交通規(guī)劃相關(guān)知識

1、交通規(guī)劃相關(guān)知識作者:日期:交通規(guī)劃交通規(guī)劃的定義： 根據(jù)國家/區(qū)域/城市社會與經(jīng)濟發(fā)展情況對交通運輸設(shè)施未來一段時間的發(fā)展做出安排，其主要內(nèi)容包括確定運輸線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、港站地點位置、能力規(guī)模及建設(shè)序列。其主要構(gòu)成要素為：需求要素、 供給要素和市場要素。 當(dāng)量交通量： 將實際車輛數(shù)換算為轎車數(shù)后的交通量； 交通規(guī)劃的內(nèi)容：1、交通調(diào)查：居民出行調(diào)查、貨物流動調(diào)查、機動車 OD 調(diào)查、斷面交通量調(diào)查；2、交通與土地利用3、交通需求預(yù)測 4、交通網(wǎng)絡(luò)布局與劃分 5、交通網(wǎng)絡(luò)分析評價道路通行能力：在一定道路和交通條件下，一定時間內(nèi)能通過道路某截面的最大車輛數(shù)。交通擁擠度：某截面的實際交通量與其通行能力之

2、比；交通小區(qū)分區(qū)遵照以下原則：現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)采集的方便性。均勻性和由中心向外逐漸增大。充分利用自然障礙物。包含高速公路匝道、車站、樞紐?？紤]土地利用。城市交通網(wǎng)絡(luò)基本形式：方格網(wǎng)式：優(yōu)點：各部分的可達(dá)性均等，秩序性和方向感較好，易于辨別，網(wǎng)絡(luò)可靠性較高，有利于城市用地的劃分和建筑的布置。缺點：網(wǎng)絡(luò)空間形式簡單、對角線方向交通的直線系數(shù)較小。帶狀：帶狀交通網(wǎng)是由一條或幾條主要的交通線路沿帶狀軸向延伸，并且與一些相垂直的次級交通線路組成類似方格狀的交通網(wǎng)。城市的土地利用布局沿著交通軸線方向延伸并接近自然，對地形、水系等條件適應(yīng)性較好。放射狀：放射狀交通網(wǎng)絡(luò)常被用于連接主城與衛(wèi)星城之間環(huán)形放射狀：以放

3、射狀交通線路承擔(dān)內(nèi)外出行，并連接主城與衛(wèi)星城；環(huán)形交通網(wǎng)承擔(dān)區(qū)與區(qū)之間或過境出行，連接衛(wèi)星城之間，減少衛(wèi)星城之間的出行穿越主城中心。自由式：該形式的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)多為因地形、水系或其它條件限制而使道路自由布置，因此其優(yōu)點是較好地滿足地形、水系及其它限制條件。缺點是無秩序、區(qū)別性差，同時道路交叉口易形成畸形交叉。道路網(wǎng)的可達(dá)性：指所有交通小區(qū)中心到達(dá)道路網(wǎng)最短距離的平均值。該指標(biāo)值越小，說明其可達(dá)性越好，路網(wǎng)密度越大。在交通網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點集 N 包括發(fā)生節(jié)點集 R、吸引節(jié)點集 S 和交叉口之類的交匯節(jié)點等。發(fā)生、吸引節(jié)點表示交通小區(qū)人口密集或政府行政機關(guān)的集中的地點。這些發(fā)生、吸引節(jié)點對與 rs 對應(yīng)，

4、并稱之為 OD 對。交通調(diào)查是一種用客觀的手段，測定道路交通流以及與其有關(guān)現(xiàn)象的片斷，并進(jìn)行分析，從而了解與掌握交通流的規(guī)律。其目的是為了向交通、城市建設(shè)規(guī)劃和環(huán)境保護以及交通管理等部門提供用于改善、優(yōu)化道路交通的實際參考資料和數(shù)據(jù)。交通調(diào)查的對象，主要是交通流現(xiàn)象。以及與交通流有關(guān)的國民經(jīng)濟、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、交通設(shè)施、交通環(huán)境行駛特性、地形、氣候、等等。交通調(diào)查的目的和作用見書 P19交通調(diào)查的內(nèi)容：交通運輸調(diào)查；社會經(jīng)濟及土地利用基礎(chǔ)資料調(diào)查；相關(guān)政策與法規(guī)調(diào)查；建設(shè)資金調(diào)查；交通規(guī)劃影響調(diào)查交通量：單位時間內(nèi)通過道路某一斷面或某一車道的車輛數(shù)或行人數(shù)，是描述交通流特性最重要的三個參數(shù)

5、之一。交通量調(diào)查的流程：明確調(diào)查目的和用途；明確調(diào)查區(qū)域或線路情況；明確調(diào)查站點位置；明確調(diào)查車輛種類、調(diào)查時間和周期；人員配備和分工；設(shè)計調(diào)查表格；匯總分析數(shù)據(jù)。車輛折（換）算系數(shù)：我國道路交通的特點之一就是混合交通嚴(yán)重，除了高速公路、一級公路和二級汽車專用公路是汽車專用道路外，其余道路都是汽車和其他車輛混合行駛。因此在交通量調(diào)查時，有必要根據(jù)調(diào)查目的，區(qū)分不同的車型分別記錄，以便于換算成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)車型。交通調(diào)查的計數(shù)方法：人工計數(shù)法；浮動車法；機械計數(shù)法浮動車法：調(diào)查時需要一輛測試車，調(diào)查時一名調(diào)查人員記錄對向開來的車輛數(shù)量；另一名調(diào)查人員記錄與測試車同向行駛的車輛中，被測試車超越的車輛和

6、超越測試車的車輛數(shù)；另外一人報告和記錄時間以及停始時間。行駛距離從里程表讀取。測試車一般需要沿調(diào)查路線往返行駛 1216 次。地點車速：指車輛通過道路某一點或某一斷面時的車速，亦稱為瞬時車速，是描述道路某地點交通狀況的重要參數(shù)。行程車速：亦稱為區(qū)間車速，是車輛在道路某一區(qū)間行駛的距離和時間的比值。行程車速是評價道路行車通暢程度和分析車輛發(fā)生延誤原因的重要數(shù)據(jù)。行駛車速： 是車輛在道路某一區(qū)間內(nèi)的行駛距離和行駛時間 （即行程時間中扣除停車延誤時間） 的比值。行駛車速是衡量道路服務(wù)質(zhì)量、估算路段的通行能力以及延誤原因的重要參數(shù)。臨界車速：又稱為最佳車速，指通行能力最大的車速，在理論上考慮通行能力時

7、采用。設(shè)計車速：指駕駛員在天氣良好、交通密度較低時所能維持的最高安全車速。設(shè)計車速是道路幾何設(shè)計的基本依據(jù)，也是表明道路等級和使用水平的主要指標(biāo)。時間平均車速：道路某一斷面上車速分布的平均值，即斷面上各車輛地點車速的算術(shù)平均值?？臻g平均車速：指在給定的路段上，同一瞬間車速分布的平均值。地點車速調(diào)查方法：人工測量法；雷達(dá)測速法；道路檢測器測量法；攝像法雷達(dá)測速法：利用反射波的多普勒效應(yīng)，當(dāng)雷達(dá)測速儀瞄準(zhǔn)被測車輛時，發(fā)射高頻微波，遇到車輛后反射回來，根據(jù)發(fā)射波和反射波的頻率差與車輛行駛速度成正比的關(guān)系，得到車輛的瞬時車速。道路檢測器測量法：道路檢測器測車速的基本原理是在測速地點選取一小段距離，兩端

8、均埋設(shè)檢測器，車輛通過前后兩個檢測器時發(fā)出信號，并傳送給記錄儀，記錄下車輛通過的時間，從而計算出車速。常用道路檢測器有電感式、環(huán)狀線圈式和超聲波式等，它們均設(shè)置在固定測站上，同時測量交通量。攝像法：在測量地點，量取若干段距離，做好標(biāo)記。將攝像機設(shè)置在視野良好的高處，防止行車道樹以及其它設(shè)施的遮擋，將攝像機對準(zhǔn)擬測路段，以一定的送片速度進(jìn)行錄像。根據(jù)汽車通過測定區(qū)間的錄像膠卷畫面數(shù)和畫面的時間間隔，即可求出車輛的地點車速。錄像時應(yīng)該詳細(xì)記錄開始時間、地點、方向、送片速度、氣候等，以免整理時發(fā)生錯誤。區(qū)間車速調(diào)查法：牌照法、跟車法、流動車測速法.上述三種方法的定義以及各自的優(yōu)缺點見書 P38O-D

9、 調(diào)查又稱為起訖點調(diào)查， 是對某一調(diào)查區(qū)域內(nèi)出行個體的出行起點和終點的調(diào)查，為分析出行個體的流動，也為交通流分配奠定基礎(chǔ)。其目的就是弄清交通流和交通源之間的關(guān)系，獲取道路網(wǎng)上交通流的構(gòu)成、流量、流向、車輛起訖點、貨物類型等數(shù)據(jù)，從中推求遠(yuǎn)景年的交通量，為交通規(guī)劃等工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。O-D 調(diào)查分為：居民 OD 調(diào)查；車輛 OD 調(diào)查；貨流 OD 調(diào)查 O-D 調(diào)查的方法：路邊詢問法；表格調(diào)查法；家庭訪問法；明信片調(diào)查法；車輛牌照法小區(qū)形心：指小區(qū)內(nèi)出行代表點，小區(qū)所有的出行從該點出發(fā)，擔(dān)不是該區(qū)的幾何中心。分區(qū)重心：代表同一分區(qū)內(nèi)所有出行端點的某一集中點，是交通區(qū)交通源的中心，它不一定是交通區(qū)

10、的幾何中心。查核線：為校核 OD 調(diào)查成果精度而在調(diào)查區(qū)內(nèi)部按人工或天然障礙設(shè)定的調(diào)查線，可設(shè)一條或多條，將調(diào)查區(qū)劃分為幾個部分，用以實測穿越該線的各條道路斷面上的交通量。期望線：其長短表明兩小區(qū)直線距離，線的寬窄表明兩小區(qū)內(nèi)出行量的大小主流傾向線：又稱綜合期望線，是將若干條流向相近的期望線合并匯總而成，目的是簡化期望線圖，突出交通的主要流向。交通小區(qū)的劃分原則見書 P53 抽樣調(diào)查是一種非全面調(diào)查，它是從全部調(diào)查研究對象中，抽選一部分單位進(jìn)行調(diào)查，并據(jù)以對全部調(diào)查研究對象做出估計和推斷的一種調(diào)查方法。交通調(diào)查抽樣的方法：簡單隨機抽樣法、系統(tǒng)抽樣法、分層抽樣法、整群抽樣法、多階段延誤是指由于道

11、路和環(huán)境條件、交通干擾以及交通管理與控制等駕駛員無法控制的因素所引起的行程時間損失，主要有：固定延誤、運行延誤、停車延誤、行程時間延誤、排隊延誤、引道延誤。交通需求預(yù)測的四階段法：一、交通發(fā)生與吸引；二、交通分布；三、交通方式劃分；四、交通量分配。交通的分布預(yù)測是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測獲得的各小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成小區(qū)之間的空間 OD 量。增長系數(shù)法：基于出行的起點和終點所在的小區(qū)的增長特性，利用現(xiàn)狀 OD 表計算未來的OD 表的方法。適用于小區(qū)或小區(qū)間的出行，不太受空間的阻撓因素的影響，而只受地區(qū)間產(chǎn)生及吸引特性影響的空間分布形態(tài)。常增長系數(shù)法；所有 OD 量的增長率僅與 i 小區(qū)的發(fā)生交通量

12、增長率有關(guān)，或僅與 j 小區(qū)的吸引交通量有關(guān)，或僅與生成交通量的增長率有關(guān)，是一個常數(shù)。平均增長系數(shù)法：假設(shè) i,j 小區(qū)之間的分布交通量的增長系數(shù)是（3）對于變化較小的 OD 表預(yù)測非常有效；（4）預(yù)測鐵路車站間的 OD 分布非常有效。缺點：（1）必須有所有小區(qū)的 OD 交通量；（2）對象地區(qū)發(fā)生如下大規(guī)模變化時，該方法不適用；（3）交通小區(qū)之間的交通量值較小時，存在問題；（4）因為預(yù)測結(jié)果因方法的不同而異；（5）缺乏合理性。無約束重力模型表達(dá)式及各個字母含義：見書 P139 重力模型的特點優(yōu)點：（1）直觀上容易理解；（2）考慮路網(wǎng)的變化和土地利用對人們的出行產(chǎn)生的影OD 交通量為零時，也能

13、預(yù)測；（4）能比較敏感地反映交行駛時間變化的情況缺點：（1）缺乏對人的出行行為的分析；（2）將出行費用視為定值；（3）重力模型使用了同一時間段；（4）求內(nèi)內(nèi)交通量時的行駛時間難以給出；（5）交通小區(qū)之間的距離小時，有夸大預(yù)測的可能性；（6）必須借助于其它方法進(jìn)行收斂計算。最大嫡模型計算步驟(Wilson模型）:第1步給出 g 值Oi 小區(qū)出行發(fā)生量增長系計增 優(yōu)點:j 小區(qū)出行吸算：長系數(shù)1）結(jié)構(gòu)簡單、實用的比較多；引量增長系數(shù)的平均值P129法例題 6-2的特點：2）適用于小時交通量或日交通量等的預(yù)測;響；（3）特定交通小區(qū)之間的通小區(qū)之間第2步求出mj 和 liO第 3步如果 mj 和li

14、 非收斂，則返回第2 步；反之，執(zhí)行第 4步。第 4步將 mj、li 和g 代入式（6-50）,求出qij,這時，如果總費用條件式(6-44) 滿足，則結(jié)束計算；反之，更新g 值，返回第 1步。Wilson 模型特點：能表現(xiàn)出行者的微觀行動；總交通費用是出行行為選擇的結(jié)果，事先給定脫離現(xiàn)實情況；各微觀狀態(tài)的概率相等，即各目的地的選擇概率相等的假設(shè)沒有考慮距離和行駛時間等因素。所謂交通方式劃分就是出行者出行選擇交通工具的比例，它以居民出行調(diào)查的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究人們出行時的交通方式選擇行為，建立模型從而預(yù)測基礎(chǔ)設(shè)施或者服務(wù)等條件變化時，交通方式間交通需求的變化。四階段法模型是首先預(yù)測總出行數(shù)，然后

15、將其按交通小區(qū)之間、交通方式之間、徑路之間利用某種經(jīng)驗規(guī)則計算的公式。因為是將數(shù)據(jù)按照交通小區(qū)統(tǒng)計之后建立預(yù)測模型而稱之為集計模型。非集計分析是與交通需求預(yù)測四階段法集計分析相對立而命名的。非集計分析交通需求預(yù)測，表現(xiàn)出行者個人是否出行，出行目的地、采用何種交通方式、選擇哪條徑路等形式，從選擇可能的備選方案集合中如何選取的問題，將得到的個人行動結(jié)果加載到交通小區(qū)、交通方式、徑路上而進(jìn)行交通需求預(yù)測。兩種方案間的相對優(yōu)劣僅取決于這兩種方案的特性，而與其他方案的特性無關(guān)，該性質(zhì)稱為 Logit 模型的 nA 特性。交通流分配兩種機制相互作用直至平衡：一種機制是：各種車輛試圖通過在網(wǎng)絡(luò)上選擇最佳行駛

16、路線來達(dá)到自身出行費用最小的目標(biāo)；另一種機制是：道路上的車流量越大，用戶遇到的阻力即對應(yīng)的行駛阻抗越高。用一定的模型來描述這兩種機制及其相互作用，并求解網(wǎng)絡(luò)上交通流量在平衡狀態(tài)下的合理分布，即交通流分配。交通配流（即交通流分配）就是將預(yù)測得出的 OD 交通量，根據(jù)已知的道路網(wǎng)描述，按照一定的規(guī)則符合實際地分配到路網(wǎng)中的各條道路上去，進(jìn)而求出路網(wǎng)中各路段的交通流量、所產(chǎn)生的 OD 費用矩陣，并籍此對城市交通網(wǎng)絡(luò)的使用狀況做出分析和評價。交通流分配的基本數(shù)據(jù)：（1）表示需求的 OD 交通量。在擁擠的城市道路網(wǎng)中通常采用高峰期 OD 交通量，在城市間公路網(wǎng)中通常采用年平均日交通量（AADT）的 OD

17、 交通量；（2）路網(wǎng)定義，即路段及交叉口特征和屬性數(shù)據(jù)，同時還包括其時間一流量函數(shù)；（3）路段阻抗函數(shù)。所謂路阻函數(shù)是指路段行駛時間與路段交通負(fù)荷，交叉口延誤與交叉口負(fù)荷之間的關(guān)系。Wardrop 提出的第一原理定義：在道路的利用者都確切知道網(wǎng)絡(luò)的交通狀態(tài)并選擇最短徑路時，網(wǎng)絡(luò)將會達(dá)到平衡狀態(tài)。在考慮擁擠對行駛時間影響的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到平衡狀態(tài)時，每個 OD 對的各條被使用的徑路具有相等而且最小的行駛時間； 沒有被使用的徑路的行駛時間大于或等于最小行駛時間。這條定義通常簡稱為 Wardrop 平衡，在實際交通流分配中也稱為用戶均衡（UE,UserEquilibrium）或用戶最優(yōu)。Wardr

18、op 提出的第二原理：在系統(tǒng)平衡條件下，擁擠的路網(wǎng)上交通流應(yīng)該按照平均或總的出行成本最小為依據(jù)來分配。Wardrop 第二原理，在實際交通流分配中也稱為系統(tǒng)最優(yōu)原理（SO,SystemOptimization）。第一原理主要是建立每個道路利用者使其自身出行成本（時間）最小化的行為模型，而第二原理則是旨在使交通流在最小出行成本方向上分配，從而達(dá)到出行成本最小的系統(tǒng)平衡。第二個原理作為一個設(shè)計原理，是面向交通管理工程師的。Beckman 模型及約束條件分析見書 P191 計算：P188 例題 8-5P191例題 8-6Braess 詭異現(xiàn)象：悖論：為提高路網(wǎng)的服務(wù)水平而制定的交通政策，在用戶均衡狀

19、態(tài)下反而導(dǎo)致服務(wù)水平的下降。（課件-交通流分配一章在這里也有個計算，如果沒有這個課件的馬上告訴我，我給你傳。）動態(tài)交通流分配：就是將時變的交通出行合理分配到不同的路徑上，以降低個人的出行費用和系統(tǒng)總費用。任何一個道路利用者均不可能通過單方面改變其徑路來降低其所估計的行駛時間時，達(dá)到了平衡狀態(tài)，這就是所說的“隨機用戶平衡即 SUE 問題。利用路段交通量求出重力模型參數(shù)通常采用最大似然估計法。該方法分為以下兩種：最大似然估計法一（假設(shè)路網(wǎng)上的路段交通量相互獨立）。最大似然估計法二（假設(shè)路網(wǎng)上的路段交通量相互關(guān)聯(lián)）。軌道交通軌道交通技術(shù)應(yīng)用的三個重要領(lǐng)域：一是高速鐵路的廣泛應(yīng)用，二是城市中心到民航機

20、場之間；三是城市地鐵與輕軌。運輸能力的增長具有自敗性：即能力富裕產(chǎn)生的交通服務(wù)的改善將導(dǎo)致更多的需求，從個人使系統(tǒng)重新處于擁擠狀態(tài)。軌道交通的優(yōu)勢：一、經(jīng)濟的發(fā)展改變了人們的生活節(jié)奏，生活節(jié)奏的加快使人們對延誤的忍耐力下降，延誤少而且準(zhǔn)時的軌道交通越來越受人重視。二是軌道交通具有良好的可持續(xù)發(fā)展性，污染少、能耗低。三、軌道交通能提供更舒適的乘車環(huán)境，也更安全，四是軌道交通容量大，載客量大。城市軌道交通系統(tǒng)是利用軌道（1 根或 2 根）來輸送旅客和貨物的交通系統(tǒng)。主要由車站、線路、列車、控制及通信信號系統(tǒng)組成。輔助線為空載列車提供折返、停放、檢查、專線及出入段作業(yè)所需的線路，它包括折返線、臨時停車線、渡線、車輛段出入線、聯(lián)絡(luò)線等。限界：指列車沿固定的軌道安全運行時所需要的空間尺寸。為保證列車安全，各種建筑物及設(shè)備均不得侵入限界范圍。車站規(guī)模的確定要考慮近期客流量及遠(yuǎn)期預(yù)測需求的規(guī)模，對于樞紐地區(qū)，要考慮高架車站、地面車站與地下車站之間客流換成的方便性，并滿足各種安全防護要求。線路規(guī)劃中考慮的目標(biāo)包括：線路要盡可能直接的與交通目標(biāo)一致；盡量經(jīng)過鬧市車站；良好的換成設(shè)計；盡端折返點的設(shè)置或線路外圍分叉點的設(shè)計應(yīng)有利于增加線路的吸引力；線路和巴士和其他軌道交通有良好銜接；外圍車站