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1、基于TransCAD的交通规划设计/实验指导书交通工程系目 录1、交通分布11.1双约束重力模型参数标定11.1.1数据准备11.1.2模型标定111.2交通分布预测131.2.1预测各小区交通发生吸引量131.2.1.1发生/吸引量预测模型131.2.1.2发生/吸引预测方法及实例171.2.2建立规划路网221.2.3建立新的阻抗矩阵231.2.4用已标定的双约束重力模型进行预测232、交通分配272.1交通分配关于TransCAD部分的理论基础272.1.1交通分配的定义和作用272.1.2交通分配的数据准备272.1.3 TransCAD进行交通分配的流程图292.2基于TransCA
2、D的交通分配实例操作30Transcad的实验指导书1 交通分布1.1双约束重力模型参数标定1.1.1数据准备（1）交通小区1)交通区划分的目的在我们进行交通需求分析时需要全面了解交通源以及交通源之间的交通流，但是，交通源一般都是大量的，不可能对每个交通源进行单独研究。因此，在交通需求分析过程当中，需要将交通源按一定原则和行政区划划分成一系列的小区，这些小区即称为交通区。划分交通小区的主要目的是: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;将交通需求在空间上的流动用交通小区之间的交通分布图表表示出来;便于用交通分配理论来模拟公路网上的交通流。2)交通区划分的原则交
3、通区划分是否适当，将直接影响到交通调查、分析、预测的工作量及精度。首先要确定划分交通区的区域范围。划分交通区的区域除包括规划区域本身外，还应包括与规划区域有较大交通联系的其它区域。我们已经知道，划分交通区的主要目的是全面了解交通源与交通源之间的交通流。从这个意义上讲，交通区划分越小越好;但交通区划分越小，会使调查、分析、预测等工作量越大。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。在进行交通规划时，交通区划分的多少、大小应视交通的复杂程度和研究目的具体确定。一般来说，规划区域内有直接影响的交通区划分较小，规划区域外有间接影响的其它区域的交通区划分
4、较大，而且离规划区域越远的区域交通区划分越大;交通矛盾突出的地方，交通区划分的小一些，反之则可以大一些，例如城市地区、城镇密集地区的交通区划分一般较小，农村地区、山区、牧区等交通区则相对较大。由于基础资料，如经济、人口等一般都是按照行政区划调查、统计、规划的，因此，为了基础资料收集的便利，交通区划分一般不应打破行政区划。在研究交通区之间的交通流时，一个交通区被视作一个交通源，因此，当规划区域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。3)实例以泸州为例，小区划分直接以各市县区的行政边界为小区边界。共划分了OD小区17个，其中
5、泸州市内的直接影响区7个，外部的间接影响区10个。并对小区进行了编号，见图1.1。图1.1（2）现状OD矩阵1）进行OD扩充对于城市出入口交通量较大，且车速较快，在实地调查时一般无法将所有通过调查点车辆的牌照及车型全部记录下来时，有效信息只是部分通过车辆的车辆牌照和车型，调查所得的数据只是抽样，需要将调查所得的抽样OD扩充为全样OD.下面介绍下扩样系数的确定：在一般OD调查数据处理时,如路边拦车询问调查,只需根据各OD调查点的交通量观测结果确定抽样率,即可将调查的抽样OD扩样为各点全样OD,这其中只涉及到单点扩样的问题。而对采用记录车辆牌照法OD调查数据进行处理时,其数据扩样涉及到所有调查点,
6、但由于各个调查点的实际情况不尽一致,其实际抽样率均不相同。因此,其数据扩样不能简单地根据各调查点的抽样率确定。根据上述OD调查原始数据处理结果和交通量观测数据统计结果,可以获得交通区i和j(对应于调查点i和j)之间的抽样OD分布量为, i区、j区OD扩样系数、 (即调查点交通量和该点抽样OD总量的比值)。根据OD分布的特性,考虑到i区、j区之间OD分布扩样与i点和j点均有关系,其扩样系数A应该介于i区和j区各自单独的扩样系数Ai和Aj之间,因此应该综合考虑i区和j区的抽样情况进行扩样。现假设，根据代数定理，则有。因此，我们可以设定初始，据此，可以建立下列模型:用上式计算出的一般不会满足交通分布
7、的基本约束条件：其中，分别为i调查点和j调查点的调查交通量.因此需要反复迭代计算,即经第一次计算之后,得出再用下式计算第二次近似值如此反复计算,直到,收敛到等于或接近1为止.至此,已经得到扩样后的各交通区之间的OD分布矩阵|,即为城市交通规划所需要的出入阔机动车OD基础资料,是下一步交通分析预测的前提.2）导入扩充后的OD矩阵到transCAD中可以选择在excell里面建立OD表格，存为.xls文件格式。把建好的. Xls文件直接拖入transCAD界面，会出现Choose Excel Sheet如图1.2，图1.2单击OK后会出现Save Excel Sheet as，对文件进行命名后单击
8、Save。图1.3新建一个矩阵，单击File-new工具栏上的Matrix，出现图1.4.图1.4单击OK后出现图1.5.图1.5单击OK，出现下图，给新建的矩阵取名，如图1.6.图1.6出现新建的矩阵，然后单击第一列，如图1.7：图1.7单击工作栏的Matrix下拉列表Import，以列的方式向新建的矩阵输入。图1.8NextNext，选择“All columns”并从From列表框中选择对应的值，图1.9点击Finish，即完成OD矩阵的导入：图1.10（3）现状路网在TRANSCAD中描绘出现状路网或通过AUTOCAD描图后另存为DXF格式导入TRANSCAD中，如图1.11。图1.11
9、（4）阻力矩阵用于描述在区域间旅行的难度的阻力有多种不同的指标和方法,经常使用的阻力指标是出行时间，出行距离，以及出行费用。阻力可以是这些指标的组合，或是在不同出行方式下，这些指标值的组合。如果所规划的区域地势比较平坦,路网比较均匀,而且交通分区之间没有明显的大型障碍物(如高山、海湾等),则可以使用小区间距离作为交通阻抗。反之,则需要根据路网的设置情况采用最短路径法(shortest path)来分析交通区之间的交通阻抗。对于前者,阻抗矩阵的生成方法比较简单,只需要将交通分区层设置为当前使用层,然后采用TOOLSDistance Matrix命令就可以自动生成;对于后者,一般需要采用基于路网的
10、多路径法,即利用NETWORKSMulti paths命令,输出阻抗矩阵。此处以泸州市为例，使用小区间的出行时间作为交通阻抗，具体步骤如下：1）用TRANSCAD打开已保存的现状路网图2）以线层为当前层，在DATAVIEW中建立属性列并设置数据点击“DATAVIEW”“MODIFY TABLE”，在DATAVIEW里面建立velocity和time属性列，其中velocity为各道路的设计车速须根据实际情况输入，time列则通过length/velocity进行赋值。图1.12图1.133）对代表小区的节点做选择集。将点层设为可见的（点层通常是隐藏的，需要在图层管理器中进行设置），以点层为当前
11、层，在其DATAVIEW中新建一列存放小区号。点击，在列表框中选择ENDPOINT，单击右侧的SHOW LAYER图1.14以点层为当前层，选择DATAVIEWMODIFY TABLE，新建属性列centriods.图1.15以面层为当前层，使用connect建立面层与线层的联系 connect：tool map editing connect图1.16注意OPTION的设置，如图1.17：图1.17将CONNECT后出现的连接线长度和时间属性都设为很小，但不能等于0；将通行能力设为很大。对代表小区的endpoint做选择集以endpoint为当前层，选择selection by condit
12、ion，设置选择条件。图1.184）以线层为当前层创建网络，通过NETWORKSMulti paths生成阻抗矩阵，具体步骤为：选择 Networks/Paths-Multiple Paths 弹出 Multiple Paths对话框图1.19从 Minimize下拉列中选择time为希望最小化的耗费变量。图1.20单击 OK，Trans CAD 弹出 Save As 对话框。输入“阻抗矩阵”并单击 Save得到如下阻抗矩阵：图1.211.1.2模型标定根据需要,用户可选择指数函数、幂函数、GAMMA函数或者K系数矩阵(K Factor Matrix)作为阻抗函数。如果有足够的经验数据,用户可
13、选择K系数矩阵或者直接引用原来的数据,不必进行参数标定。否则,需要选择合适的阻抗函数,并进行标定。GAMMA函数可克服指数函数和幂函数由于交通分区之间的距离过小而造成的分配量过大的弊端,因此适应范围较广。根据实际调查的OD矩阵(可以是局部调查或者OD反推得到)、交通分区间的原始阻抗(impedance)矩阵,对阻抗函数参数进行标定。参数标定的约束条件与重力模型的约束条件应该一致,用户若需要做出行距离分布分析,还可设置出行距离分布(TLD)最大值。标定结果与用户的设置有关,输出的阻抗参数或者调查分类表以可视化表格的形式存放(以.bin或者.dcb等为后缀),如果同时选择输出阻抗系数矩阵,则还会生
14、成以.mtx为后缀的文件。此处选用幂函数进行参数标定, 此处以泸州市为例，根据前面导入的扩充后的OD矩阵以及前面得到阻抗矩阵进行了模型标定。在transcad中进行函数标定的具体步骤为：1.打开一个在 ID 字段存储地区 ID 的数据窗口。这些数据必须包含在一个地图上的地区层中或与一个地区层相链接的数据表。2.选择 Planning-Trip Distribution-Gravity Calibration 显示 Gravity Calibration 引力模型校准对话框。图1.223.在 Matrix File下拉表中选择包含基年 P-A流量的矩阵文件。4.在 Layer下拉表中选择的地区层
15、。5.按以下要求作出选择：要实现需要操作选择约束类型从 Constraint Type 约束类型列表选项中作出选择设置最大循环次数在 Iterations 编辑框赋值设置收敛精度在 Convergence编辑框赋值设置最大出行长度在 TLD Maximum编辑框赋值7.在Function列表选项中，选定需要校准的函数的类型；从Matrix File 和Matrix下拉表中选择阻力矩阵。8.点击OK，出现Save Result Summary File As存储结果对话框。9.输入输出矩阵文件名，点击 Save。TransCAD 校准模型并显示 Results 结果对话框。10. 点击 Close。TransCAD 显示 Result Summary 结果摘要对话框。图1.231.2交通分布预测1.2.1预测各小区交通发生吸引量货运量预测客运量预测社会客货运
