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1、 成 绩 土木工程与力学学院交通运输工程系土木工程与力学学院交通运输工程系 实验报告 课程名称：课程名称： 城市交通规划实验城市交通规划实验 专专 业：业： 交通工程交通工程 班班 级：级： 交通工程交通工程 13130101 班班 学学 号：号： U U201315802201315802 姓姓 名：名： 郑康康郑康康 指导教师：指导教师： 邹志云邹志云 职职 称：称： 教授教授 时时 间间： 2012016 6.0.06 6 目录 第一章 概述 . 1 1. 实验背景 . 1 2. 实验目的 . 1 3. 实验意义 . 2 4. 实验环境 . 2 5. 实验内容 . 3 第二章 实验操作步
2、骤 . 3 1. 路网和小区的建立 . 3 2. 路网与小区的导入 . 5 3. 道路属性输入 . 10 4. 小区编号输入 . 13 5. 建立型心连杆 . 14 6. 计算阻抗矩阵 . 23 7. OD 分布 24 8. OD 的导入导出 . 28 9. 建立期望线 . 30 10. 交通流量分配 . 31 11. 画出流量图和饱和度图 . 33 第三章 实验总结 . 35 1 第一章第一章 概述概述 1. 1. 实验背景实验背景 TransCAD软件是由美国Capliper公司开发的一个完全基于地理信 息系统的交通规划软件。 TransCAD 与其它的交通软件不同,它集 GIS 与 交通
3、模型与一体,而且它的功能相比更加齐全,特别是它提供了四阶段 交通预测模型,这给交通规划工作带来很大的方便。TransCAD 对预测 路网复杂,交通影响因素多的路网交通量,具有直观、效率高的特点。 是世界上使用最广泛的交通规划和需求预测软件。 AutoCAD 软件是美国 Autodesk 公司开发的一种通用计算机辅助 设计软件，在工程技术辅助设计领域有着极高的使用率。随着计算机 技术的发展， AutoCAD 在道路工程设计中的重要性和便捷性已逐渐被 人们认可。 2. 2. 实验目的实验目的 1.熟悉掌握 TransCAD 的基本操作和交通需求分析； 2.掌握研究区域的交通网络设计、 社会经济指标
4、、 交通需求预测、 交通状态评估等方法； 3.掌握城市交通规划的理论知识和技术方法； 4.增强学生实践动手和自主创新能力，为将来投入该领域的研究 2 和开发奠定一定的基础。 3. 3. 实验意义实验意义 TransCAD 软件是世界上使用最广泛的交通规划和需求预测软件。 因此，作为交通规划专业的学生，必须学会利用该软件进行交通规划 和需求预测，这不仅是现在学习的需要，更是将来从事交通类工作的 需要。 计算机绘图的趋势要求道路与桥梁工程等土木类专业学生必须 要学习并熟练掌握使用 AutoCAD 绘图的相关知识和操作技能，这样 才能跟上当今土木工程的设计潮流。 本实验是在交通流数据采集的基础上，
5、完成对象区域的交通网络 设计、交通量的统计分析，交通需求预测、交通状态评估等任务。培 养我们深入掌握 交通规划 的理论知识和技术方法， 满足交通规划、 路网设计、交通管理、智能交通等相关工程领域对我们学生具备交通 数据采集和分析、 交通需求预测及分析、 交通网络制作、 TransCAD （主 要） 、AutoCAD 等专业软件操作或计算机等基本技能和素质要求，增 强我们的实践动手和自主创新能力， 为将来投入该领域的研究和开发 奠定一定的基础。 4. 4. 实验环境实验环境 PC 机，TransCAD 软件。 3 5. 5. 实验内容实验内容 1.TransCAD 的基本操作 地图操作、主题图操
6、作、选择操作、数据操作、矩阵操作、网络 操作 2.研究区域路网、交通小区构造及其计算机描述 整理出包括如下内容的路网基本信息表。 路段编号 起点 终点 长度 （Km） 车速 （km/h） 车道数(条) 通行能力 (pcu/h) 道路名称 3.出行生成预测 4.出行分布预测 5.方式划分预测 6.交通分配预测 7.交通运行状态评估 根据分配得到的交通量，分析道路网络存在的问题及改善建议。 第二章第二章 实验操作步骤实验操作步骤 1. 1. 路网和小区的建立路网和小区的建立 分别建立主干路，次干路，支路，小区等图层，用多段线命令在 CAD 中构建路网，道路要在交叉口处断开，其他地方不要断开；交通
7、小区应闭合；分清楚图层并保存为 R12 的 dxf 格式。 4 主干路、次干路、支路分别为三个图层，大致遵从与主干路连接 的为次干路，地域偏远流量较小的地区设置为支路的原则，将相应的 小区划分为这三个等级，并画在相应图层上，然后将这些路网划分交 通小区，小区要闭合。 本次试验中我在 CAD 中所绘制的路网图中道路分为主干道、次 干道、 支路三个等级， 分别位于不同的图层， 且用不同的颜色作区分。 路网的示意图如下图 2-1 所示： 图 2-1 路网示意图 然后绘制交通分区， 本次实验的路网以及交通分区的绘制具有随 意性， 我所绘制的交通分区共有 14 个， 结合路网图如下图 2-2 所示： 5
8、 图 2-2 路网及交通小区图（CAD 截图） 且图层属性如下图 2-3 所示： 图 2-3 图层属性图 2. 2. 路网与小区的导入路网与小区的导入 路网数据要检查，检查路网的连通性，如有错误，在 CAD 中修改 6 （少量的可以在 TransCAD 中修改） ； 建立网络 net； 导入小区。 首先要导入主、次、支路网，打开 TransCAD 软件，直接将转换后 的.dxf 文件拖入 TransCAD 窗口中，选中主、次、直图层，注意输入类 型要选中 Line，即线要素，如下图 2-4 所示。 图 2-4 建立路网 且坐标系在此处同一选用高斯坐标系，如下图 2-5 所示： 7 图 2-5
9、坐标系选取 则在 TransCAD 中建立的路网图如下图 2-6 所示： 图 2-6 路网图 然后建立 net 网络，注意要素的选取不能有缺漏，如下图 2-7 所 示： 8 图 2-7 建立网络 net 需要注意的一点是，为了统一单位，需要进行基本单位的选取， 不然后期的计算结果可能在单位方面出现问题，如下图 2-8 所示： 图 2-8 基本单位选取 然后检查路网中是否有错误节点，无误后即可进行下一步操作。 然后即可导入小区，在导入小区环节一定要注意导入选项中 9 Preserve blocks as multi-polygon areas 该选项一定不能选择，不然后 期后出现问题，如下图 2
10、-9 所示： 图 2-9 小区导入参数选择 则导入后的小区图如下图 2-10 所示： 图 2-10 小区图 10 然后，将小区图层导入到路网图层中，即可得到完整的路网图如 下图 2-11 所示： 图 2-11 完整路网图 3. 3. 道路属性输入道路属性输入 道路根据 CAD 中的图层分类； 添加车速、 行程时间 （小数类型） 、 通行能力三个主要参数；根据细化程度分车种输入，本试验中只使用 小汽车的属性，参照教程中的数据，本次试验我采用了下表 3-1 中所 示的数据进行道路属性的输入： 道路道路 主干道主干道 次干道次干道 支路支路 通行能力（通行能力（pcu/h） 3600 2400 12
11、00 车速（车速（km/h） 50 40 20 表 3-1 各级道路基本属性参数 首先要添加这三种属性， 注意通行能力和行程时间的数据类型均 默认的整形数值，但行程时间应为小数类型，即 Real(8 bytes)，如下 11 图 2-12 所示： 图 2-12 道路属性参数选择 按照道路等级分别依次增加主、次、支三种线形要素，如下图 2- 13 所示： 图 2-13 参数添加 车速和通行能力均可按照上表进行输入， 而行程时间则需要利用 12 距离除以车速求得，如下图 2-14 所示： 图 2-14 行程时间计算过程 由于道路较多，故在此分主干道、次干道、支路的属性分别展示 在下图 2-15、2
12、-16、2-17 中： 图 2-15 主干道道路属性数据 13 图 2-16 次干道道路属性数据 图 2-17 支路道路属性数据 4. 4. 小区编号输入小区编号输入 首先增加小区编号属性，数据类型为默认类型，如下图 2-18 所 示： 14 图 2-18 增加小区编号属性 则小区编号输入后如下图 2-19 所示： 图 2-19 小区编号输入 5. 5. 建立型心连杆建立型心连杆 为了把各个小区的出行量分配砸路段上， 给各个小区建立型心连 15 杆。这个过程要在线层和点层中新加元素，且新的元素和旧的元素无 差别，通过小区 ID 连接。 首先在 Line-Endpoints 图层中加入小区 ID
13、 属性，如下图 2-20 所 示： 图 2-20 增加小区 ID 属性 然后在 Line 图层也增加小区 ID 属性，如下图 2-21 所示： 16 图 2-21 增加小区 ID 属性 然后在 Line-Endpoints 层中加入小区编号属性。 然后即可建立形心连杆，注意通过小区 ID 连接，且需要注意的 是 ID 是以小区 ID 为依据，故应选择 IDs from zone layer 选项，如下图 2-22 所示： 图 2-22 参数选择 17 则自动生成的型心连杆如下图 2-23 所示： 图 2-23 自动生成的型心连杆图 由于型心连杆可以自动添加也可以手动添加，故在此为了体现功 能，
14、选择手动添加一条型心连杆。注意手动添加的型心连杆是没有 自动生成小区 ID 的编号的，所以应该手动输入，本实验中手动添加 的型心连杆如下图 2-24 所示： 18 图 2-24 手动添加的型心连杆图 最短路工具可以检查新建道路的连通性， 由于可以检查的节点数 过多，在此就举例介绍，如下图 2-25 所示： 19 图 2-26 最短路径检查 添加型心连杆的属性（参照支路标准，为了防止经过性交通流取 道型心连杆） ； 在Line-Endpoints层建立型心要素， 以小区ID0.1作为筛选条件， 如下图 2-27 所示： 图 2-27 建立型心要素 结果如下图 2-28 所示： 20 图 2-28
15、 增加型心要素 同时在 Line 层进行相同的操作，结果如下图 2-29 所示： 图 2-29 增加型心要素 对型心要素中的数据进行补充，车速为 20，通行能力为 1200， 行程时间利用公式length/车速*3.6求得， 结果如下图所示2-30所示： 21 图 2-30 型心连杆数据补充 然后将小区编号连接到节点的属性中，链接过程如下图 2-31 所 示： 图 2-31 链接建立过程 在生成的链接表中，Line-Endpoints:1.小区编号列数值为：zone:1 小区编号，结果如下图 2-32 所示： 22 图 2-32 链接表 则小区编号已经被连接到节点的编号中， 结果如下图2-33所示： 23 图 2-33 链接成果 将小区编号导入到节点的属性中，以备后用； 6. 6. 计算阻抗矩阵计算阻抗矩阵 分别采用最短出行时间和最短出行长度作为阻抗矩阵， 在此次试 验中我选用行程时间矩阵来进行度量。 首先，生成距离矩阵，此处命名为 SPMAT-L.mtx，矩阵如下图 2- 34 所示： 24 图 2-34 距离矩阵 同时可生成行程时间矩阵，如下图 2-35 所示： 图 2-35 行程时间矩阵 7. 7. ODOD 分布分布 计算小区未来发生和吸引量， 本次试验的OD交通量为虚构数据， 在 excel 表格中直接生成，如下图
