运输系统规划与设计课程设计报告材料.pdf

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1、实用文档 文案大全 南通大学交通学院 学生课程设计报告 实验课程名称运输系统规划与设计课程设计 学院交通学院专业班交通运输年级121 学 生 姓 名李前程学号1226032044 课 程 老 师陶怀仁、毛霖 开 课 时 间2014 至2015 学年第1 学期 总 成 绩 实用文档 文案大全 一、课程设计目的和意义 运输系统规划与设计课程设计是交通运输专业的学科基础必修课，学生在 掌握运输系统规划与设计的理论知识之后，在本课程设计中进行模拟规划训练， 初步掌握运输系统规划与设计的基本方法和实施步骤。 二、课程设计时间 本课程设计时间为第19 个教学周，共历时1 周。 三、课程设计的基本任务 课程

2、设计的基本任务：采用运输系统规划与设计理论中较成熟的“四阶段 法” （运输需求预测、运输需求分布、运输方式选择，交通网络分配），以某地区 的运输系统规划与设计为载体，进行简单的运输系统规划与设计设计，以达到熟 练应用相关理论进行规划的目的。 四、课程设计的设计步骤与具体过程 本次课程设计对某地区以2013 年为基年， 2020年为规划年， 对 2020 年道路 网规划进行规划。 根据理论与实践相结合的原理，将该地区划分为 7 个交通小区 如图 1 所示，基年的道路网分布如图2 所示。 图 1 某地区的交通小区划分示意图 实用文档 文案大全 图 2 基年某地区的道路网分布图（比例尺1：500,0

3、00） （一）社会经济预测 已知该地区的经济发展和人口规模的历史数据如表1； 表 1 该区经济发展与人口规模历史数据 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 GDP 109.2 127.2 144.6 159.8 179.2 204.5 240.4 281.6 339.2 406.6 489 601.5 （亿元） 人口 60.2 61.5 64.6 68.6 71.4 73.7 76.6 79.3 82.4 85.2 88.1 90.9 （万人） 根据表格数据绘制出该地区已知各年份的GDP 与人口数据折线趋势图，如

4、图3.图 4。 图 3 某地区各年份GDP 增长折线趋势图 GDP （亿元） 109.2 127.2 144.6 159.8 179.2 204.5 240.4 281.6 339.2 406.6 489 601.5 0 100 200 300 400 500 600 700 200220032004200520062007200820092010201120122013 GDP （亿元） 实用文档 文案大全 图 4 某地区各年份人口增长折线趋势图 根据两幅折线趋势图可以看出该地区各年份的GDP 及人口的大致增长趋势，再根据表 格中的数据计算出各年的增长率，处理后的数据如表2。 表 2 该区经

5、济发展与人口规模历史数据处理表格 由处理后的数据表可以得出该地区的GDP 平均增长率为17%，人口增长率为4%，通 过公式 1 *(1) NNN PP N- 年份 P -GDP 或人口 - 增长率 可以得出： 2020 20132014201520162017201820192020 77 2013 ()*(1)*(1)*(1)*(1)*(1)*(1)*(1) *(1)601.5*1.171805.25 PGDPP P（亿元） 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 平均 值 GDP 109.2 127.2 144

6、.6 159.8 179.2 204.5 240.4 281.6 339.2 406.6 489 601.5 （亿元） 各年增 长率0.16 0.14 0.11 0.12 0.14 0.18 0.17 0.20 0.20 0.20 0.23 0.17 人口 60.2 61.5 64.6 68.6 71.4 73.7 76.6 79.3 82.4 85.2 88.1 90.9 （万人） 各年增 长率0.020.050.060.040.030.040.040.040.030.030.030.04 人口（万人） 60.261.5 64.6 68.6 71.4 73.7 76.6 79.3 82.4

7、85.2 88.1 90.9 0 20 40 60 80 100 200220032004200520062007200820092010201120122013 人口（万人） 实用文档 文案大全 2020 20132014201520162017201820192020 77 2013 ()*(1)*(1)*(1)*(1)*(1)*(1)*(1) *(1)90.9*1.04119.62 PP P 人口 （万人） 根据 2002 年-2013 年该地区的GDP 与人口平均增长率，通过计算可预测出2020 年该地区 的 GDP 大约为 1805.25 亿元，人口大约为119.62 万人。 （二）

8、出行生成预测 调查得出该地区现状OD 分布矩阵如表 3，采用增长率法预测每个交通小区 的出行产生量和出行吸引量。 表 3 现状 OD 分布矩阵 O D 1 2 3 4 5 6 7 1 0 2986 843 145 2354 1237 371 7936 2 1986 0 3216 254 16650 2056 1152 25314 3 1045 3658 0 130 2756 1305 462 9356 4 168 347 182 0 174 93 128 1092 5 2189 9843 1653 346 0 8693 2030 24754 6 1487 5698 833 252 4334 0

9、 1527 14131 7 685 1768 428 88 1393 922 0 5284 7560 24300 7155 1215 27661 14306 5670 87867 . 思想方法：交通生成预测市交通需求四阶段预测中的第一阶段，是交通需求 分析工作中最基本的部分之一，其目标是求得各个对象地区的交通需求总量，即 交通生成量， 进而在总量的约束下，求个小区的发生与吸引交通量。交通生成总 量的预测方法主要有原单位法、增长率法、交叉分类法和函数法。 除此之外还有 利用研究对象地区过去的交通量或经济指标等的趋势法和回归分析等方法。 利用各小区发生量 /总发生量的比例系数和2020 年预测人口

10、 /2013 年预测人 口的比例系数的加权比例对未来各小区的人数进行预测，并用总量控制法进行调 整。 利用各小区吸引量 /总吸引量的比例系数和2020 年 GDP/2013 年 GDP 的比例 系数的加权比例对未来各小区的GDP 总值进行预测，并用总量控制法进行调整。 增长率法是用其他指标的增长率乘以原单位求出将来生成交通量的方法。 iii =F* N OO 实用文档 文案大全 式中 i F- 发生于吸引交通量的增长率，其计算公式为： iii =*F 其中 i i = i 目标年度小区的预测人口 基准年度小区的人口 i i = i 目标年度小区的人均 GDP 基准年度小区的人均 GDP 联系公

11、式，由表二数据可得 119.62 =1.32 90.9 ， 1805.25 601.5 =/2.28 119.6290.9 *1.32*2.283.01 i F 再根据公式 iii =F* N OO 得到表 4 表 4 预测 OD 分布矩阵 O D1 2 3 4 5 6 7 1 0 8987.86 2537.43 436.45 7085.54 3723.37 1116.71 23887.36 2 5977.86 0 9680.16 764.54 50116.5 6188.56 3467.52 76195.14 3 3145.45 11010.58 0 391.3 8295.56 3928.05

12、 1390.62 28161.56 4 505.68 1044.47 547.82 0 523.74 279.93 385.28 3286.92 5 6588.89 29627.43 4975.53 1041.46 0 26165.93 6110.3 74509.54 6 4475.87 17150.98 2507.33 758.52 13045.34 0 4596.27 42534.31 7 2061.85 5321.68 1288.28 264.88 4192.93 2775.22 0 15904.84 22755.6 73143 21536.55 3657.15 83259.61 430

13、61.06 17066.7 264479.67 （三）交通分布预测 采用增长函数法和重力模型法对2020 年各小区之间的交通分布进行预测。 各小区之间的交通阻抗采用各小区重心之间的直线距。 1.思想方法：交通分布预测是交通规划四阶段预测模型的第二步，是把交通 的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量转换成小区之间的空间OD 量，即 OD 矩阵。本报告中对交通分布的预测采用增长系数法中的平均增长系数法。在 交通分布预测中，增长系数法的原理是，假设在现状交通分布量给定的情况下， 实用文档 文案大全 预测将来的交通分布量。 利用平均增长系数法对2020年各小区之间的交通分布进行预测： 2.计算过程：

14、（1） 求发生交通量增长系数F 0 Oi和 吸引交通量增长系数F 0 Dj F 0 O1=U1/O 0 1=22756/7560=3.0101 F 0 D1=V1/D 0 1=23887/7936=3.0100 F 0 O1=U2/O 0 2=3.1509 F 0 D1=V2/D 0 2=3.1426 F 0 O1=U3/O 0 3=3.0686 F 0 D1=V3/D 0 3=3.1368 F 0O1=U4/O04=3.0267 F 0D1=V 4/D 04=3.1140 F 0 O1=U5/O 0 5=3.1782 F 0 D1=V5/D 0 5=3.1124 F 0O1=U6/O06=3

15、.1041 F 0D1=V 6/D 06=3.1336 F 0 O1=U7/O 0 7=3.0617 F 0 D1=V7/D 0 7=3.1302 (2) 第一次近似： qij 1=q ij 0*（F0 Oi+F 0 Dj）/2 如表 5 所示： 表 5 第一次近似OD 分布矩阵 （3）重新计算 F1Oi和 F1Dj F 1O1=U1/O11=26958/27199=0.9911 F 1D1 =V1/D 11=28859/28858=1.000035 F 1 O1=U2/O 1 2=1.0035 F 1 D1=V2/D 1 2=0.999989 F 1 O1=U3/O 1 3=0.9911 F

16、 1 D1=V3/D 1 3=1.000000 F 1 O1=U4/O 1 4=0.9855 F 1 D1=V4/D 1 4=1.000000 F 1 O1=U5/O 1 5=1.0053 F 1 D1=V5/D 1 5=0.999989 F 1 O1=U6/O 1 6=0.9975 F 1 D1=V6/D 1 6=0.999981 F 1 O1=U7/O 1 7=0.9908 F 1 D1=V7/D 1 7=1.000000 O D1 2 3 4 5 6 7 1 0 8988 2537 436 7086 3723 1117 23887 2 5978 0 9680 765 50117 6189

17、 3468 76195 3 3145 11011 0 391 8296 3928 1391 28162 4 506 1044 548 0 524 280 385 3287 5 6589 29627 4976 1041 0 26166 6110 74510 6 4476 17151 2507 759 13045 0 4596 42534 7 2062 5322 1288 265 4193 2775 0 15905 22756 73143 21537 3657 83260 43061 17067 264480 实用文档 文案大全 （4）收敛判定 由于 F1Oi和 F 1 Dj系数均小于 3%的误差

18、，因此不需要继续迭代。 上表即位 平均增长系数法所求2020 分布交通量。 （四）交通方式选择 换算基础资料：交通方式划分是四阶段法中的第三个阶段。所谓交通方式划 分就是出行者出行时选择交通工具的比例，它以居民出行调查的数据为基础，研 究人们出行时的交通方式选择行为，建立模型从而预测基础设施或交通服务水平 等条件变化时交通方式间交通需求的变化。 表 6 车型分类及车辆折算系数 注：交通量换算采用小客车为标准车型。 各小区之间交通分布见表7。 车型折算系数荷载及功率备注 机 动 车 汽 车 小客车1.0 额定座位 19座 大客车1.5 额定座位 19 座 小型货车1.0 载质量 2 吨 中型货车

19、1.5 2 吨14 吨 拖挂车3.0 包括半挂车、 平板拖车 集装箱车3.0 摩托车1.0 包括轻骑、 载货摩托车 及载货 （客） 机动三轮 车等 拖拉机4.0 非机动 车 人畜力 车 畜力车4.0 人力车1.0 包括人力三轮车、 手推 车 自行车0.2 包括助动车 实用文档 文案大全 表 7 各种出行方式相关数据 出行方式步行 自行车 公交车 出租车 城市快轨单位班车单位小汽车私家车 百分比 () 27.6 5.9 40.1 2.9 2.4 6.4 2.4 12.1 平均单车载客量（人）1 50 4 30 40 4 4 满载率100% 80% 75% 80% 51% 40% 36% 折算系数

20、0.2 2.5 1.0 2.5 2.5 1.0 1.0 按照提供的出行比例等相关数据将出行转化为标准交通量，就是用总的出行 次数乘以某种出行方式占总出行方式的百分比，除以单车载客量和满载率， 然后 乘以其车辆折算系数， 将不同出行方式折算后的结果求和，即可得到转化后的标 准交通量。 公交车这算结果： 40.1%1.5/50/80%=0.01510万次/日 出租车折算结果： 2.9%1.0/4/75%=0.0097万次/日 城市快轨折算结果： 2.4%1.5/30/80%=0.0015万次/日 单位班车折算结果： 6.4%1.5/40/51%=0.0047万次/日 单位小汽车折算结果： 2.4%

21、1.0/4/40%=0.015万次/日 私家车折算结果： 12.1%1.0/4/36%=0.084万次 /日 对各出行方式折算结果求和： 0.0118+0.01510+0.0097+0.0015+0.0047+0.015+0.084=0.13 万次/日 划分结果： 对不同小区之间的交通量进行折算，得到结果如下表所示： 表 8 折算后的 OD 分布矩阵 D O 1 2 3 4 5 6 7 1 01414.4394.8167.471119.17582.14173.55 2 930.5401507.48118.437922.98968.5539.5 3 489.191732.77060.581310

22、.4614.25216.19 4 78.39163.885.02082.4243.6859.67 5 1021.414646.98771.55160.5504077.71946.66 6 695.892698.02390117.262059.850714.22 7 320.45836.68200.3340.95661.7433.550 （五）交通分配 2020年道路网规划图，将各交叉口进行标号，对交通网络进行抽象： 实用文档 文案大全 图 5 基年某地区的道路网分布图（比例尺1：500,000） 图 6 各小区之间的距离 表 9 邻接矩阵 i j1234567 10110000 2101100

23、0 31100100 40100110 50011001 60001001 70000110 1 2 3 5 6 18 16 10.5 12 11.5 7.5 10.5 14.5 7 4 7 实用文档 文案大全 表 10 邻接目录表 iR(i)R(i，j） 122,3 231,3,4 33,1,2,5 432,5,6 533,4,7 624,7 725,6 表 11 阻抗矩阵（阻抗见表13） i j 1234567 102738.4 227028.815.75 338.428.8027.6 415.7501815.75 527.618034.8 615.75016.8 734.816.80 表

24、 12 道路通行费用 道路类型设计车速 (km/h) 通行能力 (pcu/h) V/C 行程车速 (km/h) 主干路 40 4000 0.45 34 0.60 26 0.77 15 次干路252000 0.45 20 0.60 14 0.77 9 表 13 各路段车速及长度 路段1-2 1-3 2-3 2-4 3-5 4-5 4-6 5-7 6-7 行程车速34 20 14 26 20 14 34 20 14 设计车速40 25 25 40 25 25 40 25 25 V/C 0.45 0.45 0.6 0.6 0.45 0.6 0.45 0.45 0.6 路段长度18 16 12 10.

25、5 11.5 7.5 10.5 14.5 7 实用文档 文案大全 道路交通阻抗函数（简称路阻函数）是指路段行驶时间（交叉口延误）与路 段（交叉口）交通负荷之间的函数关系，是交通网络分析的基础。本报告中采用 美国联邦公路局路阻函数模型对该区域内道路交通阻抗进行计算。 其函数模型为： CVtt/1 0 式中： t两交叉口之间的路段行驶时间（min） ； 0 t交通量为 0 时，两交叉口之间的路段行驶时间（min） ； V 路段机动车交通量（辆 /h） ； C路段实用通行能力（辆 /h） ； 、参数，建议取15. 0，4。 根据已知条件对区域内路网路阻进行计算，得到结果如下表所示。 表 14 区域内

26、路网路阻 路段1-2 1-3 2-3 2-4 3-5 4-5 4-6 5-7 6-7 t0（min） 2738.428.815.7527.61815.7534.816.8 t (min) 27.1738.6429.3616.0627.7718.3515.8535.0117.13 容量限制法交通分配 在图 6 所示的交通网络中，路段行驶见表13。预测 OD 矩阵见表 5。 各 OD 量作用点之间的最短路线可用寻找最短路的各种方法确定，在本报告 中，最短路线如表6.9 所示。 计算各路段的行驶时间。 由所给表格可得第一级时间参数初始路阻 0 t，如下 图所示： 图 7 第一级时间参数初始路阻 确定

27、最短路线。 根据图 7 计算各 OD 量作用点间的最短路线可用寻找最短路 的各种方法确定，最短路线如表15 所示： 1 2 3 5 6 27 38.4 15.75 28.8 27.6 18 15.75 34.8 16.8 4 7 实用文档 文案大全 表 15 最短路线表 采用最短路径（全有全无）分配方式在个OD 点对最短路径上分布，累加结果如 下图： 图 8 最短路径分布累加结果 五、课程设计总结 这次课程设计我通过对交通状况的研究，对交通运输规划交通分配有了更多 的理解，掌握了交通分配的主要知识和方法。让我明白了交通网络的概念对一个 交通运输系统进行科学合理的交通分配有利于合理配置当地的交通

28、网络，才能使 交通运输系统与地区的经济社会等其他系统协调发展，从而获得最佳的经济效 益、社会效益和生态效益， 为当地广大人民群众的生产和生活创造最有利的交通 运输环境。 这次课程设计增加了我的专业知识的同时也丰富了我的生活阅历。在此任务 中也遇到一些问题和困难， 但通过老师和朋友的帮助终于顺利完成任务，在此我 OD 点 对 最 短 路 线 OD 点 对 最短路 线 OD 点 对 最短路 线 OD 点 对 最 短 路线 OD 点 对 最短路 线 OD 点 对 最短路 线 OD 点 对 最 短 路 线 1-2 1-2 2-1 2-1 3-1 3-1 4-1 4-2-1 5-1 5-4-2-1 6-

29、1 6-4-2-1 7-1 7-6-4-2-1 1-3 1-3 2-3 2-3 3-2 3-2 4-2 4-2 5-2 5-4-2 6-2 6-4-2 7-2 7-6-4-2 1-4 1-2-4 2-4 2-4 3-4 3-2-4 4-3 4-2-3 5-3 5-3 6-3 6-4-2-3 7-3 7-5-3 1-5 1-2-4-5 2-5 2-4-5 3-5 3-5 4-5 4-5 5-4 5-4 6-4 6-4 7-4 7-6-4 1-6 1-2-4-6 2-6 2-4-6 3-6 3-2-4-6 4-6 4-6 5-6 5-4-6 6-5 6-4-5 7-5 7-5 1-7 1-2-4-

30、6-7 2-7 2-4-6-7 3-7 3-5-7 4-7 4-6-7 5-7 5-7 6-7 6-7 7-6 7-6 1 2 3 4 6 5 7 3046.68 3356.73 489.19 394.81 2407.6 1982.5 10936.64 7159.1 12165.87 7059 971.88 1526.59 9906.65 11184.42 862.03 1162.85 1631.63 1486.9 实用文档 文案大全 体会到团队力量的伟大， 也明白了只有努力才能成功。 最后通过这次设计同时也 让我发现了自己在这些方面存在很多不足的地方，我要继续努力学好这方面的知 识。 一个星

31、期的课程设计终于结束了，过程曲折，可谓一言难尽。在此期间我失 落过，也曾一度热情高涨，其中的点点滴滴令我无比回味。通过这次课程设计， 加强了我的动手、思考和解决问题的能力。在设计过程中， 经常会遇到这样那样 的情况，就是心里想老着这样的做法可不可以行得通，但实际实现不了。我觉得 做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强， 由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用，而且考 试内容有限， 所以在这次课程设计过程中， 我们了解了很多并且对于设施规划在 实际中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂， 做完课程 设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。认识来

32、源于实践，实 践是认识的动力和最终目的， 实践是检验真理的唯一标准。 所以这次课程设计对 我们的作用是非常大的。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不 变的话题。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习 中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务， 一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契， 多少人间欢乐在这里洒 下，大学里四年的相处还赶不上这六七天的合作，我感觉我和同学们之间的距离 更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产 生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为

33、社会作出我们应 该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。 也许有人不喜欢这类的工作， 也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么， 只要人生活的有意 义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要 失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。 同时我认为我们的工作是 一个团队的工作， 团队需要个人， 个人也离不开团队， 必须发扬团结协作的精神。 某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远 远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误， 就有可能导致整个工作失 败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我 们这一点，这也是非常宝贵的。