道路规划与勘测设计复习资料课件.ppt 23页

一、公路网规划的定义1.对一个国家或地区道路建设发展所做的长远安排，即规划方案或文件。2.指产生道路网规划方案或文件的过程，即步骤、内容、方法、模型等。二、公路网规划的意义1.节省行驶时间，降低成本，提高效益。2.保障国民经济和工农业健康发展。3.促进区域经济平衡发展。4.促进公路运输与其他运输方式协调发展。5.合理投放资金。6.节约土地，保护环境。2.我国公路网规划发展特点：(1)充分体现“以人为本”：最大限度地满足人的出行要求，创造出安全、舒适、便捷的交通条件，使用户直接感受到高速公路系统给生产、生活带来的便利。(2)重点突出“服务经济”：强化高速公路对于国土开发、区域协调以及社会经济发展的促进作用，贯彻国家经济发展战略。(3)着力强调“综合运输”：注重综合运输协调发展，规划路线将连接全国所有重要的交通枢纽城市，包括铁路枢纽50个、航空枢纽67个、公路枢纽140多个和水路枢纽50个，有利于各种运输方式优势互补，形成综合运输大通道和较为完善的集疏运系统。(4)全面服务“可持续发展”：规划的实施将进一步促进国土资源的集约利用、环境保护和能源节约，有效支撑社会经济的可持续发展。据测算，在提供相同路网通行能力条件下，修建高速公路的土地占用量仅为一般公路的40%左右，高速公路比普通公路可减少1/3的汽车尾气排放，交通事故率降低1/3，车辆运行燃油消耗也将有大幅度降低。3.我国公路网建设中存在的问题：(1)公路网规模不足，密度低。(2)公路网结构不合理，高等级公路比重低，未成网。(3)布局不完善，通达深度不足。(4)区域发展不平衡。1.基本概念（1）公路网：指一定区域内的公路网络系统。区域内的城市或集镇及某些运输集散点被视为一个结点，公路网就是这些点相互之间的连线，各连线按一定要求联接起来形成的有机整体。（2）公路网应具备的条件：①具有必要的通达深度和公路里程长度。②应有与交通量相适应的道路技术标准和使用质量。③具有经济合理的平面网络。（3）基本要求：四通八达，干支结合，布局合理，效益最佳。公路网的特性①集合性：公路网由点和线按一定的方式和要求组合而成。公路路线的不同连接方式与路网级别构成不同组合形式和级别的公路网系统。②关联性：公路网是一个有机的整体，各运输点和路线是一个相互联系、相互制约的、具有一定规律的整体。③目的性：应满足公路网的基本功能要求。（1）满足区域内的道路交通运输需求。（2）保证区域内的道路交通便捷、通达、快速、高效。（3）提供安全、舒适的区域道路交通服务。（4）维护生态平衡，保护交通环境。④适应性：公路网规划服从于交通规划，发挥自身的特点和优势，与其他交通方式共同承担交通需求，并与国土开发和经济发展相适应。3.公路网的结构形式指路网的平面几何图形，即各个节点及节点间的路线走向组成。①三角形②棋盘形③并列形④放射形⑤扇形⑥树叉形⑦条形1.城市道路网的特点（1）城市道路中的干道网构成城市用地的基本骨架。（2）城市道路网功能多样，组成复杂。①交通功能②公共空间功能③防灾救灾功能④形成城市平面结构功能（3）景观艺术要求高。 2.城市道路网结构形式城市道路网的结构形式是根据城市发展需要，满足城市规模、交通、土地利用及其他要求而形成的。（1）方格网式（2）环形放射式（3）自由式（4）混合式1.2.1公路网规划与设计的基本原则和程序1.基本原则（1）明确发展目标与规模;（2）实事求是,讲求科学;（3）以经济指标为准绳,讲求良好的经济效益。2.公路网规划设计的程序3.公路网规划的内容（1）数据采集与整理（2）发展预测（3）方案设计（4）综合评价（5）跟踪调整交通阻抗是指运输工具沿路段行驶的难易程度的量化指标，一般用行程时间、行程费用或两者的某种加权值作为衡量标准。公路网规划和评价的技术指标1.公路网拥挤度：指公路网交通量与公路网通行能力之比，也称为公路网的适应性即整个路网适应负荷的能力。反映了路网上的拥挤或利用程度。公路网等级水平：指公路网的不同等级路段的加权平均值，描述了公路网平均等级状况。3.公路网服务水平：服务水平是描述交通的运行条件及其对汽车驾驶者和乘客感觉的一种质量测定标准，是道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务质量。4.公路网密度：从公路网的建设规模方面反映路网的结构性能①按公路网当量里程与区域面积之比计算。当量里程是以标准二级公路为1.0，其它各级公路按适当交通量的上限换算成当量二级公路的总里程。②人口密度（km/万人）：单位人口拥有的公路里程长度。③经济密度（km/亿元人民币）：单位经济产值占有的公路里程长度。④运输密度（km/亿车公里）：单位运输周转量占有的公路里程长度。⑤车辆密度（km/百辆）：单位车辆占有的公路里程长度。合理的公路网密度：综合考虑公路的建设费用和运输成本的路网密度。5.公路网平均车速：是公路交通中的公路系统、车辆系统和管理系统综合作用的结果。综合反映了路网的系统性能，是公路网服务质量的重要指标。6.公路网连通度：指规划区域内各个结点间依靠公路交通相互连通的强度。通过考察网络交通节点的连通状况，从路网布局方面反映公路网的结构特点。7.公路网的铺面率：传统的铺面率指铺有路面的公路里程占整个路网总里程的比例。现行的定义为高级、次高级路面里程占全路网里程的比例。 8.公路网的可达性：指在规划区内从某一结点出发通过公路交通抵达任意目的地的行程距离、行程时间或交通费用的大小。9.路网中位点的吻合性：指路网中平均出行时间最小的那一结点就是路网的中位点。如果所设计的中位点恰好与规划区的政治、经济中心相吻合，则可以认为路网的中位点吻合性好。交通区划分的原则：1、交通区划分的基本原则应是在准确、全面反映区域交通源流特征的前提下，使规划工作量尽可能地减少。2、交通区划分一般不应打破行政区划，省级公路网规划一般以县（市、区)为单位划分交通小区，县乡级公路网规划一般以乡镇为单位划分交通小区。3、当规划区内有铁道等构造物或河流等天然分隔带时应将被它们分隔的那些交通区一分为二，以满足一个交通区只有一个集聚中心的要求。交通区划分的目的目的一：将区域交通需求的产生、吸引与区域的工农业产值、人口等社会经济指标联系起来；目的二：将交通需求在空间上的流动用交通区之间的交通分布图表现出来；目的三：便于用交通分配理论来模拟公路网上的交通流。OD（Origin—Destination）调查，也称起讫点调查是一项为了解交通的发生和终止在有关区域里所做的调查，是广泛应用于土地利用——交通运输系统规划的方法。发展预测的主要内容①社会经济发展预测：对影响交通运输发展的社会经济系统进行目标估计。内容有：规划区域人口；社会总产值、工农总产值、国民收入、国民生产总值；人均国民收入、人均国民生产总值；工农业主要产品产量、固定资产投资额等。②综合交通运输发展预测：根据国民经济发展状况，对规划区域及各个交通分区的五大运输方式总量的发生进行预测。内容有：全社会客、货运量和客、货运周转量；各运输方式的构成比例、运输强度；各运输方式客、货运输平均运距；大综运输物资的流量、流向及其货类构成；各运输方式的运输成本及经济运距。③公路运输发展预测：在社会经济发展规划和综合交通运输发展规划基础上进行。分析各种运输方式占全社会客、货运量的比值和发展趋势，预测公路运输量发展水平。主要内容有：公路运输量、交通量；全社会汽车运输技术经济指标；全社会各类公路运输工具保有量等。④公路建设资金预测：对规划期内可能筹集支的资金作出估计。其主要来源有：国家投资、省（市）自筹；贷款集资；发行公路债券；民工建勤、民办公助等。传统的远景交通量预测采用四阶段模式进行。即：交通发生预测：远景年限时各区域的交通发生次数。交通分布预测：远景年限时各交通区域之间交换的出行次数。交通方式划分预测：远景年限时各交通区域间将采取的交通出行方式。交通分配预测：远景年限时分配至各交通区域各条道路以至各个路段上的远景交通量。公路交通量预测与城市交通量预测的区别。平均增长系数法：假设将来的的OD量按起讫点小区增长系数的平均值增长。2.4公路网布局方案设计2.4.1概述1.定义：公路网规划方案的设计即进行路网的平面轮廓设计，确定规划期末公路建设应达到的布局和规模，主要考虑网络性质和等级结构组合的整体优化。2.内容：（1）公路网合理发展规模确定（2）结点研究（3）网络研究（4）线路研究（5）交叉口研究动态规划法原理：即系列决策过程，分解为多阶段、多步骤，不论最初时刻的系列初始状态的决策如何，每一步骤均为最优化，也就是说后一步的最优，是以前一步的最优化为基础。 评价系统的组成评价系统经济评价综合评价技术评价环境评价跟踪调整1.定义：由于公路网实施周期比较长，经济发展速度、生产力布局、投资结构或国家有关政策发生变化，导致运输结构和交通量与预期情况不符，致使公路网结构、规模及路线等级对运输需求的适应性发生变化，因此需要对公路网规划进行全网、区域、局部或个别路线、路段进行调整，以最大的可能满足运输需求的变化。2.跟踪调查的任务及作用：（1）建立数据库，为编制和调整规划提供正确的依据。其内容有：国民经济发展的各项有关指标；运输基础结构网络的详细情况；运输服务设施及其服务质量；运输需求情况；规划区的施工力量等。3.调整原则：（1）国家建设重点转移和投资方向转移，导致经济发展速度和生产力布局发生变化，而带来运输需求量和各种运输方式的分布发生变化，原来规划的公路网结构已不能满足运输需求。则应根据影响的范围，对规划做全网或区域性网络的调整。（2）由于经济发展速度变化，影响运输需求量的速度发生变化。则路网结构基本不变，主要从施工期进行调整，个别路线视具体情况可对规划等级进行调整。（3）由于工业、能源等行业规划调整，导致大型厂矿、电站的建设规模发生重大变化或新建项目的选址变更。则只对受其影响的路线等级、施工期进行检验，根据检验结果做相应的调整。（4）由于铁路、水运等运输行业规划调整，使原规划的某些公路建设失去意义。则可对有关线路进行检验，根据检验结果，取消或推迟建设效益较小的公路，新增或提前建设效益较大的公路。（5）由于资金筹措发生困难，或材料采购、施工组织等因素影响，使规划实施进度不能按期完成。则主要从项目的施工期进行调整，确定效益最大的项目优先实施，其余项目可推迟施工期或分期分段修建的办法，不得轻易降低公路建设的等级，以保证公路在使用寿命期限内能够满足运输需求。 ②OD分布交通量预测根据各交通小区的现状发生、吸引出行量（现状OD分布）及前面预测的未来发生、吸引出行量确定各小区之间的流量和流向。预测方法主要有：增长系数法、重力模型法增长系数法：假设将来交通区与交通区之间的出行分布模式与现状分布模式基本一致，其分布量按某一系数增加或减少。*平均增长系数法：假设将来的的OD量按起讫点小区增长系数的平均值增长。 其分布模型：式中：——i区至j区的预测OD量——i区至j区的现状OD量Fi——i区的出行发生增长系数Gj——j区的出行吸引增长系数为了满足精度要求，还应用下式计算修正增长系数。公式简明易懂，缺点就是收敛较慢。 例题1：某区域三个交通小区，现状OD矩阵及通过出行产生预测获得的的交通小区的未来发生吸引总量如下表，试用平均增长系数法确定该区域的未来OD分布（ε取0.03.）。解：（1）平均增长系数：F1=16/8=2F2=28/14=2F3=40/10=4同理：G1=16/8=2G2=28/14=2G3=40/10=4OD123QpiQpi"14228162284142832441040QAj8141032QAj"16284084 （2）第一次计算：Q（1，1）"=Q（1，1）*（F1+G1）/2=4*（2+2）/2=8Q（1，2）"=Q（1，2）*（F1+G2）/2=2*（2+2）/2=4Q（1，3）"=Q（1，3）*（F1+G3）/2=2*（2+4）/2=6Q（2，2）"=Q（2，2）*（F2+G2）/2=8*（2+2）/2=16Q（2，3）"=Q（2，3）*（F2+G3）/2=4*（2+4）/2=12Q（3，3）"=Q（3，3）*（F3+G3）/2=4*（4+4）/2=16Q（2，1）"=Q（1，2）"，Q（3，1）"=Q（1，3）"，Q（3，2）"=Q（2，3）‘第一次迭代未来OD矩阵OD123Qpi"Fi"1（4）8（2）4（2）618160.892（2）4（8）16（4）1232280.883（2）6（4）12（4）1634401.1818323484QAj"16284084Gj"0.890.881.18 （3）第二次计算Q（1，1）"=Q（1，1）*（F1"+G1"）/2=8*（0.89+0.89）/2=7.12Q（1，2）"=Q（1，2）*（F1"+G2"）/2=4*（0.89+0.88）/2=3.54Q（1，3）"=Q（1，3）*（F1"+G3"）/2=6*（0.89+1.18）/2=6.21Q（2，2）"=Q（2，2）*（F2"+G2"）/2=16*（0.88+0.88）/2=14.08Q（2，3）"=Q（2，3）*（F2"+G3"）/2=12*（0.89+1.18）/2=12.36Q（3，3）"=Q（3，3）*（F3"+G3"）/2=16*（1.18+1.18）/2=18.88第二次迭代未来OD矩阵OD123Qpi"Fi"1（8）7.12（4）3.54（6）6.2416.87160.952（4）3.54（16）14.08（12）12.3629.98280.933（6）6.21（12）12.36（16）18.8837.45401.0716.8729.9837.4584.30QAj"16284084Gj"0.950.931.07 第三次迭代未来OD矩阵OD123Qpi"Fi"16.763.336.2716.36160.9823.3313.0912.3628.78280.9736.2712.3620.2038.83401.0316.3628.7838.8383.97QAj"16284084Gj"0.980.971.03 *弗雷特法：由现状出行分布和增长系数通过迭代收敛计算得到将来OD分布交通量。式中：——交通小区i到交通小区j的分布交通量第m+1次迭代值；——交通小区i到交通小区j的分布交通量第m次迭代值； ——交通小区i的发生交通量增长系数第m次迭代值；式中为i区将来发生交通量。——交通小区j的吸引交通量增长系数第m次迭代值；式中为j区将来吸引交通量。应预先设定迭代收敛精度ε，当|－1|≤ε时，所得之即为所求之值。 例题2：已知1、2、3三个区的现状分布交通量以及远景各小区的发生和吸引交通量，见表2—2。按Fratar法计算各小区未来OD分布交通量，收敛精度ε取0.01.现状OD表（Ⅰ）OD123Fi1601002003601.5540290803004701.465831803201006001.69603305006001430Gi1.51.41.6495700960 解：则由Li和Lj的表达式可先算得： 相仿地，可算得。于是，根据公式可计算分布交通量的第一次近似值：相仿地可算得: OD1231881373215465400.98921231014466706580.98232894761759409601.0215007149424957009600.9900.9801.019扩大OD表（Ⅱ） 从表可以看到，第一次近似值（Σ）已经很接近给定值（Σˊ），但并不满足题目给定的收敛精度，故需作迭代计算。以表之数值作为“现在OD分布”，则与前相仿有：同理可算得： 同理可算得其它区间分布交通量的第二次近似值，结果整理表。扩大OD表（Ⅲ）计算结果已满足规定的收敛精度要求：∣∣<ε=0.01。分布计算到此结束。OD1231861323245425400.9962119964476626580.99432934771849549601.0064987059554957009600.9940.9931.005 *最短路径分配模型：原理：取路权（行程时间）为常数，假定车辆为设计车速行驶，每一OD点对应的OD量被全部分配在该OD点对应的最短路径上，其余路径不分配交通量。在所有OD点对应的OD量全部分配到路网上后，累计得出各道路、各路段的交通量。步骤：（1）确定行程时间。（2）确定各OD点之间的最短路径。（3）将所有OD量按以上原则进行分配。（4）累计得出交通量。此方法优点计算简单，概念清晰，但结果分配不尽合理，将行驶时间定为常数不符合实际，与实际情形误差较大。 例题4：图中所示的公路网中1、3、7、9节点为A、B、C、D四个交通小区的中心，数据为行程时间，四个交通小区之间的OD矩阵如表所示，试用最短路径法分配OD矩阵。A4.204.20B4.203.934.201.961.964.203.934.204.204.20CD425163789ODABCDA0200200500B2000500100C2005000250D5001002500OD点对最短路径OD点对最短路径OD点对最短路径OD点对最短路径A-B1-2-3B-A3-2-1C-A7-4-1D-A9-6-5-4-1A-C1-4-7B-C3-6-5-4-7C-B7-4-5-6-3D-B9-6-3A-D1-4-5-6-9B-D3-6-9C-D7-8-9D-C9-8-7 分配结果汇总表OD路段A-BA-CA-DB-AB-CB-DC-AC-BC-DD-AD-BD-C上行交通量下行交通量双向交通量1-22002002002004001-420050020050070070014002-32002002002004002-50003-650010050010060060012004-55005005005001000100020004-720050020050070070014005-65005005005001000100020005-80006-950010050010060060012007-82502502502505008-9250250250250500OD200200500200500100200500250500100250 介绍四阶段交通量预测模型1.综合交通需求预测的方法：①时间序列法②因素分析法③原单位系数法2.公路运输量预测的方法：①运输方式分配模型②车辆效率法3.集中吸引交通量预测方法①运输量与交通量转换法②弹性系数法4.OD分布预测方法：①增长系数法：平均增长系数法、弗雷特法②重力模型法：无约束重力模型、乌尔希斯重力模型5.路段交通量预测方法：①最短路径分配模型②多路径概率分配模型小结：