一、简介 TransCAD软件是进行综合交通规划、公交线路规划、交通影响评价项目时交通模型建立的主要技术手段。本文是结合工作实践抽取的主要技术要点。详细操作请还需参考Caliper公司的两个手册:即《TransCAD使用手册》(以下简称使用手册)和《TransCAD交通需求模型手册》(以下简称模型手册)。 1.1 用户界面TransCAD 界面整合了很多其它的Windows 应用程序,用户从菜单(Menus) 中选择TransCAD 命令,单击工具栏(Toolbar)上的命令按钮,或选择工具箱(Toolbox)中要使用的工具。TransCAD用户界面如下图所示。 图 1‑1 TransCAD用户界面 在计算机屏幕上,TransCAD 以下面五种窗口类型显示信息:
每一种信息在屏幕上以单独的窗口显示,而且均可以文档的形式存储在硬盘上,以备将来使用。用户可以创建多个地图、数据窗、图形和布局窗,数量不限。 1.2 文件类型TransCAD文件类型比较多,主要的类型包括地理文件,地图文件、数据视图文件和数据表等。见下表: 表格 1‑1 TransCAD文件类型表
此外TransCAD还可以导入多种文件类型,如图形(.tif)文件、AutoCAD(.dxf)文件、ESRI Shape(.shp)文件、MINUTP(*.dat)路网文件等。 TransCAD各主要文件类型的关系如下图所示: 图 1‑2 文件类型关系图 二、建立交通模型创建交通模可以用手工方式或导入其它电子数据两种方式。手工方式就是使用使用位图做为底图,使用TransCAD的编辑功能建立模型;导入数据创建模型,就是利用TransCAD的转换工具,直接导入可识别的电子地图,然后再利用TransCAD的编辑功能添加需要的属性。 2.1 手工创建新模型2.1.1 打开底图
2.1.2 建立道路层
表格 2‑1 路段属性表
系统会自动建立ID、Length和Dir三个字段。其中ID为系统提供的连线ID号,不可改变;Length为连线的长度,Dir为连线的方向编码。
2.1.3 编辑道路(使用手册P577)
【提示 1】 打断路段当把一个路段打断,形成两个路段的时候,新生成的道路属性的方式可以通过点选 2.1.4 建立交通小区面层小区面层用于定义交通小区,步骤基本如建立道路层,只不过文件类型类型选择Area Geographic File。 小区面层需要建立以下字段。 表格 2‑2 交通小区属性表
2.1.5 面层编辑(使用手册P599) 2.2 导入其它类型文件创建地理文件2.2.1 导入AutoCAD数据将AutoCAD图存为AutoCAD R12/LT2 DXF (*.dxf)格式文件。 在TransCAD中打开文件,选择文件类型为AutoCAD DXF (*.dxf),选择准备好的DXF文件,弹出导入AutoCAD文件对话框。 选择导入的AutoCAD图层为中线(或快速路+主干路+次干路+支路+连杆),输入层名字为Line,选择导入层类型为Line。 点击坐标系 按OK按钮,弹出Save As对话框,设定存储的地理文件名字。导入完成,同时显示相应的地图文件。 此外,导入道路边线(Line)、交通小区(Area)、路名(Point)等图层,采用同样的方式,分别存入不同名字的地理文件。这些地理文件可以加入到地图文件的不同层上。 2.2.2 导入MINUTP路网数据选择打开文件或点击按钮 弹出如下对话框。点击坐标系 弹出坐标系设定对话框。选择Class为Asia;选择Zone为China CIESIN Grid。点击OK,系统进入Save As对话框;选择存放路网图的路径,系统自动将路网文件转化为TransCAD的地理文件。 2.2.3 导入ESRI Shape文件作为地图图层2.2.3.1 基于ESRI Shape文件创建一个新地图选择打开文件或点击按钮 ,选择文件类型为ESRI Shapefile(.shp),选择路径,找到一个准备好的shp文件。 选择适当的坐标系。系统将打开Shape 文件,使用此图层绘制一个新的地图。 (使用手册P74) 2.2.3.2 使用 ESRI Shape 文件来添加图层在标准工具栏上选择Map-Layers 或单击工具栏图标 单击 Add Layer 显示 File Open 对话框。 从 Files of Type 下拉列表中选择ESRI Shape 文件格式。 设定适当的坐标系后,系统将打开shape 文件,并将其作为新的图层添加到地图。 (使用手册P75) 2.3 路网模型扩展完成了基本道路网和道路属性的输入后,需要对道路网进行进一步处理,包括划分交通小区、生成小区型心、添加型心连杆等。 2.3.1 生成小区完成道路层的检验后,可以使用道路层的数据生成以道路为分割的小区层,然后根据需要合并小区,形成交通小区划分。
【提示 2】 小区重新编号交通小区划分好以后,小区ID号是软件自动产生的。为了便于识别,可对小区进行重新编号。
2.3.2 建立小区形心小区面层下打开Tools/Export,选择Export as Centriod Points,存储为小区形心文件。 2.3.3 添加连杆
2.3.4 连杆数据填充为了能够正确地识别新建的连杆,在添加连杆前需要确定某个连线属性字段(如TYPE)都已经填充。这样建立在添加完连杆以后,可以通过判定该属性字段建立连杆选择集。 选定连杆选择集后可用填充命令,一并填充AB_CAP、BA_CAP、AB_TIME、BA_TIME。 【提示 3】 删除连杆删除连杆只需要在连线层打开数据视窗,全选连杆选择集,按 2.4 数据视窗与数据表编辑2.4.1 创建新的数据表(使用手册P223) 2.4.2 编辑数据表结构(使用手册P226) 2.4.3 创建及使用并联窗(使用手册P261) 2.5 网络检查和创建网络2.5.1 路线层连通性检验选择路线层 Tool ->Map Editing ->Check Link Layer Connectivity… 检测门限值设置可为10米。 2.5.2 创建网络2.5.3 检查最短路(使用手册P310) 三、交通模型应用3.1 交通产生与吸引(略) 3.2 交通分布3.2.1 生成阻力矩阵
生成的阻力矩阵如下: 3.2.2 重力模型标定标定重力模型需要的参数有基年OD矩阵以及阻抗矩阵; 可以看到基年OD与阻力矩阵的编号不统一。需要通过建立矩阵索引统一编号。 【提示 4】 矩阵索引变换道路网的矩阵索引是以建立小区形心连杆时在节点层添加的新节点为基础的。新节点ID对应道路层,用于网络计算操作;新生成的index对应小区ID号,用于基于小区的计算。 对于下面以小区编码为编号的基年OD矩阵,转换成以节点ID为编号的矩阵。
基年OD矩阵编号调整好以后,进行重力模型标定,操作步骤如下:
3.2.3 生成摩擦因子矩阵
3.2.4 重力模型应用以上各步操作得到了如下各个参数:
结合预测的未来年小区交通产生吸引量即可预测为来年的OD。 这个计算实在小区层(或小区型心层)上操作。因此各个矩阵的行列号需与小区的ID号对应。这需要建立和使用对小区编号(index)的索引。
3.3 交通方式划分主要采用类似区域已经调查的数据。 3.4 交通分配3.4.1 运行交通分配
在 Create Themes 选项打勾,在 Max V/C 编辑框输入最大V/C 值,type an interval value 在Interval Size 编辑框输入一个分级值,在下拉菜单选择起始、结束和中间颜色。
3.4.2 交通分配标准结果当分配程序成功地运行之后,产生如下输出文件:
表格 3‑1 交通分配路段输出结果表
表格 3‑2 交通分配系统输出结果表
3.4.3 出行分配的调整参照项目研究区域内已做项目交通量(需向规划院要资料)以及现状调查结果,对模型中进行适当调整,调整的内容主要有:
路段属性中与分配主要参数为V_time,而V_time由Length和V_ffspeed计算得来,因此一般步骤为修改路段V_ffspeed属性,重新填充V_time列(V_time=Length/V_ffspeed*100),重新创建网络并进行分配。
参见附件《OD修改》增加OD小区,参照研究范围内已做项目,使这些项目的OD量对项目OD表进行修正,使这些地块产吸量与已做项目相同,建议对OD矩阵进行的修改在新建的Matrix 1空白矩阵中,以方便日后查对修改。
3.4.4 分配结果处理为了方便数据管理,建议在路网文件上添加以下几个字段,分别存放背景(b)、项目(x)、和合并(h)的流量(FLOW)、负荷度(VOC)。 AB_FLOWb、BA_FLOWb、AB_VOCb、BA_VOCb AB_FLOWx、BA_FLOWx、AB_VOCx、BA_VOCx AB_FLOWh、BA_FLOWh、AB_VOCh、BA_VOCh 【提示 5】 定制负荷度图选择菜单Map>Color Theme或单击 【提示 6】 定制流量图选择菜单Map>Scaled Symbol Theme或单击 3.5 规划效用评价3.5.1 创建期望线
3.5.2 生成出行距离分布
3.5.3 进行查核线分析
3.5.4 交通分配结果见本章“交通分配标准结果”一节; 【提示 7】 查看运行结果TransCAD在运行Procedures结束时,会弹出一个运行结果,报告运行是否成功。同时还会产生一个文本报告文件和一个日志文件。 该文件存储位置通常为: DRIVE:\Users\用户\AppData\Roaming\Caliper\TransCAD\ 日志文件tcw_log.txt,通常记录运行过程。 报告文件tcw_rep.txt,通常包括一些重要的运行结果数据。 3.6 反推OD(略) 四、扩展功能操作4.1 网络设置4.1.1 设置单向道路设置单向道路有两种方法:
按着以下方法可以检查单向道路的方向: 选择路线层为当前层 > 图层按钮 > 图层对话框中Style按钮 > Style对话框中Arrowhead选择direction of flow。 (使用手册P588) 4.1.2 禁用路网中的连线(用户手册P319) 4.1.3 转向处罚打开转向处罚工具箱
(使用手册P330) 4.2 创建一个交叉路口图表从地图工具条上的下拉菜单中选择交叉路口图层或街道图层。 单击主工具框中 单击想要检查的交叉路口来显示Intersection Diagram对话框。 (使用手册P353) 4.3 矩阵视窗与矩阵处理4.3.1 创建新矩阵(使用手册P422) 4.3.2 给矩阵添加标签4.3.3 OD修改为使模型分配结果更加准确,需根据已做项目分配结果和现状调查结果进行模型修正,有时需添加OD小区,添加步骤如下: 1.路网中加入小区 参见用户指南ch24-创建和编辑地理文件-编辑线要素(P577)加入小区连杆,增加属性,并将小区节点的属性添加。 2.OD表中加入新小区 选择内部小区节点,创建新OD表,与原OD表合并,具体步骤如下: (1)打开路网,空白处右键-Layers,选择节点层(Intersections),点击Show Layer,将节点层显示。 (2)关闭对话框,选择点层,Selection-Select by Condition,选择全部内部小区(zoneID不为空),即包括新增OD节点在内。 (3)创建新OD表,File-New-Matrix,行列均选择Selection集数据,保存为一个新矩阵。 (4)打开上一步中保存的矩阵和模型中所给矩阵MMA_sub_OD,将两个矩阵合并:点击Matrix-Combine… 将两个矩阵同时选择,保留所有行和列,确定保存。 新和成的矩阵中新增Matrix 1一表,其余各表中也已包含新增小区,至此新小区已加入OD矩阵表中。 因为项目提供了基本OD矩阵,因此项目交通预测只需要根据相应的交通调查数据对路网参数和OD矩阵做相应的校正,使得分配的结果与调查结果相符合。 4.3.4 OD矩阵导出到Excel文件(略) 4.3.5 由Excel文件导入OD矩阵(略) 五、小结 TransCAD软件是一款上手快,实用性强的交通规划软件,也是国内交通规划行业最流行的交通规划软件。此外,结合TransModeler(Caliper公司开发的混合交通仿真模型)可以提供城市交通仿真的从宏观到微观的基本模型。是国内智能交通仿真平台使用较为广泛的模型。
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