交通规划课程设计——威海市交通规划重点问题分析

交通规划课程设计——威海市交通规划重点问题分析与计算
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日期：2014.6.30—2014.7.4
目录
第1章概述 (1)
1.1 规划对象 (1)
1.2规划依据 (1)
1.3 现状交通问题分析与评判 (2)
1.3.1现状交通问题分析 (2)
1.3.2现状交通问题评判 (3)
第2章社会经济与人口预测 (5)
2.1现状分析 (5)
2.2人口预测 (6)
2.3保有量预测 (7)
第3章交通发生预测 (9)
3.1 交通生成量预测 (9)
3.2 交通发生和吸引预测 (11)
3.3 交通发生与吸引预测平衡 (11)
第4章交通分布预测 (13)
4.1 现状OD数据分析 (13)
4.2 交通分布预测 (13)
第5章交通分配预测 (16)
5.1 交通分配预测方法及原理 (16)
5.2 交通分配预测步骤 (16)
5.3交通分配预测结果 (19)
5.4 交通分配评价 (19)
第6章结论 (21)
第1章概述
本次课程设计以给定的威海市交通及人口数据为背景，根据已知的历史人口数据、机动车保有量与社会人口经济数据，根据交通规划原理，预测威海市2005年和2010年的相关量，对预测结果进行交通分配，提出改善建议。

课程设计的主要内容包括：①现状交通问题分析与评判；②社会经济与人口预测；③交通发生预测；④交通分布预测；⑤方式划分预测；⑥交通分配。

1.1 规划对象
此次交通规划的对象如下图1-1所示：
图1-1规划对象
1.2规划依据
对于城市交通规划而言，人们主张从综合交通的角度进行一体化交通规划，以避免轨道交通和道路的重复投资、协调各种交通方式、提高交通系统效率。

于是在城市范围内着眼于居民的出行行为，研究其出行时利用的交通方式构成，据此合理规划必要的交通设施的方法论—居民出行法获得了采用。

该方法在美国从1948年开始，并逐渐扩大到全美各个城市。

在日本从1960年代才开始使用。

在此基础上，发展成了目前经典的四阶段预测法。

四阶段预测法作为经典的交通需求预测法，逻辑关系明确、步骤分明、形象，至今被广泛的应用到了工程实际当中。

然而，该方法具有其局限性，人们期待着研究更加符合现代社会和居民出行
行为、符合交通可持续发展的交通需求预测理论。

1.3 现状交通问题分析与评判
1.3.1现状交通问题分析
以下表1-2、1-3、1-4、1-5、1-6分别为2000年威海市居民从家步行到车站时间比例、从家到单位换乘公交次数比例、威海市公交候车比例、目前公交存在的问题比例、对目前公交运行状况满意程度比例的统计图。

36.47%
41.13%
16.13%
3.70% 2.56%0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%比例
6分钟以下
6-10分钟
11-15分钟
16-20分钟
20分钟以上
时间
图1-2 从家步行到车站时间比例
62.57%
28.30%
8.03% 1.10%0.00%
20.00%40.00%60.00%80.00%比例不用换车
1次2次
2次以上
次数
图1-3 从家到单位换乘公交次数比例
34.29%
47.74%
14.87%
2.19%
0.91%
0.00%
20.00%40.00%60.00%比例6分钟以下6-10分钟11-15分钟16-20分钟20分钟以上
时间
图1-4 威海市公交候车时间比例
51.37%
24.73%
29.87%
6.28%
17.99%
12.11%12.02%
0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%比例
车
内太挤行车不准时等车时间太长票价太高服务态度差
不方便
其它
存在问题
图1-5 目前公交存在问题比例
4.76%17.71%
39.04%
32.54%
4.94%
1.01%
0.00%
10.00%20.00%30.00%40.00%比例很满意
满意比较满意一般不满意很不满意
图1-6 对目前公交运行状况满意程度比例
由2000年威海市对交通各方面的统计图可以看出，公交车的服务能力在不断的提升，但因目前公交存在问题的比例，导致对目前公交运行状况满意程度参差不齐。

1.3.2现状交通问题评判
图1-2展现了从家步行到车站时间比例，随着步行时间的延长，比例随之呈现下降的趋势，这一现象说明公交车能很好的服务于大部分乘客，减少了人们出行的步行距离，为人们争取了时间，但由于公交的服务能力有限，不能满足所有乘客出行的需求，因此人存在一部分乘客步行时间过长的问题。

图1-3展现了从家到单位换乘公交次数比例随着换成次数的增多而呈现下降的趋势。

这一现象说明了大部分乘坐公交车上班的人群都不用换乘或少换乘公交车就能到达目的地，换成车次在2次及2次以上的比例相对较少。

说明了城市规划的公交线路能满足大部分乘客出行的需求，但还是存在少部分换成次数过多的现象，城市应该通过各方面的改善提升公交车服务乘客的能力。

图1-4展现了威海市公交候车比例随候车时间的延长而降低。

说明威海市大部分公交车的发车间隔都控制在6-10分钟内，发车间隔为15分钟一次的公交车在整个城市中所占比例不是太多，但还是存在公交车发车间隔过长的现象。

图1-5展现了目前公交存在的问题比例。

观察分析整个统计图可以发现，威海市的公交车拥挤的现象很明显，以及行车不准时、等车时间太长服务态度差等
现象也较明显，还存在有票价太高、不方便等因素。

与图1-6一起分析可以看出，一个城市公交系统存在的问题越多，对公交运行状况满意程度也就越低。

两者是成反比的。

通过对5个统计图的对比分析可发现，威海市的公交系统存在一定程度的公交服务问题，威海市政府应该通过各种措施改善整个区域的公交系统，使之第一提升，更好的服务于乘客，从而提升一个城市的整体形象，使交通得到更好的发展。

第2章社会经济与人口预测
2.1现状分析
以下表2-1、2-2分别为威海市历史人口数据、历史机动车拥有量与社会人口经济数据。

表2-1 威海市历史人口数据
年份1987年1988年1989年1990年1991年1992年1993年人口总量
229681 238182 247386 254382 261292 271803 286056 （人）
年份1994年1995年1996年1997年1998年1999年2000年
人口总量
356591428566449832473423490637
（人）
表2-2 威海市历史机动车拥有量与社会人口经济数量表
年份机动车拥有量（辆）人口（万人）国民生产总值（亿元）1987 1701 22.97 6.24
1988 3245 23.82 9.37
1989 3856 24.74 10.84
1990 5715 25.44 14.57
1991 8235 26.13 17.59
1992 12986 27.18 27.37
1993 19007 28.61 44.87
1994 24284 35.66 68.98
1995 33053 42.86 90.53
1996 40691 44.98 102.58
1997 47865 47.34 109.99
1998 54464 49.06 119.9
1999 64317 50.75 126.42
2000 72290 52.96 157.33
2005 62.89 264.70
2010 72.82 397.92 由威海市的历史人口发展数据可以看出，数据的整体趋势都是线性增加的。

2.2人口预测
在Excel 中对威海市的历史人口数据进行统计，并得出预测函数。

200000
4000006000001987年
1988年
1989年
1990年
1991年
1992年
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
威海市历史人口数据统计图
年份（年）
人口数（人）
人口
图2-1威海市历史人口散点图
在excel 中，通过对威海市人口增长比率的计算，可得出人口的增长比率。

各年份的人口预测结果如下表2-3所示。

表2-3 威海市人口预测
年份 人口总量（人） 人口增长比率
备注
1987年 229681
通过分析1996～1998年的增长率可知，人口增长率成负增长的趋势，相继负增长0.01，进而可以以负增长的比例方式推算1999和2000年的人口数。

1988年 238182 1.04 1989年 247386 1.04 1990年 254382 1.03 1991年 261292 1.03 1992年 271803 1.04 1993年 286056 1.05 1994年 356591 1.25 1995年 428566 1.20 1996年 449832 1.05 1997年 473423 1.05 1998年 490637
1.04 1999年 476347 1.03 2000年 467007
1.02
2.3保有量预测
在Excel 中对威海市的机动车保有量及社会人口经济数据进行统计，并得出预测函数。

20000
4000060000800001987
1988198919901991199219931994199519961997199819992000
威海市1987～2000年机动车拥有量
年份
数量
机动车拥有量（辆）
图2-2威海市1987～2000年机动车拥有量
200400600
19871989199119931995199719992005
威海市1987～2010年人口及国民生产总值统计
年份
数量
人口（万人）
国民生产总值（亿元）
图2-3威海市1987～2010年人口及国民生产总值统计
通过对威海市年均机动车保有量增长率的计算，可预测出2005年及2010年的年均机动车保有量，如表2-4所示。

表2-4人均机动车保有量预测
年份
机动车拥有量（辆） 机动车增长率 人口（万人）
国民生产总
值（亿元）
备注
1987
1701 \ 22.97 6.24 通过观察分析机动车随年份变动的时间可以看出，机动车随
1988 3245 1.91 23.82 9.37 1989 3856 1.19 24.74 10.84 1990 5715 1.48 25.44 14.57 1991 8235 1.44 26.13 17.59 1992 12986 1.58 27.18 27.37 1993
19007 1.46
28.61 44.87
1994 24284 1.28 35.66 68.98 着时间的变化成负增长的趋势发展。

1995 33053 1.36 42.86 90.53 1996 40691 1.23 44.98 102.58 1997 47865 1.18 47.34 109.99 1998 54464 1.14 49.06 119.9 1999 64317 1.18 50.75 126.42 2000 72290 1.12 52.96 157.33 2005 80242 1.11 62.89 264.7 2010 88266 1.1 72.82 397.92
第3章交通发生预测
交通总的生成量预测以及交通发生和吸引预测都采用原单位法。

原单位的求得原则通常有两种，一是用居住人口或就业人口每人平均的交通生成量来进行推算的个人原单位法，另一种就是以不同用途的土地面积或单位办公面积平均发生的交通量来预测的面积原单位法。

不同方法对应的选取的原单位指标也不同，主要有：
a根据人口属性以不同出行目的单位出行次数为原单位进行预测。

b以土地利用或经济指标为基准的原单位，即以单位用地面积或单位经济指标为基准对原单位进行预测。

这里采用的是人口原单位法。

3.1 交通生成量预测
利用人口原单位对交通生成量的预测方法及原理如下：
T=∑T k T k=∑a
l k N
l
式中 a
l
k——某出行目的和人口属性的平均出行生成量；
N
l
l——某属性的人口；
T k——出行目的为 k时的生成交通量；
T——研究对象地区总的生成交通量；
l——人口属性（常住人口、就业人口、工作人口、流动人口）；
k——出行目的。

表3-1 威海市各交通区目标年份的常住人口数量（单位：万人）
大区编号大区2005年2010年
1 旅游度假区 3.
2 4.80
2 高技术开发区9.07 10.1
3 老城区9.49 8.34
4 竹岛 4.69 5.45
5 经济开发区10.21 15.00
6 孙家疃 1.89 3.00
总计38.55 46.69
表3-2 威海市各交通区目标年份的流动人口数量
大区编号大区2005年2010年
1 旅游度假区0.99 2.06
2 高技术开发区 2.8
3 4.33
3 老城区 2.95 3.57
4 竹岛 1.4
5 2.33
5 经济开发区 3.18 6.43
6 孙家疃0.59 1.29
总计11.99 20.01
表3-3常住人口职业分类
表3-4将来人口职业分类
表3-5 威海市各区将来人口数
年份
大区编号大区常住人口流动人口
将来人口
数
2005年
1 旅游度假区 3.
2 0.99 4.19 2
高技术开发
区
9.07
2.83
11.9
3 老城区9.49 2.95 12.44
4 竹岛 4.69 1.4
5 6.14
5 经济开发区10.21 3.18 13.39
6 孙家疃 1.89 0.59 2.48 总计38.55 11.99 50.54
2010年
1 旅游度假区 4.8 2.06 6.86 2
高技术开发
区
10.1
4.33
14.43
3 老城区8.3
4 3.57 11.91
4 竹岛 5.4
5 2.33 7.78
5 经济开发区15 6.43 21.43
6 孙家疃 3 1.29 4.29 总计46.69 20.01 66.
7 年常住人口数(万人)
职业小学生中学生大学生工人服务员职员个体家务其他2005
年
3.06 3.67 0.62 10.62 0.94 7.74
4.06 4.08 3.75 2010
年
3.71
4.45 0.76 12.87 1.13 9.37 4.91 4.94 4.54
将来人口数（万人）
职业小学生中学生大学生工人服务员职员个体家务其他2005
年
4.02 4.82 0.82 13.93 1.23 10.14
5.32 5.35 4.92 2010
年
5.30
6.36 1.08 18.38 1.62 13.39
7.02 7.06 6.49
表3-6 现状OD矩阵
规划区域小区现状OD矩阵
年份小区1小区2小区3小区4小区5
合计
小
区1 8726.3334 836.7906 392.5548 97.2762 63.825
10116.78
小
区2 20595.907 8538.5016 3575.1798 814.1862 515.3196
34039.09
小
区3 16976.236 3602.3382 18413.92 1803.5772 995.8632
41791.93
小
区4 9570.7416 2539.545 3322.0464 4340.0172 835.176
20607.53
小
区5 24330.766 5808.6546 6016.8276 2966.5722 8422.3194
47545.14
合计80199.983 21325.83 31720.528 10021.629 10832.503
154100.5
总的交通生成量预测：
现状交通生成量：T=154100.5万次
现状人口：N=4891.12万人
规划年人口：M=5231.552万人
规划年的生成交通量：X= M*（T/N）=164826.2114（万次）
3.2 交通发生和吸引预测
交通发生和吸引预测也是采用的人口原单位法，预测方法和原理与交通生成量的预测方法和原理相同。

预测结果如下表3-2：
表3-2发生与吸引预测OD表
3.3 交通发生与吸引预测平衡
预测完成后各小区的交通发生量之和与吸引量之和不相等，所以需要调整平衡。

调整平衡的方法有总量控制法和调整系数法，这里采用调整系数法，保持出行的发生总量不变。

在Transcad中的具体操作步骤及结果如下：
点击planning---balance，做如下图3-1所示的选择，点击OK，即可得到表3-3的结果。

图3-1
表3-3 平衡后OD矩阵
1 2 3 4 5 合计
1 2412.32
2 3133.85
3 3029.85
4 2842.79
5 5342.14
合计3294.30 3263.10 4496.28 2258.66 3448.6 16760.94
第4章交通分布预测
4.1 现状OD数据分析
表3-1为现状年的OD表
在Transcad中做现状年的期望线图。

在面层，点击Tools→geography analysis→desie line，点OK，输入文件名，保存，即可得到下图4-1。

图4-1 现状期望线图
4.2 交通分布预测
在城市交通规划中，交通分布的预测方法主要有两种：增长系数法（包括双约束增长系数法）与重力模型法。

这里采用增长系数法。

增长系数法最主要的优势是使用简单；不需要关于交通运输网络的任何信息。

然而，这意味着一个主要的局限：增长系数法不能反映交通运输网络变量如出行时间和成本的变化。

此外，增长系数法无论如何不能够解释出行行为。

增长系数法的预测模型为：
具体步骤为：
①点击Planning→Trip Distribution→Growth Factor Method,出来如图4-2对话框，利用平衡后的交通发生和吸引量进行交通分布。

图4-2
②输入文件名，保存，即可得到未来的OD矩阵，如下图4-1
表4-1规划年的OD矩阵
③做出规划年的期望线图，如下图4-3：
图4-3 规划年期望线图
第5章交通分配预测
5.1 交通分配预测方法及原理
交通流分配是交通需求四阶段法的最后阶段，也是重点和难点。

交通分配模型用来预测一个网络中的交通流量。

这些模型将OD对的交通流作为输入矩阵。

每一组起终点的流量加载到网络上，根据能够承载这些交通的可供选择的路径的旅行时间和阻抗。

TransCAD提供了交通分配过程的一个全面补充来用于模型化城市交通。

这些过程包括很多能够用于模型化公共交通运输的变量，及城市间客流和货流。

其主要有非平衡分配模型和算法、平衡分配的模型和算法以及随机均匀分配和动态交通量分配。

这里采用平衡分配方法中的用户平衡分配法。

5.2 交通分配预测步骤
在Transcad中进行交通分配的步骤：
①更新OD矩阵的行列编码，以节点的ID来表示OD矩阵的行列编号。

方法：
matrix→indecs→Add Index,做如下图5-1、5-2所示选择，点OK.
图5-1
图5-2
更新后的矩阵列表为图5-1
图5-1 更新后矩阵列表
②在line层建网络文件.net，点击procedure→network→creat，如下图5-3
所示
图5-3
③点击Planning→Traffic Assignment，选择用户平衡分配方法。

如下图5-4
图5-4
点击Network,做如下图5-5、5-6
图5-5
图5-6 点击0ptions，如下图5-7
图5-7
5.3交通分配预测结果
交通分配的结果如下图5-2和分配后的路网如图5-8。

]
表5-2交通流的分配结果
图5-8 分配后的路网
5.4 交通分配评价
计算V/C，计算结果如下表5-3
表5-3 V/C计算结果
AB通行能力AB Flow AB V/C BA通行能
力BA Flow BA V/C
1 1406.83 0 0 1406.83 0 0
2 1406.5
3 369.2386 0.262517 1406.53 981.4635 0.697791
3 1406.5
4 1552.1449 1.10352 1406.54 2299.5034 1.634865
4 1202.67 0 0 1202.67 0 0
5 1202.65 1610.6118 1.339219 1202.65 2271.4481 1.888703
6 1406.86 0 0 1406.86 0 0
7 1406.81 0 0 1406.81 1255.7316 0.892609
8 1406.48 2993.7476 2.128539 1406.48 1966.5778 1.398227
9 1304.89 0 0 1304.89 0 0
10 1304.71 0 0 1304.71 0 0
11 1304.63 0 0 1304.63 0 0
12 1304.45 503.4608 0.385956 1304.45 783.3752 0.600541
13 21406.77 0 0 21406.77 0 0
14 1304.66 0 0 1304.66 0 0
15 1304.66 0 0 1304.66 0 0
16 1304.63 981.4635 0.752293 1304.63 369.2386 0.283022
17 1304.54 1394.4875 1.06895 1304.54 121.5236 0.093154
18 1304.84 0 0 1304.84 0 0
19 1304.37 1318.0399 1.01048 1304.37 1182.9063 0.906879
20 1304.54 187.8294 0.143981 1304.54 2400.5320 1.840137
21 1304.40 1409.7371 1.080755 1304.40 1689.6859 1.295374
22 1304.44 465.9131 0.357175 1304.44 1213.3170 0.930144
23 1304.79 783.3752 0.600384 1304.79 503.4608 0.385856 评价：
①路段3、5、8、17、19、21的上行和下行的V/C均大于1，所以这些路段需
要改进。

在条件允许的情况下可以选择增加车道数或减少车道宽度；若条件不允许，可以通过引导将部分通过该路段的车辆引导到其他路段上。

②路段2、12、22的上行和下行的V/C均较小，这样浪费了资源，可以利用这
些路段所在区域的交通优势，建立新的交通吸引点，以带动这些地区的经济发展，并且可以合理利用土地。

第6章结论
通过本次课程设计，我进一步熟悉了交通规划的四阶段法和Transcad的操作，对所要规划的对象做了完整的规划，并做了评价，找出了路网存在的问题并提出了解决办法，如下：
⑴路段3、5、8、17、19、21的上行和下行的V/C均大于1，所以这些路段需要改进。

在条件允许的情况下可以选择增加车道数或减少车道宽度；若条件不允许，可以通过引导将部分通过该路段的车辆引导到其他路段上。

⑵路段2、12、22的上行和下行的V/C均较小，这样浪费了资源，可以利用这些路段所在区域的交通优势，建立新的交通吸引点，以带动这些地区的经济发展，并且可以合理利用土地。

为规划区域今后交通的发展提供了依据和方向，保证规划区域的交通在未来十年有一个良好的发展。