源的协和（以最小的代价或最小的资源维持协和的交通）。

3、 改善交通的新理念 TSMTDM ITS 绿色交通（新规划、新管理）。,（5）改善城市交通新理念绿色交通,追求交通效率、安全、协和,6.1.2 交通规划的目的内容与方法,旅客和货物具有适当的可达性达到环境平衡,（1）总体目标,6.1.3 交通规划的内容与方法,某城市道路交通规划总体流程图,6.2交通规划的指导思想,战略发展的观点：广泛适应性、长久连续性系统的观点:从全局整体出发全面综合分析定性分析与定量分析相结合节约土地的观点,6.3.1 社会经济调查 6.3.2 交通设施调查 6.3.3 交通实况调查6.3.4 OD调查,6.3 交通规划调查的内容,区域位置：行政区划、分区规划、隶属关系、管

4、辖范围、影响区域等；土地利用：土地特征、建筑构成、开发程度、客货发生等；人口资料：城市人口总量及交通区分布、年龄结构、性别结构、职业结构、出生率、死亡率、增长率等；国民经济指标：国民收入、各行业产值、人均收入、产业结构、生产和基建投资等；运输量：客货运量(运输量、运输周转量、各种方式所占的比重等)。,6.3.1 社会经济调查,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)；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)；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)；停车场状况统计（停车场的形式和

5、分布）。,6.3.2 交通设施调查,OD调查：居民出行OD调查、机动车出行OD调查、货物源流调查；路网交通流调查；对外交通调查；公交运营及线路客流调查；服务能力调查； 交通阻塞状况调查； 交通安全情况调查； 交通环境情况调查； 特殊交通情况调查； 交通便捷性情况调查等。,6.3.3 交通实况调查,出行：人车货从出发地到目的地移动的全过程。 完成一个目的算一次出行。出行的三个基本属性(两个端点、出行目的、采用一种或几种交通方式) 起点：一次出行的出发点。讫点：一次出行的目的地。出行端点：出行的起讫点的总称，每次出行必有且仅有两个端点。 境内出行：起讫点皆在调查区范围内的出行。 过境出行：起讫点皆

6、在调查区范围外的出行。区内出行：调查区分成若干小区后，起讫点皆在一个小区内的出行。区间出行：调查区分成若干小区后，起讫点分别位于不同小区内的出行。,6.3.4 OD调查与分析,（1）OD调查基本概念,小区形心：代表同一小区内所有出行端点的的某一集中点，是该小区交通流的中心点，不是该小区几何面积的重心。 期望线：连接各小区形心间的直线，是交通区之间的最短出行距离，其宽度表示交通区之间出行的次数。 OD表：表示起讫点调查或预测成果的表格。调查区境界线：包围全部调查区域的一条假想线。查核线：为了校核OD调查成果精度而在调查区内部按天然或人工障碍设定的调查线（根据需要可能有多条线），其沿线断面通过的交

7、通量可作为查核用。,6.3.3 OD调查与分析（续）,（1）OD调查基本概念, 调查内容客流OD调查：起讫分布、出行目的、出行方式、出行时间、出行距离、出行次数等； 货流OD调查：货源点与吸引点分布、货流分类数量、货运方式等。车辆OD调查：车辆类型、起讫点分布、载客（货）量、出行距离、出行时间等。 调查步骤：资料准备、划线分区、确定抽样率、人员培训、制定计划、典型实验、实地调查、数据处理。,6.3.3 OD调查与分析（续）,（2）调查内容和步骤,6.3.3 OD调查与分析（续）,（3）分区的原则,交通分区是结合调查和规划后续阶段的研究统盘考虑的。分区太细、太多，会使分析难度加大；分区太粗、太少

8、则会影响抽样精度，且产生不求实际的出行端点和出行线路。分区内应有一种主要的土地使用性质； 分区内居民出行特征应尽量一致；分区尽量配合行政规划；尽量迁就自然或人空界限；尽量不要以主要干道作为分界线。,6.3.3 OD调查与分析（续）,（3）抽样率与抽样方法的确定, 抽样率的影响因素 母体数量：母体越大，抽样率越小； 调查对向的复杂程度：对向越复杂，抽样率越大； 调查分析的目标：目标越多，抽样率越大。 抽样率的确定 公式法：利用试调查或其它城市或区域已经拥有的OD调查资料，考虑调查对象的母体数量、调查统计分析的目标以及抽样的方法，用数理统计的原理，通过分析抽样的误差确定； 经验法：参照国内外的经验

9、确定,6.3.3 OD调查与分析（续）,（3）抽样率与抽样方法的确定, 抽样方法 简单随机抽样：从总体中选择出抽样单位，使每一个抽样单位在抽样中都具有等同的被抽取的机会。 顺序抽样（等距抽样）：在总体中以相同间隔的方式，选定相应单位作为抽取样本的抽样方法。 分层随机抽样：根据某些特定的特征，将母体分为若干个类型（分层、亚群），然后在分层中作随机抽样。 整群抽样：从母体中成群成组地抽取样本的方法。样本的选取通常以空间或地理特征为依据进行编组（分群）。,家访调查：广泛宣传、依靠当地各级组织。发（收）表调查：表格应易于理解，为提高回收率应采取措施，行政的、奖励措施等，特别适应于驾驶员的调查。路边询问

10、调查：抽样调查、流量调查（同步），交通警察的配合很重要。明信片调查：工作出行调查：车牌照调查：运输集散点调查：公交线路乘客调查：电话询问调查：境界出入调查：,6.3.3 OD调查与分析（续）,（4）调查方法,OD表交通发生与吸引统计图、期望线图相关曲线图：出行时间、出行距离、出行方式分布图等,6.3.3 OD调查与分析（续）,（5）OD调查成果整理分析,各区出行生成量图,居民出行期望图,分区出行方式图,分区出行目的图,出行平均时长图,出行时段分布图,6.4.1 概述6.4.2 交通生成预测 6.4.3 交通分布预测 6.4.4 交通方式划分预测6.4.5 交通分配预测,6.4 交通规划的预测,

11、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。 交通规划预测主要包括城市社会经济发展预测和城市交通需求发展预测。,（1）交通规划预测的概念,交通需求预测常采用的方法是“四阶段”预测模型，即把交通需求预测过程分为四个阶段：交通生成、交通分布、交通方式划分和交通分配。,（2）四阶段预测,6.3.1 概述（续）,常规“四阶段”预测模型,交通生成：通过对城市社会经济资料（人口、土地利用性质等）的分析，预测各交通区的出行发生量及出行吸引量，即OD矩阵中的行和列和。主要预测方法： 产生率（吸引率）：由OD调查统计得出的单位出行量，次/

12、户、次/人等； 回归发生模型：运用出行产生量与相关影响指标之间的回归关系预测交通发生的模型。,6.3.2 交通生成预测,（1）交通生成的概念,回归分析法是一种统计学方法，根据对因变量与一个或多个自变量的统计分析，建立自变和因变量之间的相互关系，最简单的情况是一元回归分析，其一般式为: Y=+X 式中:Y一因变量；X一自变量；、B一回归系数。,6.3.2 交通生成预测（续）,（2）回归分析法,例：无锡市的居民出行发生量预测模型 （按出行目的进行分类）：,6.3.2 交通生成预测（续）,（2）回归分析法,类别生成率法是考虑对交通产生或吸引影响较大的某些因素，由这些因素组合成有不同生成率的类别，根据

13、现状调查资料、统计不同类别单位指标的交通产生、吸引量，进而进行交通生成预测。,6.3.2 交通生成预测（续）,（3）类别生成率法,例：某大街新建2000m2的电影院和1000m2的商店各一座，试估算大街新增多少交通量？已知电影院和商店的吸引率分别为32 车次/100m2和45车次/100m2。,各阶段选择结合法（基于选择行为理论）：即一个分区的出行次数与分区的就业岗位、收入与消费水平、车辆拥有量等很多因素相关，在不同的时期阶段其出行次数也不一致。发生率法：基于出行或吸引率预测发生量的方法，注意产生与吸引的平衡。回归发生模型法：建立出行量与相关影响因素之间的回归方程，影响因素只能是定量的、连续的

14、变量。,6.3.2 交通发生预测（续）,（4）出行产生量预测的注意事项,交通分布：将各交通小区的出行发生量及出行生成量转换成各交通区之间的OD分布矩阵。具有绝对量和比例之分。出行分布模型：描述各交通区之间的交通出行次数与各区自身的交通发生（吸引）量的相互关系的数学模型； 空间相互作用模型。现状分布：为了掌握交通量的基本分布及出行特征，需对所研究的区域做必要的分区。现状分布即现状OD交通量，用OD分布表来表现。 未来分布：各交通区未来出行量的预估，用OD分布表来表现；,6.3.3 交通分布预测,（1）交通分布的相关概念,增长系数法：由现状分布和增长系数估算未来分布的方法， 包括均衡增长率法、平均

15、增长率法、底特律法、弗雷特法。其基本假设是交通分布的模式现在和将来变化不大，因此，当土地使用、交通源布局、预测区域交通设施状况等有较大变化时，此法误差较大。可用于粗略的交通分布预测。重力模型法：由现状分布选取某一种适合的重力模型，推算未来分布的方法，其基本假设是两小区之间的出行分布量Tij与出发区i的出行产生量Pi、到达区j 的出行吸引量Aj成正比，与两区之间的出行阻抗tij（消耗）成反比。,6.3.3 交通分布预测（续）,（2）主要预测方法,均衡增长系数法,6.3.3 交通分布预测（续）,（3）增长系数法,平均增长系数法,6.3.3 交通分布预测（续）,（4）重力模型法,区之间的出行分布同各

16、区对出行的吸引成正比，而同区之间的交通阻抗成反比，类似于万有引力公式。交通阻抗包括区间距离、运行时间、费用等。分原来的重力模型(简称重力模型)和修正的重力模型两种。,交通方式划分：确定出行量中各交通方式所占的比例。方式划分通常在出行分布结束后进行，也可在出行生成后、出行分布前进行。,6.3.4 交通方式划分预测,（1）交通方式划分的相关概念,出行特征：出行效用等 。交通出行者及其家庭特征：职业、性别。城市和地区特征：城市规模、密度等 。时段特征：时变性。交通方式特征 。,（2）建立预测模型应考虑的因素,6.3.4 交通分配预测,交通方式，即出行者所采取的交通形式，如公共交通系统、小汽车、自行车

17、等；行程时间，即在某起点之间采用某一交通方式所需时间。它直接影响着出行分布、交通方式的选择和交通分配；路段上的速度与流量之间的变化关系；分配采用的目标。,（1）交通分配的概念,（2）交通分配需考虑到以下几个因素,将前面预测的各分区之间不同交通方式的交通量分配到具体的道路网上去。,Wardrop第一原理：网络上的交通以这样一种方式分布，就是所有使用的路线都比没有使用的路线费用小。Wardrop第二原理：车辆在网络上的分布，使得网络上所有车辆的总出行时间最小。满足Wardrop第一、第二原理，则该模型为平衡模型，且满足Wardrop第一原理称为用户优化平衡模型：满足 Wardrop第二原理称为系统

18、优化平衡模型。分配模型没有使用Wardrop原理，则成为非平衡模型。,6.3.4 交通分配预测（续）,（3）交通分配原理,过程：从计算费用最少出发，通常以各区矩心之间的行程时间为基准。从某一区的矩心出发以最短路径(最少费用、时间)到达其他各区的矩心的一组路线称为最短通路，当所有的起始点交通量在道路网图上都通过最短通路，即完成了全有全无分配。 寻找网络最短路径的方法：线性规划法，距离矩阵法，动态规划法等。 优点；计算简便。 缺点：出行量分布不均匀，全部集中在最短路上。,6.3.4 交通分配预测（续）,（4）分配方法全有全元分配法,过程：分解OD表；计算最短路；分配第一个OD表流量；计算分配了流量

19、的最短路；分配第二个OD表流量 优点：容量限制分配是一种动态的交通分配方法，它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。 缺点：计算复杂。,6.3.4 交通分配预测（续）,（3）分配方法容量限制分配法,过程：在城市区域里起讫点之间有许多条线路可通，实际情况使出行者将布满于这些线路上，因为出行者不可能精确地判断哪条道路是费用最少的，不同出行者将有不同的选择。多路径概率分配就是企图模拟这种实际情况，将交通量以不同的概率分配到各条路段上。 优点：不是少数借条路段得到全部交通量，而是大部分路段负担着多少不等的交通量。 缺点：将导致某些通行能力低的道路上分配到

20、较大的出行交通量，而通过能力大的干线道路可能分配到较小的出行交通量。,6.3.4 交通分配预测（续）,（3）分配方法多路径概率分配法,6.3.4 城市道路网规划,（1）一般原理,建立在各出行方式出行OD量的基础上，并以满足出行需求为主要目标。一般有如下步骤： 在现状交通网络交通质量评价的基础上，参考城市总体规划及分区规划中的路网系统方案，根据城市形态及发展趋势确定一个初始的道路网络方案； 将预测的各方式出行OD量分配至初始路网方案上，预测每一交叉口、每一路段的分配交通量及路段平均车速、交叉口的平均延误； 分析、评价每一路段、每一交叉口的交通负荷、服务水平及网络总体评价指标； 根据交通质量评价及

21、网络总体性能评价结果，调整路网规划方案，返回步骤，直到规划方案可行、合理。,满足人流、客货车流的安全畅通，同时反映出城市风貌、历史和文化传统，为地上地下工程管线和其它设施提供空间，并满足城市日照通风与城市救灾避难要求。 满足城市交通运输要求是道路网络系统的首要目标，为达到此目标，规划的道路网络系统必须“功能分清，系统分明”，为组成一个合理的交通运输网络创造条件，使城市各交通区之间有“方便、迅速、安全、经济”的交通联系。 按道路在城市中的地位、作用、交通性质、交通速度及交通流量等指标，可将道路分为快速路、主干路、次干路及支路。快速路及主干路为交通性干道，次干路兼交通性和生活性两重功能，并以交通功

22、能为主，支路一般为生活性道路。,6.3.4 城市道路网规划（续）,（2）一般原则,快速路：为高速、行程长的汽车交通连续通行设置的重要道路，一般在大城市、带状城市或组团城市内设置，并与城市出入口道路和市际高等级公路有便捷的联系。应设置中央分隔带以分离对向车流，并限制非机动车进入，部分控制快速路两侧出入。快速路出入道路的间距以不小于1.5km为宜。快速路与快速路、快速路与主干路或交通量较大的次干路相交时，宜采用立交形式。与交通量较小的次干路相交时，可采用进口拓宽式信号控制。原则上不能与支路相交。 主干路：道路网络的骨架，是连接城市各主要分区的交通干线，以交通功能为主。机非分流，干路两侧不宜设置吸引

23、大量人流、车流的公共建筑物出入口。主主相交宜采用立交，近期可采用信号控制，但应保证有建立交的空间。,6.3.4 城市道路网规划（续）,（3）各种城市道路规划原则,次干路：介于主干路和支路间的车流、人流交通的主要集散道路，应设大量的公交线路，广泛联系城内各区。 支路：次干路与街坊内部道路的连接线，其上可设公交线路。 环路：当穿越市中心车辆过多，造成市中心区道路超负荷时，应在道路网络中设置环路。可全环和半环；等级不宜低于主干路。 城市出入口道路：具有城市道路与公路双重功能，考虑城市用地发展，出入口道路两侧的永久性建筑物至少离道路红线2025m。城市每个方向应有两条以上的出入口道路。,6.3.4 城

24、市道路网规划（续）,（3）各种城市道路规划原则,公路网规划是公路建设前期工作中的重要组成部分，是进行公路建设决策的有力的支持措施。其目的是从科学的事实求是的观点出发，分析规划区域客货运交通实况，剖析公路网建设发展存在的问题及其根源，预测区域社会经济发展趋势和交通需求，制订合理可行的公路网规划方案及建设时序，为区域公路近期和长期发展建设提供决策依据。,6.3.5 公路网规划,（2）层次,公路网规划按其规划区域的性质分为：国家干线公路网规划、省域干线公路网规划、市域干线公路网规划及县域县乡道公路网规划。,（1）公路网规划的目的, 节点选择：对反映节点城市人口、工业、商业等发达程度的指标进行定量分析

25、。,6.3.5 公路网规划（续）,（3）大区域干线公路网布局方法,重要度法：,凡重要度大于某一个标准参考值，则将其作为路网节点。,6.3.5 公路网规划（续）,（3）大区域干线公路网布局方法, 线路选择：在N个节点的基础上，路线选择有两个内容，一个是选择N-1条线将N个节点连通起来；另一个是在N-1条线路上增加线路得到路网布局的最佳规模。,2004年12月17日，国务院审议通过了国家高速公路网规划，规划的出台将对中国经济社会的发展以及公众的生活方式和质量产生重大而深远的影响，必将成为中国高速公路长远发展和交通运输现代化的战略蓝图，标志着中国高速公路发展进入了新的历史阶段。 规划确定的国家高速公

26、路网采用放射线与纵横网格相结合的布局形态，构成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的公路交通大通道，包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线，可以简称为“7918网”，总规模大约为8万5千公里。,资料1国家高速公路网规划,（1）国家高速公路网的构成,国家高速公路网是中国公路网中最高层次的骨干通道，连接了全国所有的重要交通枢纽城市，包括50个铁路枢纽，67个航空枢纽和50个水路枢纽。规划的主要目标是：连接所有目前城镇人口在20万以上的城市；连接首都与各省会、自治区首府和直辖市；连接各大经济区和相邻省会级城市；完善省会级城市与地市之间、城市群内部的连接；强化长江三角洲、珠江三角洲和

27、环渤海三大经济区之间及与其他经济区之间的联系；保障西部地区、东北老工业基地内部高速网络的合理布局和对外连接；加强对国家主要港口、铁路枢纽、公路枢纽、重点机场、著名旅游区和主要公路口岸的连接。国家高速公路网规划建成后，可以形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆盖重要县市”的高速公路网络。这个网络能够覆盖10多亿人口，直接服务区域GDP占全国总量的85以上；实现东部地区平均30分钟、中部地区平均1小时、西部地区平均2小时抵达高速公路，客货运输的机动性将有显著提升。,资料1国家高速公路网规划,（2）国家高速公路网的覆盖范围,资料1国家高速公路网规划,（3）国家高速公路网的建设规划,国家高

28、速公路规划网络是一项庞大的工程，静态投资两万亿元人民币，这个投资的力度随计划建设的进度而变化。这项规划计划用30年的时间完成，前20年是重点，前20年的前10年更是重点，将来力争用20年的时间完成这个计划。2010年前，每年的年均投资大约在1400到1500亿元人民币，每年增加3000公里左右。2010年以后到2020年之间，年均投资大约在1000亿元人民币，这些资金主要来源于中央的车辆购置税、地方的各项规费、国债资金、银行贷款、内资、外资，包括社会资金，从现在的情况看，资金是有保障的。,7条放射线：北京上海北京台北北京港澳北京昆明北京拉萨北京乌鲁木齐北京哈尔滨,9条南北纵线鹤岗-大连沈阳-海

29、口长春-深圳济南-广州大庆-广州二连浩特-广州包头-茂名兰州-海口重庆-昆明,18条东西横向线绥芬河-满洲里 珲春-乌兰浩特丹东-锡林浩特 荣成-乌海青岛-银川 青岛-兰州连云港-霍尔果斯 南京-洛阳上海-西安 上海-成都上海-重庆 杭州-瑞丽上海-昆明 福州-银川泉州-南宁 厦门-成都汕头-昆明 广州-昆明,2002年底已形成纵横南北贯通东西的“一环四射”高速公路主骨架网络，即主城区环线高速公路、成渝高速公路、渝涪高速公路、渝黔高速公路一期和渝合高速公路，总里程400公里，总投资约155亿元。 到2010年提前10年建成2000公里的二环八射主骨架公路网络，二环即环线高速公路和绕城高速公路，

30、八射是从主城区向四周发散出去的8条高速公路，即重庆至成都、重庆至遂宁、重庆至南充、重庆至邻水、重庆至湖北、重庆至长沙大通道、重庆至贵阳、重庆至泸州8条高速通道，初步建成长江上游的交通枢纽。今后平均每年重庆将建成高速公路200公里，年投资约100亿元。,按照重庆市政府制定的打造立体交通规划，到2010年，重庆将建成高速公路2000公里，形成“二环八射”主骨架高速公路网络，再辅之以铁路、航运、航空和管道运输等综合立体交通，使之成为中国西部的交通枢纽。,资料2 重庆高速公路网规划,交通效益评价：服务水平（出行时间圈、换乘次数、时间消耗）； 经济效益：直接经济效益-时间价值、间接经济效益-增值价值； 社会效益评价：国民经济发展、社会发展、生活质量的提高、市民的认同等。,6.6 交通规划的评价,（1）效益评价,政治可行性、经济可行性、环境评价、技术可行性等。,（2）实施可行性评价,