交通规划第四章

三、交通网络模型
路段与节点连接矩阵 A 表示各路段的起始节点和终了节点 I×A矩阵（行数I = 节点个数，列数A = 路段数） i行a列元素： 节点 i 是路段 a 的起始节点 1
δ ia = − 1
0 节点 i 是路段 a 的终了节点 否则
路段与路径连接矩阵
节点邻接关系矩阵 Z 表示各节点邻接哪些节点（有路段直接相连） I×I矩阵（I = 节点数） i行j列元素 δ j = 1 节点 i 与 j 之间有路段存在
三、交通网络模型
交通网络模型 例：道路安全巡查的“一笔画”问题
实际道路网 道路网模型
俗称“一笔画” 拓扑学(Topology)，图论(Graph TheorHale Waihona Puke Baidu)
任何交通网络都可以用假想的节点和线段建立网络模型， 对节点和线段的假设不同，可以构成不同的模型 通常以交叉口或车站为节点，以线路为线段，最为直观
2M J= N
J：道路网连接度 M：道路网中路段数 N：道路网中节点数
R=1.414
表4-3：放射状环形 > 斜线形 > 棋盘形 > 单纯放射式 但是，从使用考虑，少绕路！ 从建设考虑，在满足需求的前提下，缩短总长度！
对实际路网的研究结论 城市道路：R≈1.3，不受城市形状的影响 公路：R=1.14~1.25，和路网包含的道路种类有关
i
∞
否则
三、交通网络模型
例
三、交通网络模型
建模过程 确定建模对象道路及交叉口； 利用电子地图、CAD图等确定各节点的坐标（经纬度）； 每个节点和路段赋予编号； 建立节点及路段属性数据； 建立连接矩阵。
路段与节点连接矩阵
节点邻接关系矩阵
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三、交通网络模型
几个问题的处理 虚拟节点 发生吸引点 (Centroid，质心) 域外的发生吸引点
二、交通网络规划
中国： 快速路：快速疏解跨区域的长距离交通，提 高路网总体容量和疏解能力 主干路：承担跨区域长距离或较长距离交通 次干路：为快速路和主干路承担交通的分流 和集散，兼具交通和生活两种功能 支路：为地区或地块的出入交通服务 构成城市路 网主骨架
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二、交通网络规划
我国城市道路划分的主要技术条件
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二、交通网络规划
道路网布局 均等分布的4个点的连接
二、交通网络规划
道路网布局评价（古木，1988） 地点的连接方式（京都市198个小学） 最短树：各点以直线相连时，总长度最短的道路网 外延树：道路从市中心向外延伸，且总长度最短的路网
斯坦纳树 2.73 1.44 1.67 等距离 2.82 1.41 2
二、交通网络规划
评价指标 道路总长度：建设费用 平均距离：任意两点间 绕行率（非直线系数） 效益 g ij = si s j / d ij 投资效果：单位道路长度的效益
推销员路径
汉密尔顿回路
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二、交通网络规划
评价结果
连接方式 总长度 (km) 平均距离 (km) 绕行率 效益 (千人)2/m 推销员 汉密尔顿 最短树 外延树 路径 回路 153.4 14.3 2.33 112.8 743 162.0 10.8 1.84 130.8 802 192.7 50.4 10.2 65.0 335 212.1 48.7 9.67 65.5 308 完全图 现状 路网
二、交通网络规划
干道间距：次干道≥300米，主干道≥600米 道路面积率：道路用地面积占城市建设用地面积的比例 人均道路面积：城市居民人均占有的道路面积 道路网连接度：路段之间的连接程度
二、交通网络规划
非直线系数：R=道路距离/直线距离
0.707 0.707 1 1.571 1 R=1.571 X Y u R=(X+Y)/u
起点
三、交通网络模型
交通网络模型的状态变量 交通量： 单位时间通过的车辆数或出行(乘车)人次 交通费用 货币费用：车费，通行费，汽油费 通行时间：可换算成货币费用 交通量和交通费用均可按路段、路径、OD对等分别定义 路段交通量，路径交通量，OD交通量，发生/吸引量等 路段时间/费用，路径时间/费用，OD间时间/费用等
路段与路径连接矩阵 ∆ 表示各路径由哪些路段构成 A×R矩阵（行数A = 路段数，列数R = 路径数目） a行r列元素 1 路径 r 中包含 a 路段 δ ra =
0 否则
路段与路径连接矩阵
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三、交通网络模型
假设②、③、④都是终点， 则，OD对有三个，①②、①③、①④ 对于①②：一条路径 1 （①→②） 对于①③：两条路径 1、3 （①→②→③） 2 （①→③） 那么： 路径与OD连接矩阵
第四章 交通网络布局规划与设计
一、概述 二、交通网络规划 三、交通网络模型
一、概述
交通规划的主要内容 交通网络规划：从交通体系有效利用的角度，综合考虑不 同方式、不同线路在空间上的分布、组合及相互连接 全国或区域间的道路、铁路、港口、机场等交通网布局 城市内铁路、道路、轨道交通等交通设施网布局 交通线路规划：规划连接两个地点的交通线路的路径、平 纵曲线及车道数等具体的规格 交通枢纽规划： 规划：布局，规模，选址 设计：功能布置、集疏方案、交通流线组织等
终点
三、交通网络模型
用矩阵表示交通网络模型 路径与OD连接矩阵 E 表示各OD对之间有哪些路径 P×R矩阵（行数P = OD对个数，列数R = 路径数目） p行r列元素： p 1 路径 r 连接 OD 对 p δr =
0 否则
三、交通网络模型
例 假设只有④是终点，则OD对只有一个，即①④ 路径一：1、4 （①→②→④） 路径二：1、3、5 （①→②→③→④） 路径三：2、5 （①→③→④） 则： 路径与OD连接矩阵
1
二、交通网络规划
道路的功能 交通功能：保证交通的机动性 生活功能：保证沿线地块、建筑物进出方便 土地利用诱导功能：引导土地利用，形成城市的骨架 空间功能：形成城市公共空间 采光、通风、广场等生活空间； 容纳上下水、燃气、电力电信、地铁等城市基础设施 及地下商业街等； 防灾减灾空间（防止火灾蔓延、避难通道等）； 城市景观
一、概述
交通网络与交通规划 城市交通网络：道路网 + 地面公交网 + 轨道交通网 各个网络不是独立起作用的，市民根据出行目的和出行地 点等，选择不同的网络完成交通出行 交通网络规划：一般以交通干线为对象，注重交通效率 交通规划： 以整个城市为对象：交通网络规划 以局部地区为对象：（地区）交通规划 注意： 地区交通规划应与交通网络规划相协调 步行自行车交通规划可以以整个城市为对象，但应与干线 网络相独立，如，快速路沿线不规划连续的人行道。
二、交通网络规划
英国： 干道(Trunk Urban)：承担长距离交通出行 A道路(Principal Urban)：承担区域间出行，支撑干道网 B道路(Urban Minor Roads)：承担区域交通出行 C道路(Urban)：服务区域日常出行，一般不设交通标志 日本： 汽车专用道路：有出入限制 主要干线道路：处理城际交通及过境交通 干线道路：形成城市骨架以及近邻居住区 辅助干线道路：近邻居住区内的干道 区划道路：服务于沿线地块
三、交通网络模型
虚拟路段 换乘等非实际道路 道路的集约 平行道路； 对象种类以外的低等级道路； 域外道路。
三、交通网络模型
交叉口 不考虑流动方向时：无向路段 考虑流动方向时：有向路段 立交 不考虑匝道流动时：普通交叉口 考虑匝道流动时：虚拟路段
三、交通网络模型
主路与辅路 一般分成不同的路段 需注意匝道流动方向 辅路位于主路两侧 须考虑辅路流动方向：辅路有向 需注意匝道流动方向
连接方式 总长度 平均距离 连接度
最短树 ฀ 3 1.67 1.5
฀ ฀ 最小环
4 1.33 2
฀集中式 ฀ ฀ 完全图 ฀ ฀
3.41 1.71 1.5 6.82 1.14 3
最短树
外延树
二、交通网络规划
推销员路径：从最近的两点开始，依次连接最邻近的点， 形成一条路径（汉密尔顿路径） 汉密尔顿回路：将推销员路径的起点和终点连接起来，形 成一条封闭道路 完全图：所有点均相 互连接构成的道路网
城市交通网络配置的基本要求 与交通量、交通性质相适应： 区分生活交通、市内交通与过境交通 各类道路形成合理的层次 各种交通方式合理搭配
换乘站
二、交通网络规划
快速路 5% 27~32% 32% 33~36% 主干路 次干路 支路
城市交通网络配置的基本要求 与区域规划、城市总规相统一： 支撑城市功能、活动及土地利用 TOD(Transit Oriented Development, 以公交为导向的开发)
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三、交通网络模型
模型的结果 节点的属性数据：编号、坐标、是否发生吸引、换乘等 路段的属性数据： 编号、起点编号、终点编号； 长度、最高车速； 通行能力、QV特性、车道数； 通行方向（单向、双向、禁行、禁止转向、限行） 高速/普通，收费费率； 图示方式（显示/隐藏，实线/虚线）、颜色等 道路等级、断面及宽度构成、规划/现状等 道路名称
二、交通网络规划
道路 地面上供人或车马通行的部分（百度百科） 汽车交通的基础、支撑物（《交通工程学》） (城市道路)指城市供车辆、行人通行的，具备一定技术条 件的道路、桥梁及其附属设施（城市道路管理条例） 指公路、城市道路和虽在单位管辖范围但允许社会机动车 通行的地方（道路交通安全法） 有一定的线形和宽度、由路基和路面等构成的、供车辆、 行人通行的建造物
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三、交通网络模型
交通网络模型的要素 节点(node, vertex)：交叉口、车站等 起点(Origin)，发生点 OD对 终点(Destination)，吸引点 路段(link, arc, edge)：道路或道路组合 有向路段(arc)：单向通行 无向路段：双向通行 路径(path, route)：起点到终点的路段子集
三、交通网络模型
作业：建立相城区政府周边城市道路网模型，给出各节点坐 标（经纬度）以及各路段主要的属性数据 华元路、227省道(主路及辅路)、阳澄湖东路、相城大道 澄阳路、澄虹路，嘉元路、纪元路 提交：5月5日(周一)前
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三、交通网络模型
哥尼斯堡七桥问题 俄罗斯海港城市，加里宁格勒 18世纪，普雷格尔河
123472 626.7 6.3 1.00 216.0 1.74 6.9 1.10 198.7 317
投资效果(人2/m2)
能否每座桥都走一 次，最后仍回到起 始地点？
三、交通网络模型
哥尼斯堡七桥问题 欧拉(L. Euler)：1707~1783 瑞士，数学家，物理学家 把陆地视为点，桥视为线 一个点须有两条线与其他点相连（进出一块陆地，要经 过两座桥）
二、交通网络规划
城市道路网：城市范围内由不同功能、等级、区位的道路，以 一定的密度和适当的形式组成的网络结构 城市道路网的基本形式
方格形
带形
放射状环形
斜线形
复合型
城市道路网的骨架：干线道路以上的道路，因城市规模而异 大城市：快速路、主干道、次干道 中等城市：主干道、次干道 小城市：干道
二、交通网络规划
二、交通网络规划
道路的种类 美国： Function classification guideline，1969年 主干道(Principal arterials)：连接主要功能区，承担主 要过境交通。分为州际道路、高速快速路 次干道(Minor arterials)：连接主干道，交通功能为主， 集散分流区域交通，承担城际公交服务 集散道路(Collector streets)：承担市内日常出行，连接 交通吸引点，支撑上两级路网，城市公交主要网络 支路(Local streets)：直接连接各个交通吸引点，服务 性为主，不承担公共交通，禁止过境交通
轨交 火车站 火车站
东京郊区：以车站为中心开发
首尔郊区：以道路为中心开发
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二、交通网络规划
城市交通网络配置的基本要求 与城市环境、历史文化及景观、地形地貌相协调
二、交通网络规划
城市道路网评价指标 道路网空间布局的合理性与有效性 道路网密度：区域内单位面积的道路长度
中山市：孙文西路步行街
休斯顿轻轨交通 东京市中心：7.48km/km2 北京CBD地区：5.28km/km2