Транспортная планировка городов

Введение



Сегодня организация перевозок пассажиров городским транспортом имеет огромное значение в развитии и функционировании любого крупного города. Основными задачами организации перевозок является: минимальные затраты времени на проезд, высокий уровень комфорта, а также максимальный уровень безопасности пассажиров.

Одним из методов организации перевозок является моделирование транспортной сети города, что является сложной оптимизационной задачей со встречными критериями.

Организация и планирование пассажирских перевозок выступает как система мер воздействия на перевозочный процесс, содействующих его упорядочению и повышению качества.

В курсовой работе предлагается рассмотреть проблемную ситуацию по определению, с помощью моделирования транспортной сети города и использования теоретических способов расчета параметров транспортных систем, перспективного плана работы пассажирской транспортной сети города. Результаты работы можно будет использовать на практике для обеспечения четкого и бесперебойного транспортного обслуживания населения.




1. Составление топологической схемы города



Топологическая схема является моделью транспортной сети города и должна как можно более точно соответствовать моделируемому объекту. Топологическая схема должна описывать все участки УДС и все транспортные районы (ТР) города. На исходной карте города отображена та улично-дорожная сеть (УДС), по которой возможна организация движения городских маршрутов наземных видов транспорта.



1.1 Формирование транспортных районов



ТР должны быть сформированы таким образом, чтобы все передвижения между ними сводились бы к передвижениям между их центрами, а все внутрирайонные передвижения осуществлялись бы пешком [2]. При формировании ТР следует считать, что на всех участках УДС функционируют городские маршруты и выполнять микрорайонирование по правилам, описанным в теоретической части курса.

Первым этапом при микрорайонировании города является определение его площади . Для этого необходимо на исходной карте нанести карандашом сетку с размерами клетки (5×5) мм и определить количество клеток, полностью (П) и частично (Ч) покрытых территорий города. Затем определяется площадь карты .Схема топологической карты города приведено на рисунке 1.1



(1.1)



Рассчитано:


мм2.



Площадь города определяется исходя из масштаба 1:50000, причем следует учитывать, что этот масштаб линейный и для пересчета площадей необходимо возводить его в квадрат.



,(1.2)

км2.



В соответствующем разделе курсового проекта, в котором должны быть описаны методика составления технологической схемы, общие результаты и таблица с характеристикой транспортных районов, содержащая общую площадь ТР, площади жилой застройки каждого вида и промышленных зон, находящиеся на территории ТР, а также коэффициента приведения ТР, определяемого по зависимости:



,(1.3)



где  – коэффициент приведения для i-го района;

6 – количество видов застройки, существующих в городе;

 – коэффициент приведения для j-го вида застройки;

 – площадь, j-го вида застройки в i-м районе города, км2;

 – площадь i-го района города, км2.

Определим коэффициент приведения для первого района:






Аналогичные расчеты произведем для других районов.



Таблица 1.1 – Характеристика транспортных районов

№района

Площадь застройки i - го вида

Площадь района, Sобщ, км2

Коэффициент приведения для i - го района, Ki



S1 1-2

S2 3-5

S3 5-9

S4 9-12

S5 12-16

S6 промзона





1





0,94







0,94

7

2

0,06



1,06

0,56





1,68

7,95

3

1,09



0,09

0,22





1,4

2,88

4





0,03

1,06





1,09

10,4

5







1,13

0,16



1,29

10,75

6

0,22



0,72

0,38





1,32

7,01

7





0,97

0,68





1,65

8,44

8

0,22

0,22

0,75

0,47





1,66

6,8

9



0,13



0,22

0,72



1,07

11,06

10



0,38



0,94





1,32

8,63

11







1,19

0,34



1,53

10,94

12





0,22

0,72





0,94

9,68

13





1,16

0,22





1,38

7,56

14



0,34



1,06





1,4

8,92

15



0,45



0,25



0,28

0,98

4,52

16



0,38



0,47

0,56



1,41

9,54

17







0,44

0,75



1,19

11,76

18



0,84







0,44

1,28

2,63

19

0,56

0,13





0,16



0,85

3,62

20

1,34







0,44



1,78

3,84

21

0,66

0,19





0,9



1,75

7,24

22



1,41









1,41

4

23

0,63

0,41







0,38

1,42

1,6

24

0,72

0,06







0,09

0,87

2,4

25

1,03

0,03









1,06

1,08

26

0,72

0,56









1,28

2,31

27

0,69

0,47





0,53



1,69

5,44

28









1,38



1,38

12,5

29

0,13

0,38





0,69



1,2

8,56

30

0,31

0,89







0,9

2,1

1,84

31

0,81









1,06

1,87

0,43

32

0,88







0,63

0,19

1,7

5,15

33

0,16

0,13





0,56



0,85

9,03

34



0,41





0,41



0,82

8,25

35

0,59

0,63









1,22

2,55

36

1,19

0,09









1,28

1,21

37

1,44











1,44

1

38

1,5











1,5

1

39

0,13

1,25









1,38

3,72

40

1,03







0,25



1,28

3,25

41

0,13

0,22





0,88



1,23

9,76

42

0,66

0,41









1,07

2,15

43

0,28









1,69

1,97

0,14

44

1,13









0,25

1,38

0,82

45

0,97







0,13



1,1

2,36

Всего

19,28

10,41

5,94

10,01

9,49

5,28

60,41

251,72



1.2 Описание улично-дорожной сети



УДС описывается длиной участка, соединяющего смежные транспортные районы. Длина участков определяется по карте города с помощью линейки или курвиметра. Полученное значение преобразуется в реальную длину участков с помощью масштаба.

Для каждого участка определяется время проезда по нему, исходя из того, что скорость сообщения принимается равной  = 20 км/ч:



,(1.4)



где  – время следования по участку i-j, мин;

 – длина участка между i-м и j-м районами, км.

Рассчитаем время следования по участку 1 – 2:

 мин.



Рассчитаем время следования для других участков аналогично, данные сводим в таблицу 1.2



Таблица 1.2 – Характеристика звеньев транспортной сети

№ участка

Длина, L, км

Время, t, мин

№ Участка

Длина, L, км

Время, t, мин

1-2

1,3

3,9

20-21

2,05

6,15

1-13

1,4

4,2

21-22

1,65

4,95

2-4

0,85

2,55

21-27

1,6

4,8

2-12

1,15

3,45

21-29

2,1

6,3

3-4

0,3

0,9

22-23

0,8

2,4

3-6

2,05

6,15

23-30

1,35

4,05

4-5

1,05

3,15

24-25

1,5

4,5

5-7

1,4

4,2

25-26

0,8

2,4

5-9

1,85

5,55

26-27

1,6

4,8

5-11

1,8

5,4

26-36

1,35

4,05

6-7

0,9

2,7

27-28

1,5

4,5

5-10

0,75

2,25

27-34

1,45

4,35

6-7

1,3

3,9

28-29

1,15

3,45

7-8

1,25

3,75

28-33

1,25

3,75

8-10

0,95

2,85

29-30

1,15

3,45

8-23

1,05

3,15

29-32

1,45

4,35

9-10

1,1

3,3

30-31

1,4

4,2

9-17

1,7

5,1

31-32

1,35

4,05

9-21

1

3

32-33

1,75

5,25

11-12

1,3

3,9

32-43

1,4

4,2

11-17

0,75

2,25

33-34

1,4

4,2

12-13

0,85

2,55

33-42

0,5

1,5

12-16

1,55

4,65

34-35

0,35

1,05

13-14

0,85

2,55

35-36

0,75

2,25

14-15

1

3

35-38

1

3

14-16

0,75

2,25

36-37

0,95

2,85

15-18

1,3

3,9

38-39

1,15

3,45

16-17

1,1

3,3

39-40

0,5

1,5

16-19

0,75

2,25

39-41

1,15

3,45

17-20

0,9

2,7

41-42

0,4

1,2

18-19

0,8

2,4

41-45

0,45

1,35

18-24

1,3

3,9

42-43

2,6

7,8

19-20

0,85

2,55

43-44

0,3

0,9

19-25

1,2

3,6













Всего

78,55

235,65



Для каждого участка определяется вид соответствующей ему городской улицы, характеристика которых приведена в табл. 1.3 [4]. Суммарная длина участков каждого типа должна соответствовать распределению, приведенному в табл. 1.3.

После описания рассчитывается плотность УДС  и полосная плотность , по формулам:



,(1.5)

,(1.6)



где m – количество участков УДС;

 – количество полос в одном направлении на i-м участке.

Рассчитано:



.

.

.

.

.



Таблица 1.3 Характеристика городских улиц

Тип улиц

Количество полос в одном направлении улицы с разделительной полосой

Пропускная способность улицы в одном направлении

Удельное содержание улиц в общей длине УДС, %





привед. ед/ч

пасс/ч



Городские магистральные улицы с разделительной полосой

4

2900

24000

10

Городские магистральные улицы без разделительной полосы

3

2400

19000

20

Основные городские улицы

2

1800

12000

60

Городские улицы в районах с малоэтажной застройкой

1

1000

5000

10




2. Определение емкостей транспортных районов



2.1 Определение численности населения ТР



Численность населения ТР определяется исходя из его площади и значения средневзвешенного коэффициента приведения по городу k:



,(2.1)



где n – количество транспортных районов города.

Рассчитано







Затем определяется величина относительной плотности населения р:



.(2.2)



Рассчитано



.



Значение численности населения ТР определяется из зависимости:



,(2.3)

где  – численность населения i-го района, чел.

Рассчитаем численность населения ТР для первого района:



 чел.



Для каждого района рассчитывается плотность населения :



.(2.4)



Рассчитаем плотность населения для первого района:



.



Аналогично проводятся расчеты плотности населения для остальных районов. Результаты вычислений приведены в таблице 2.1.

Расчеты количества жителей или работающих здесь и далее могут проводиться в любом масштабе (тыс. и др.) единственное условие – соблюдение точности расчетов до одного человека.



2.2 Определение количества приезжающих в ТР и выезжающих из них



В данной постановке задачи емкостью ТР по прибытию является количество приезжающих в район на работу в первую смену. Распределение рабочих мест по территории города определяется наличием промышленных зон, в которых работают в первую смену 30% населения города и рабочими местами на остальной территории города, на которых занято 10% населения. Таким образом, общее количество работающих в рассматриваемый период жителей города составляет 40% населения. Количество работающих в промзонах пропорционально площади этих зон и плотности населения в них.

Исходя из этого, для решения поставленных перед разделом задач вначале необходимо рассчитать общее количество работающих в первую смену , количество работающих в промышленных  и селитебных  зонах.



,(2.5)

,(2.6)

,(2.7)



Рассчитано:



 чел.,

 чел.,

 чел.



Затем определяется плотность работников в промышленных зонах :



,(2.8)

.



где  – площадь 6-го вида застройки (промзоны) в i-м районе города, км2.

Для каждого района определяется количество работающих в промзонах по зависимости:



,(2.9)



Рассчитаем количество работающих в промышленных зонах для 15-го района:



 чел.



Определяется плотность работников в селитебных зонах :



,(2.10)

.



Для каждого района определяется количество работающих в селитебных зонах по зависимости:



, (2.11)



Определим количество работающих в первом районе:



 чел.



Общее количество работающих в ТР:


, (2.12)

, чел.



После этого определяется корректировочный  для расчета количества выезжающих из каждого района:



, (2.13)





Количество выезжающих из каждого транспортного района  рассчитываются по зависимости:



, (2.14)

 чел.



Таблица 2.1– Определение емкости транспортных районов по отправлению и прибытию

N

Численность населения, Ni, чел.

Плотность населения, Рi, жит/км2

Численность работающих в промзонах, Npni, чел.

Численность работников в селитебной зоне, Npci, чел.

Общее количество работников в транспортном районе, Npi, чел.

Кол-во выезжающих из каждого транспортного района, Nbi, чел.

1

12463

13259



1246

1246

4985

2

25298

15058



2530

2530

10119

3

7637

5455



764

764

3055

4

21472

19699



2147

2147

8589

5

26266

20362



2627

2627

10507

6

17526

13278



1753

1753

7011

7

26377

15986



2638

2638

10550

8

21381

12880



2138

2138

8552

9

22415

20949



2242

2242

8966

10

21577

16346



2158

2158

8631

11

31704

20721



3170

3170

12682

12

17235

18335



1723

1723

6894

13

19761

14319



1976

1976

7904

14

23654

16895



2365

2365

9461

15

8390

8561

9864

839

10703

3356

16

25478

18070



2548

2548

10191

17

26507

22275



2651

2651

10603

18

6376

4981

15500

638

16138

2551

19

5828

6857



583

583

2331

20

12947

7273



1295

1295

5179

21

23998

13713



2400

2400

9599

22

10683

7576



1068

1068

4273

23

4303

3031

13386

430

13816

1721

24

3955

4546

3170

395

3565

1582

25

2168

2046



217

217

867

26

5600

4375



560

560

2240

27

17414

10304



1741

1741

6965

28

32673

23676



3267

3267

13069

29

19456

16214



1946

1946

7782

30

7319

3485

31704

732

32436

2928

31

1523

814

37341

152

37493

609

32

16583

9755

6693

1658

8351

6633

33

14538

17104



1454

1454

5815

34

12814

15626



1281

1281

5125

35

5893

4830



589

589

2357

36

2934

2292



293

293

1173

37

2728

1894



273

273

1091

38

2841

1894



284

284

1136

39

9724

7046



972

972

3889

40

7879

6156



788

788

3152

41

22738

18486



2274

2274

9095

42

4357

4072



436

436

1743

43

522

265

59534

52

59586

209

44

2143

1553

8807

214

9021

857

45

4917

4470



492

492

1967

Всего

620000

476783

185999

62000

247999

247998


3. Расчет пассажиропотоков на сети



В данном курсовом проекте пассажиропотоки рассчитываются исходя из кратчайшего по времени путей следования.

Расчет матрицы корреспонденции и соответствующих пассажиропотоков выполняется на персональной ЭВМ с помощью программы MATR_KOR.EXE. В качестве длины звена при расчетах выступает время проезда по участку в минутах. Емкости районов вводятся в ЭВМ в пассажирах. Результаты расчетов представляют собой матрицы корреспонденции, кратчайших расстояний, предпоследних пунктов и пассажиропотоков на участках УДС за рассматриваемый период.

На основании результатов расчета определяется потребное количество автобусов для организации перевозок.



, (3.1)



где Р – суммарный пассажирооборот за рассматриваемый период, пасс*км;

q – средняя вместимость автобусов, q – 80 пасс.;

 – средний динамический коэффициент заполнения салонов автобусов,  =0,5;

 – средняя эксплуатационная скорость городских автобусов, , км/ч;

 – коэффициент использования парка,  = 0,7.

Рассчитано:



ед.

4. Корректировка пассажиропотоков с учетом пропускной способности участков УДС

Полученные значения пассажиропотоков корректируются для сравнения с пропускной способностью дороги по зависимости:



, (4.1)



где  – пассажиропоток на участке из района i в j полученный в результате расчета на ЭВМ, пасс/период;

 – максимальный часовой пассажиропоток на участке i-j, пасс/ч.

Скорректируем пассажиропоток из района 8 в 23:



чел.



Полученные значения часового пассажиропотока сравниваются с табличными значениями пропускной способности участков, приведенной в табл. 2. В том случае, если пропускная способность ниже пассажиропотока, время следования по участку корректируется следующим образом [3]:



,(4.2)



где  – скорректированное время движения по участку, мин.;

Ехр – функция, обратная логарифму;

р – пропускная способность участка, пасс/ч.

Так как пассажиропотоки на некоторых участках превышают пропускную способность участков, то время следования корректировать нужно.

В таблице 4.1 приведено откорректированное время.



Таблица 4.1– Приведение величины пассажиропотока к пропускной способности городских магистралей

Прямо

Количество полос

Fij

F'ij

Обратно

Fij

F'ij

Длина ,км

Время ,мин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

8

23

4

37906

30326

23

8

982



1,05

4,1

9

21



36339

29071

21

9

3202



1

3,71

21

29



55500

44400

29

21

1148



2,1

14,74

23

30



33158

26526

30

23

3029



1,35

4,5

29

30



38781

31025

30

29

10544



1,15

4,62

29

32



54177

43342

32

29

1432



1,45

9,74

30

31



29229

23383

31

30

282



1,4

4,09

32

43



51761

41403

43

32

192



1,4

8,66

Длина















10,9



4

5

3

18448



5

4

2427



1,05



7

8



26274

21019

8

7

1339



1,25

4,17

9

17



3949



17

9

18677



1,7



11

17



16543



17

11

3138



0,75



16

19



21101



19

16

1952



0,75



18

19



3972



19

18

19591



0,8



19

20



16570



20

19

9025



0,85



20

21



18710



21

20

2311



2,05



28

29



22034



29

28

1472



1,15



41

42



16997



42

41

2485



0,4



42

43



15880



43

42

7



2,6



Длина















13,9



1

2

2

3313



2

1

578



1,3



2

12



5330



12

2

2417



1,15



3

4



3888



4

3

1293



0,3



5

11



3299



11

5

2322



1,8



6

7



5984



7

6

1089



1,3



9

10



4243



10

9

5235



1,1



11

12



1041



12

11

4228



1,3



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

2

3064



13

12

1419



0,85



12

16



3797



16

12

759



1,55



15

18



2684



18

15

2705



1,3



16

17



2906



17

16

4230



1,1



18

24



2692



24

18

716



1,3



19

25



2582



25

19

4922



1,2



21

22



2700



22

21

707



1,65



21

27



3795



27

21

3323



1,6



22

23



5860



23

22

604



0,8



25

26



3817



26

25

5515



0,8



26

27



2247



27

26

2038



1,6



26

36



2975



36

26

3179



1,35



35

36



3081



36

35

4661



0,75



35

38



1041



38

35

1655



1



39

40



761



40

39

3233



0,5



41

45



468



45

41

2027



0,45



Длина















44,5



1

13

1

1547



13

1

643



1,4



3

6



635



6

3

1009



2,05



24

25



825



25

24

846



1,5



27

34



1149



34

27

1305



1,45



36

37



251



37

36

1110



0,95



38

39



1317



39

38

1032



1,15



Длина









8,6






Вывод



В курсовой работе была рассмотрена проблемная ситуация по определению, перспективного плана работы пассажирской транспортной системы города: смоделирована транспортная система города населением 620 тыс. чел. и площадью 99,375 км2 , рассчитана матрица пассажирских корреспонденций гравитационным методом на ЭВМ и определено потребное количество транспортных средств равное – 5512 единиц.

Что касается результативности выполненной работы, то следует отметить, что транспортная сеть построена удачно:

- площади районов меньше 2,5км2;

- время следования по дугам получилось оптимальным;

- пассажиропотоки не превышают пропускную способность участков.




Список литературы



Афанасьев Л.Л., Островский Н.Б., Цукербер С. М. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. - М.:Транспорт,1984.-333с.

Брайловский Н.О., Грановский В.П. Моделирование транспортных систем.-М.: Транспорт,1978.-125с.

Заблоцкий Г.А. Транспорт в городе. Киев:Будивельник,1986-96с.

Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов. - М.:Транспорт,1990.- 240с.

Правдин Н.В., Негрей В.Я., Подкопаев В.А. Взаимодействие видов транспорта. - М.:Транспорт,1989.- 208с.