交通规划设计报告

1 调查对象区域现状路网构造及其计算机描述
1.1 校外测量断面车流量过程
交大周边区域包括很多路段，这就给断面交通量的测量工作带来很大困难，只是单纯的6个人去测量基础数据无疑是一项费时费力的工作。

在商攀同学的组织下，我们联合8个小组，具体分工，测量时间选为晚高峰期6:00—7:00。

每个小组只去测有限的几个路段，不仅得到了所需数据，又节省了很多时间，更加有利于团结合作能力的培养与锻炼。

我们小组负责4个路段：交通大学路，中关村南大街，大慧寺路，学院南路。

我们做断面交通量调查时，由于部分道路以自行车出行为主，如：交通大学路，不能忽略断面上自行车交通量的影响，因此我们主要对小汽车、大型公交车和自行车进行计数，相对比较全面的考虑了各种出行方式，使我们调查所得数据更加真实、准确。

1.2 使用Trans CAD进行交通规划工作的前期准备工作
在使用Trans CAD时，该软件会产生很多附属文件，如果不进行分类管理将会非常凌乱，所以我们做如下准备工作：
（1）新建一个文件夹，里面存放本次任务的所有内容
（2）在这个文件夹下新建如图所示的六个文件夹。

其中area文件夹存放小区地理文件，cent文件夹存放质心地理文件，base文件夹存放交通流分配后的结果数据文件以及人口数据文件，matrix文件夹存放各个矩阵文件，net 存放网络文件，street文件夹存放道路地理文件。

这样的分类管理在很大程度上将复杂的工作简单化，避免了在工作过程中由于文件的繁杂而找不到相应所需文件而浪费时间。

1.3 建立路网
利用Trans CAD建立路网，画出快速路、主干道、次干道以及主要支路，建立线地理文件，如下图：
我们为各条道路建立了如下属性：
字段ID（道路编号，系统自动带有）
Length（道路长度，系统自动带有）
Dir（系统自动带有）
Name（道路名称）
Speed（道路设计速度）
A Node（道路起点编号）
B Node（道路终点编号）
AB_Count（道路AB方向实测车流量）
BA_Count（道路BA方向实测车流量）
Lane（车道数）
Capacit y（道路容量）
time（道路车流行驶时间）。

之后，根据我们的实际测量数据在各条相应的道路上填充以上字段，至此，路网建立完毕将此路网结果保存在Street文件夹中。

道路数据如图所示：
2 社会经济指标统计
2.1 交通小区划分
根据北下关辖区的路网特性，以及本次调查的范围限制，再根据用地性质，即将用地性质分为教育科研用地，仓储用地，商业用地等不同的用地性质，根据《交通规划原理》书中介绍的小区划分原则划分小区，即：
（1）同质性。

区内的土地使用、经济、社会等特性应尽量一致。

（2）以铁路、河流等天然屏障作为分区的界限。

（3）尽量配合行政区的划分，以便获得政府的相关调查数据。

（4）分区的过程中要考虑道路网保持分区的完整，避免将同一用途的土地被分开。

（5）分区过程中要考虑道路网。

（6）划分小区越多，得到结果越精确，但工作量也就越大，因此应合理选择划分小区数量。

在此基础上，分析小区周边的道路网特征以及用地特征：西北处地处中关村，有中关村南大街等路线可以抵达，吸引能力较强；西南角有中央民族大学、北京工商大学等具有较高的发生和吸引能力的发生吸引点；东南角与西直门交通枢纽相接，吸引能力很强；中间包围着北京交通大学。

根据各个地块的不同特点分析，最后得到小区的划分结果，建立面地理文件。

共划分为12个交通小区，其中内部小区7个，外部小区5个，将此小区划分结果保存在area文件夹中。

2.2 社会经济指标统计
交大周边地区小区人口统计因相关资料很少，本小组以北下关地区2006年统计人口为依据，人口年增长率以06-07年的增长率1.028为准，然后根据小区面积的大小进行估计。

得到的小区现状人口如下：
对于其他的社会经济指标，如：机动车保有量、GDP等，实测起来很困难，缺少相关资料，就没有进行统计。

交通小区的产生量和吸引量预测，我们小组没有采用原单位法，而是通过OD反推结果得到。

3 OD反推基年分布交通量
3.1 创建小区质心文件
交通小区是用地性质、居民构成、交通特点等相似地区的结合体，是基本的分析单元，从这个意义上来看，交通小区在形式上表现为一个区域，但是在逻辑上却被表现为一个点，这个点就叫做小区的质心。

在Trans CAD中打开“Area.dbd”地理文件，选择“Tools→Export”菜单，弹出“Export Area Geography”对话框，如下图：
按照图示选择“To Standard Geographic File”、“Include Built-in Data”、“Export as Centroid Points”进行操作，然后点击“OK”，保存名为“Cent.dbd”的地理文件，存在Cent文件夹中，这样小区的质心地理文件就创建完毕了。

3.2 将质心连接到路网
在Trans CAD中打开“Street.dbd”地理文件，在地图上点鼠标右键，选择快捷菜单中的“Layers”选项，首先将“Node”图层设为可见，然后用“Add Layer”功能将Cent地理文件加入到当前地图中，点击“OK”。

将“Node”图层设为当前图层，选择“Dataview→Modify Table”菜单项，在弹出的对话框中为该图层属性数据表增加一个名为“Index”、数据类型为“Integer”的字段。

将“Area”置为当前层，选择“Tools→Map Editing→Connect”菜单项,系统弹出“Connect”对话框，具体操作为：“Node field=Index, Line field=None”,并选择“IDs from Area layor”,如下图：
点击“OK”之后，就完成了质心与路网的连接，如图：
3.3 设置质心连接线属性
质心与路网间的连线就叫做“质心连接线”，质心连接线是逻辑上而不是实际中存在的路段，我们规定小区的出行量全部通过质心连接线进入路网，这样就建立起了交通小区与路网间的联系。

为了避免在交通分配中出现问题，我们需要为质心连接线设置较大的通行能力和较小的行驶时间。

将“street”图层设置为当前图层，点击顶部“New Data view”按钮，弹出street
层的属性数据表。

选择“Selection→Select by Condition”菜单项，在弹出的对话框中的“Enter a Condition”下输入“Time=null”，点击OK，从而筛选出了质心连接线。

然后将Time为0的字段填充为0.01，将Capacity字段填充为10000。

3.4 创建网络
在Trans CAD中，将“street”图层设为当前图层，然后选择“Networks/paths→Create”菜单项，弹出“Create Network”对话框，如下图：
在“Create Network”对话框中的“Other Link Fields”中选择“Count”、“Capacity”、“Time”，这三个字段将在OD反推中用到，然后点击“OK”，将其保存为“”文件，
储存在Net文件夹中。

3.5 建立OD反推基础矩阵
打开“Area.dbd”地理文件，点击新建按钮，选择“Matrix”，建立出一个初始OD矩阵：将这个矩阵的所有值全部填充为1，对角线为0（OD反推时不会对对角线进行计算，我们将它设置为0，即不考虑小区内的交通量），出现如下矩阵，我们将它命名为“OD_BASE.mtx”，将它储存在Matrix文件夹中，至此，基础矩阵建立完毕：
3.6 进行OD反推
打开刚才已经连接好质心的路网图，用“Add Layer”功能将“Area.dbd”地理文件加入到路网图中，之后，将“Street”设为当前层，点击“Planning→OD Matrix Estimation”，此时出现“OD Matrix Estimation”对话框，如下图所示：
OD反推得到的矩阵如下：
3.7生成现状OD矩阵期望线图
打开待分析的现状OD矩阵“OMDE_OD.mtx”,打开小区地理文件“Area.dbd”，选择“Tools
→Geographic Analysis→desire Lines”菜单项，弹出“Desire Lines”对话框，如图:
建立好的期望线图如下：
4交通需求预测
4.1产生量、吸引量预测
（1）新建Table,建立属性如下：小区编号ID（计算机自动生成）
现状年出行产生量 P_Base
现状年吸引产生量 A_Base
现状年人口数量 Pop_Base
未来年出行产生量 P_Fur
未来年出行吸引量 A_Fur
未来年人口数量 Pop_Fur
(2)选取回归分析法进行预测:
点击“Statistics→Model Estimation”，设置自变量为Pop_Base,因变量为P_Base，保存为Pro文件；同理,做吸引量预测时，设置因变量为A_Base,自变量不变，建立Att文件。

（3）产生吸引量预测时输出地址分别选为P_Fur和A_Fur,预测结果如下：
(4)产生吸引量预测完毕后，打开小区，与小区建立联系。

将area层作为当前活动窗口，生成柱形图如下：
4.2出行分布预测
4.2.1增长系数法预测:
（1）准备基础数据文件：
打开现状出行O-D矩阵以及一个未来年的出行发生、吸引量表如下图：
（2）预测操作：
选择“Planning→Trip Distribution→Growth Factor Method”菜单项，在打开的对话框中进行如下图所示的选择，然后单击确定，保存为一个未来年O-D矩阵文件GROW_OD.mtx。

（3）增长系数法预测结果：
4.2.2重力模型法预测：
（1）生成小区之间的阻抗矩阵：
在Node图层中，使用Selection功能筛选出小区的形心，然后选择“Networks/Paths →Multiple Paths”菜单项，在弹出的“Multiple Shortest”对话框中作如图选择。

生成的阻抗矩阵是质心与质心之间的阻抗，保存为“SMART.mtx”,如下图所示：
新建一个矩阵，将索引号设为小区编号，与生成的阻抗矩阵对应,产生小区间的阻抗矩阵，如下图所示：
（2）重力模型标定
打开重力模型标定所需要的小区地理文件、现状出行分布矩阵以及现状小区间阻抗矩阵三个文件,如下图所示。

在地图活动窗口下，选择“Planning→Trip Distribution→Gravity Calibration”菜单项，作如下图的选择：
确定后保存为“summary.bin”的文件，随后出现的一个新的数据。

如下图中“b”所显示的数字，即为重力模型标定所需参数。

（3）运行重力模型
保留生成的“summery.bin”文件，打开现状阻抗矩阵文件以及未来年出行产生吸引量表，如下图所示：
选择“Planning→Trip Distribution→Gravity Application”菜单项,在弹出的对话框中按如下图选择：
点击”Friction Factors”,在b后边输入刚才标定的模型参数,如下图所示：
点击确定后，另存为矩阵文件“CGRAV.mtx”。

（4）重力模型法预测产生OD矩阵如下：
4.3交通流分配
4.3.1 矩阵索引转换
TransCAD在交通分配时只能识别从交通网络节点处进入的出行分布量，因此需要对出行OD矩阵进行索引转换，把矩阵的以小区ID创建的索引改成以质心点创建的索引。

在Trans CAD中打开“Street.dbd”地理文件，创建好网络后，将“Node”设为当前图层，选择“Selection→Select by Condition”菜单项，在弹出对话框中的“Enter a Condition”下输入“index<>null”。

当初将质心点与路网连接的时候，质心点的index属性就已经被赋值了，这个命令可以筛选出index属性不为空值的点，即质心点。

点击“OK”，这样就筛选出了质心点，再打开待分配的OD矩阵，在任意一个单元格上点击右键，选择“Indices”，在弹出的对话框中点击“Add Index”按钮，弹出“Add Matrix Index”对话框，如下图所示：
按图示进行操作，点击“OK ”后在矩阵索引设置对话框中，“Rows”和“Columns”均选择“New”，点击“Close”，这样就完成了矩阵索引转换。

4.3.2.运行交通分配模型
（1）容量限制法
建立好网络（只需要选中“Time”和“Capacity”两个属性），同时打开待分配的OD
矩阵，然后点击“Planning→Assignment”菜单项，此时弹出“Traffic Assignment”对话框，如下图所示：
在“Method”中选择“Capacity Restraint”,即容量限制法，点击“OK”可以得到未来一年的最终交通流分配结果如图所示：
（2）用户平衡法
在“Method”中选择“User Equilibrium”,即用户平衡法，同理打开待分配的OD矩阵，点击“OK”可以得到未来一年最终交通流分配结果如下图所示：
5 运行状态评估
路段、交叉口的负荷度(即V/C)是衡量交通服务质量的主要指标，是划分城市道路路段与交叉口的服务水平的依据。

根据城市道路路段及交叉口的服务水平要求，可以由背景交通的服务水平求得项目建成后各路段与交叉口的服务水平最大允许下降负荷度，进而求得各路段与交叉口的最大允许新增交通量。

交通负荷度用于城市道路网的分析时，不同等级的道路对负荷度的要求也各不相同，根据城市道路设计规范的要求，各级道路拥挤程度的要求通常为下表所示。

各类道路路段V/C指标要求
5.1路段交通负荷度分析
5.1.1 现状交通流分配道路交通负荷度如下图：
经分析：V/C大于1的路段为拥挤路段，比较明显的有北三环西路、中关村南大街；V/C为0的路段为小区边缘路段，不参与交通流分配；V/C在0、1之间的路段为非拥挤路段，大多数路段通行顺畅；V/C值为1的路段也为拥挤路段，例如皂君庙路。

5.2.1重力模型法预测：利用用户平衡法，得到未来1年交通流分配道路负荷度：
经分析：V/C大于1的路段为拥挤路段，比较明显的有北三环西路、四道口路、皂君庙路、篱笆房路；V/C为0的路段为小区边缘路段，不参与交通流分配；V/C在0、1之间的路段为非拥挤路段，大多数路段通行顺畅，特别的中关村南大街、高粱桥斜街，存在路段V/C值接近1，已超过设计标准。

5.2.2利用容量限制法预测，得到的未来1年交通流分配道路负荷度：
经分析：V/C大于1的路段为拥挤路段，比较明显的有北三环西路、四道口路、大慧寺路；V/C为0的路段为小区边缘路段，不参与交通流分配；V/C值为1的路段也是拥挤路段，例如：皂君庙路；V/C在0、1之间的路段为非拥挤路段，大多数路段通行顺畅，特别的中关村南大街、高粱桥斜街、大慧寺北路，存在路段V/C值接近1，已超过设计标准。

综合分析现状和未来1年交通流分配负荷度，北三环西路和中关村南大街存在路段交通负荷度总是大于1，拥挤现象严重；大慧寺路未来1年交通负荷度会大于1，将来也会呈现出拥挤现象；皂君庙路总是存在路段交通负荷度接近1，存在拥挤现象；另外，高粱桥斜街未来1年路段交通负荷度接近0.9，也将出现拥挤现象。

5.2 交叉口交通负荷度分析
针对利用重力模型用户平衡法预测所得未来1年的交通流，选取中关村南大街-大慧寺路丁字交叉口，作交叉口负荷度分析如下：
经分析：大慧寺路整体交通负荷度高，存在拥挤现象。

由北向南左转方向交通负荷度高，负荷度值为0.735，大慧寺路拥挤；由东向西右转方向交通负荷度较高，负荷度值为0.625，中关村南大街拥挤。

由南向北直行和右转交通负荷度均较低，车辆运行畅通。

5.3 改进意见
针对北下关道路实际运行情况所出现的问题，我们给出以下改进意见：
●优化用地布局，减少过境交通。

城市用地布局不合理，会增加不必要的交通流。

城市
人口密度过大，建设用地开发强度过高，也会导致交通流过于聚集。

因此，优化用地布局，是减少过境交通的根本途径，适当疏散过密人口，适当降低建设强度，是解决城市交通问题"釜底抽薪"之策。

●建立先进的公共交通系统。

我国城市人口密度大，建设容量大，完全不具备充分发展小
汽车、以小汽车作为代步工具的城市道路条件。

因此，要尽快着手考虑，并建立先进的公共交通系统，是城市交通发展的必然和最优选择。

北下关土地面积不大，但人口非常多，发展先进的地面公交系统，是一种比较好的选择。

●加强交通管理高科技的发展。

交通管理高科技的运用，是充分利用城市交通设施的时
间资源和空间资源的有效办法。

在美国以发展交通智能化管理为特色，在日本以交通诱导/控制与管理为目的的交通信息系统已覆盖全国。

因此，北京市（包括北下关）应从自身的交通特点出发，提出发展交通管理高科技的目标和措施，建立适应于自身的智能
交通系统结构体系，包括：先进的交通信息系统，先进的交通诱导和控制系统、先进的公共交通系统、紧急交通救援管理系统，新物流交通系统。