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C ia S hol f af n rnpr i

发布时间:2019-09-17

维普资讯 四阶段法 交通需求预测 的局限 ; 取非集计模子 的成长 牛 虎 ( 京 交 通 大 学交 通 运输 学 院 ,北 京 10 4 ) 北 0 0 4 摘 要 :正在 交 通 需 求预 测 中, 典范 的 四阶 段 法 广 泛应 用 于 实 际之 中 并被 大 家所 认 可 。 但 随 着社 会经 济的 不 断发 展 , 四 阶段 法 的 局 限性 也 无 疑 。 非 集计 模 型 具 有 很 多集 计模 型 无 法 对比 的 优 点 ,开 始 惹起 人们 的 关 注并 发 展 起 来 。 可 以预 见 , 随 着 对 非 集 计模 型研 究的 深切 ,该 模 型 将 正在 包罗 交 通正在 内的许 多领 域 得 到 更 广 泛 的 应 用 . . 关 键 词 : 交通 需 求 预 测 ; 四 阶段 法 ;局 限 :非 集计 模 型 中图分 类号 :U 9 41 文献 标 识 码 :A 文 章编 号 : 1 0 — 7 6( 0 7) 2 0 7 — 4 0 2 4 8 2 0 1— 03 0 Li is o ur t p Tr f c De a d m t f Fo -se a i m n Fo e a t M o e nd r c s d la De eo v l pm e t o s g r g t o l n f Dia g e a e M de I HU U (coo o T fcad Ta sott n e igJ oog U i ri ,B in 00 4,C ia S hol f af n rnpr i ,B ini tn nv sy e ig 10 4 i ao j a e t j hn ) A b t a t I t e s r c : n h pr c so r fid m a f r c s , c l s ia o r tp r fc e n f r c smo e o e s f tafc e nd o e a t aa sc l f u —se ta id ma d o e a t f dl iwi e y s d n e s a c a d c e t d s d lu e i r a e r h n a c p e by h ma s t e s .Buwih he e e o t tt d v lpme t f s ce y n e o o n o o i ta d c n my, t e d s d a tg s o h s me h d a s tn u . h d s g r g t d l h s h i v na e f ti a t o lo sa d o t T e ia g e a e mo e a mo e a v n a e h n a g e a e r d a t g s t a g r g t mo e , a t e ia g e ae mo eh s t a t d dl nd h d s g r g t d l a at ce pe p e at n i n a d e eo e i r c n y a s W ih r o lS t to n d v l p d n e e t e r . e t f rh r t d o ds g r g tmo e , iwil u t e su y f ia g e a e d l t lbe wi ey s d n d lu e ima y ie d i c u i g r n p ra in n he n f l s n l d n ta s o t to it f ur . ut e Ke wor : tafc e n fr c s ; f u -se tafc e n f r c smo e ; lmi ; t e ia g e a e y ds r fid ma d o e a t o r tp r fid ma d o e a t d l i t h d s g r g t mo l de 0 引 言 发 展 到 今 天 , 四 阶 段 预 测 法 被 更 多 地 应 用 于 实 交通 需求 预测 做 为交 通 规划 的核 心 内容 之 一 . 是城 市规划 必不 可少 的前提 ,也 是确保 交 通规划 符 合未 来成长 情况 的沉 要前提 。长 期 以来 ,人们 为有 效地 预测 交通需 求进 行 了不 懈 的勤奋 ,并 基于 多种 际 的交通规 划 中 ,基 于该 方式 开辟 的交通 规划 软件 也 被 普遍使 用 ,四阶段法 界各地 的交 通规 划 中 扮 演着 越来 越沉 要 的脚色 。 2 世 纪6 年代 ,随 着生 产 力水 平 的 日益 提 高 . 0 0 理论 开 发 出为 数众 多 的交 通需 求 预 测模 型 。其 中 . 使用 最广 泛 的理 论及模 型 当属2 世纪5 年 代开 发 的 0 0 四阶段预测 法 。做 为交通需 求 预测 的典范 方式 ,其 逻辑 关 系明白 、步调 分 明 ,正在 现实] 程项 目中获得 一 了广 泛 的使用 . 界范 围 内也被广 泛 使用 。 世 界 上一些 较早 实现 工业 化 的 国度 ,如美 国、西欧 以及 日本等 ,社 会需 求逐 渐呈 现多样 化 的特点 ,导 致 交 通需求 也呈 现 多样化 的趋 势 。因而 ,交通 规划 的 目标 、限制 前提 以及对 象范 围也 呈现 出多样 化 的 特 点 维普资讯 C 0MMUN C I AnON T DA S s AN RDI An0N Z 面临 交通 规划多 样化 的特点 ,经 典 的四阶段 法 耗力 ,还 要进行 缜密 的组 织和放置 。此 外 ,基 于这 因为其 本身 的局 限性 ,人们 等候 着研 究愈加 符 合现 代 社会 和居 平易近出行行 为 、符 合可 持续 成长 的交通 需 求预 测理论 。 1 四 阶段 法 的局 限 性 四 阶 段 法 以 居 平易近 出 行 调 查 ( esnt psre ) pro uv y i r 些 数据建 立 的集 计模 型难 以对多 个替代 方案 进行 比 较 阐发 。例如 居 平易近出行查询拜访 ,从 查询拜访 到提 出规划 方 案 的评价报 告 ,正在 日本 的标 准时 间为三 年 ,并且 每 次最 多也 只能提 出5 6  ̄ 个规 划方 案 1 交 通 服 务 水 平 变 量 不 协 调 . 3 一 为 基 础 ,由发 生/ 引 交 通量 ( ie eai /ta— 吸 t pg nrt na rc r o t t n 、分 布 交 通 量 ( ii r uin 、交 通 方 式 划 i ) o tpds b t ) r t i o 分 ( o a sl ) 及 交 通 量 分 配 ( a cas n n ) m dl pi 以 t t f si me t rf i g 四个基 本阶段 构成 般认 为交 通需求 是一种 派生 性需求 。是 由人 们进行 社会 、经 济或其 他活 动而派 生 出来 的 。交通 需求量 及交 通行 为同 时受 到交 通设备 或交 通 系统服 务 水 平 的影 响 。但 是 ,四阶段 预 测法 ( 如 发生 交 例 通 量 的预 测 阶段 ) 中一般 不 包 含反 映 交通 服 务水 平 的变量 ,因而 ,无 法操纵 这些模 型对 交通 办事水 平 自从 1 5 年 正在美 国 的底 特 律市 ( e o ) 行 了 93 Dti 进 rt 底 特 律 大都 市 圈交 通 规划 调 查 以来 ( e o t — D t i Me o rt r p la ra r f td ,D T ) oi nA e a i Su y MA S ,通 过 大 量 的 调 t Tf c 取交通 需求 的彼此 关系进 行会商 。别的 ,虽然 正在分 布交通 量 、交 通方 式划分 和交通 量 分派等 阶段 中包 含有各 个小 区 的交 通办事 程度 变量 ,如各 小 区之 间 查 、研 究和 实践 +该方式 已成 为 的较 为成 熟 的 交 通需 求预 测方式 ,而且 得 到 了广 泛 的应 用 。 正在交 通需 求预 测 四个 阶段 的根本 之 上 ,各 个 阶 段 又都有 具体 的理论 和相 应 的模 型 ,其 中较具 代表 性 的研究 有 Fa r 、F res 、最 大 熵 法 、最 短 rt 法 a un s法 的需要 时 间等 ,但 是 ,这 些交通 办事水 平 变量 并非 正在 各个 阶段都 能彼此 协调 ,并且 难 以整合 14 . 小 区 划 分 从 不雅 性 大 径 摸索 法 以及交通 收集均 衡 理论等 。进 入2 世纪 0 7 年代 ,这些 理论 日益趋 于成熟 。 0 然 而 ,跟着 上述 理论 和方 法 的广 泛使用 , 四阶 传 统 的 四阶 段 预 测法 是正在 O D表 的基 础 上 进 行 的 ,即以小 区的空 间范 围做为研 究 的基 本单 位 。尽 管 小 区具有空 间范 围 ,但 正在具体 预测 过程 中却被 假 设成 为 一个点 ,由此 带来 了一些 问题 :一是 因为数 据 的集计 而使数 据产 生误差 ;二 是若是 以小 区做 为 段 预测法 本身 的问题 日益 显露 出来 ,其 中较 为 突 出 的 问题为 对交通 体例 划分方 法存 正在争 议 ,预测 过程 数 据量大 、耗 时长 ,交通服 务水 平变 量不协 调 ,小 区划 分 客不雅性大 等 。 1 对 交通 方 式 划 分 方 法 存 正在 争 议 . 1 预测 的基 本单元 ,建 立预测模 型 时也必 须 以小 区为 单元 推算 出取其 他各个 小 区相关 的参数 。尽 管正在进 行小 区划分 时 ,有 很 多基 本 准绳 做 为划 分 的依 据 , 交通 体例 的划分 方式一 般是 正在求 出分 布交通 量 ( D 通 量 ) ( : 出 行 的 发 生 , 吸 引 点 ) ,再 O 交 后 但 正在 实 际 操做 中 ,小 区 的划 分 结 果 还 是 会 因 人 而 异 ,而那 些 参 数 将 因 小 区划 分 的 不 同 而 不 同 。 因 此 ,获得 的预测模 型 以及预测 成果 也将 因规 划者 的 客不雅意志 而改变 ,从 而使预测 的成果 得到客不雅性 。 2 集 计 模 型 取 非 集 计 模 型 求 出各 种交 通 方 式 的小 区 间交 通 量mm:交 通 方 ( 式) 。正在 实 际 的交通 规 划 中 ,人们 根 据 已有 的数 据 成立 了时 间差 、时 间 比等交 通体例 划分 曲线 ,并 且 假设 将来交 通体例 的划 分仍 然连结 不变 ,从 而根 据 这些 曲线来 进行交 通方 式划 分 。相 比于 四阶 段法 中 正 是 因为典范 四阶段法 本身具 有 的局 限性 ,使 得 人们 不 断地 去 探 索 和 开 发新 的交 通 需求 预测 模 型 ,其 中非 集计模 型 的研 究近些 年 来也有 了一 定 的 成长 。非集 计模 型 集计分 析 的产品 ,它 次要是 的其他 三个 阶段 .因为这些 曲线整 体缺 乏靠得住 的理 论根据 ,并且 “ 交通 体例 划分 连结不 变 ” 这一假 设 也 不合适 客不雅 纪律 .因此遭 到 质疑 和争议 。 12 预 测 过 程 数 据 量 大 、 耗 时 长 . 一 针对传 统 的“ 集计 的 ” 四阶段 预测 法 而言 的。 21 两者间 的关 系 . 般 地 ,为 了更好地 进行 交通 需求 预测 , 四阶 正在 保守 的交通 规划理 论 中 ,一般 先将 对象地 区 或 群体 划 分成 若 干个 小 区或 群 体 等特 定 的集 合体 , 段 法需 要有 初始 的O D表 ( r i— et a o a l) O i n D sn t nT be 。 g i i 为 了得 到 初 始 的O 表 ,就 需要 进 行 大 规 模 的交 通 D 查询拜访 。同时 ,处 理 这些查询拜访 数据 需要 破费 大量 的时 间和 经 费 ,而 且 组 织 大 规 模 的O D调 查 不 仅 耗 时 、 然 后 以这些小 区或群 体 为根基单 位 ,展开有 关 问题 的讨 论 。因而 ,正在建 立模 型时 ,需要 以这一 类 的集 合 体为 单 位对 数据 进行 集 计 (g rgt) age a  ̄ 。 好比 e 维普资讯 用 小 区质心 间的距 离表 示小 区之 问的距离 ,而这些 距 离正在很 大程 度 上代表 两小 区之 问 的平 均距 离 。类 似 的例 子还有 小 区 的平 均 出行 次数 、小 区 出行 者 的 平 均年 龄 、小 区之 问利 用某 种交 通体例 出行 的平均 所 需时 间等 。通过 上述 集计 处置得 到 的数据 称为 集 计 数 据 (grgt dt ) agea aa ,而用 集 计数 据 所建 立 的模 e 型称为 集计模 型 。取之 相对 应 的 ,不将 样本 进行 上 ◆ 小 区1 查 值 调 / / 一 r .’ 一 / // J , = 家 庭 平 均 收 入 _ 小 区2 查 值 调 — — ▲ r 均值 线 查值) 小 调 线 查值) 小 调 一 述 集 计 或 扩 大 处 理 的数 据 称 为 非 集 计 数 据 (i g ds a ge a aa,而 以每 一 个 样 本 为 单 位 ,曲 接 利 用 rgt dt1 e … 线 非集计 数据建 立 的模 型称 为非集 计模 型 。两 类模 型 的细致 比力 如表 1 所示 表1 比 较项 目 调 查单 位 分 析单 位 集 计 模 型 各 次 出行 交通 小 区 非 集 计 模 型 各 次 出行 小我( 家庭) 或 从图1 中可 见 ,每个 小 区的家 庭 平 均 出行 次 数 都 取家 庭平 均 收入 成 正 比 ,这 个结 果 取 常识 相 符 。 但 是 .若是 用 各小 区的平 均值 成立 收入 和 出行 次 数 之 间 的 函数 关 系 ,就 会发 现两 者呈 现负相 关 的函数 关 系 .这说 明 因为数 据集计 会 呈现 取事 实完全 不 同 的成果 。 3 非 集 计 模 型 的 发 展 31 发 展 背 景 . 因 变量 自变 量 预 测方 法 适 用 范 嗣水 平 小 区统 计 值 ( 续 量 ) 个 人 的选 择 ( 散量 ) 连 离 各 小 区的 数 据 回归 分 析 等 预 测 交 通 小 区 每 个 人 的数 据 最 大 似 然 法 任 意 目前非 集计 阐发 已被 用于 交通需 求 预测并 获得 较 快发 展 .原 因之一 是交 通规 划 问题 多样 化 、新交 通 政策 不竭 出 台 .迫 切需要 寻求 取此 相适 应 的交通 需 求 预测分 析方 法 。 2 世纪 6 年 代 .为 了更 有 效地满 脚 因为社会 经 0 0 济 勾当 而诱 增 的交通 需求量 .界 上 的一些 工业 化 国度里 ,次要 方 法是 新 建 或 扩建 交 通 根本 设 施 。 政策 的体 现 交 通 小 区代 表 值 的 变 化 出行 频 率 个 人 变 量 的 变化 L行 的 发 生 取 吸 引 n 目标地 选 择 进 入2 世纪6 年代 后 期 ,财产公 害 激发 的 问题 0 0 交通 现 象 的 f 行 分 布 _ H 日益 加居 .各 种 利 益关 系对 立 的群 体 也 纷纷 呈现 。 0 把 握 方 法 交 通 方 式 划 分 交 通 方 式划 分 为 了保 护居 平易近 的权 益 ,许 多 国度都制 定 了响应 的环 境 政 策 以及 法 律法 规 。1 7 ~ 9 3 ,世 界 上爆 发 92 17 年 了第一 次石 油危 机 .导致石 油价 格 飞涨 ,于是节 能 的问题 又被 提上 了议 程 。取此 同时 ,公共 交通 的发 展 、停 车 问题及 响应 政策也 被 接踵提 出 。 径 分 配 径 选择 22 数 据 集 计 过 程 中 产 生 的 问题 , 出行 时一 般均 以每 一小我 或每一 辆 车做为 根基 单 位 ,而 出行 者 的交 通 行 为 受 到 出行 者 个 人 属 性 从2 世 纪7 年代 后期 起头 , 一些 国度 发觉 0 0 仅 靠财 政扶植 来 改善 交通设 施 的情况 并不 能处理 日 益 严沉 的交 通 问题 .若何 实现现 有交 通设备 的有 效 利 用等 成为 交通 规划 理论 的沉 大研究课 题 。 面 对 以 上 多 种 多 样 的规 划 目标 , 四 阶 段 预 测 法 ( 如年 龄 、职业 、收入等 ) 、交 通方 式属性 ( 价钱 、 如 所需 时 间 等 ) 以及 其 他 多种 因 素 的影 响 。正在 对数 据 进行 集计 处置 时 ,这 些信 息有 可能会 发生 变化 ,数 据包 含 的良多 消息 可能会 丢失 ,从 而导致 集计 后 的 数据 取实 际数 据之 间产 生误差 。例 如 ,出行者具 有 因为 其 本 身 的局 限 性 ,不 仅 需 要 大 量 的时 间和 精 力 ,并且无 法充实 明白地 给 出政 策实 施 的结果 。正在 年 龄 、性 别 、职业 等 各类 属 性 ,若是 按 春秋 层 次 、 性别 对数 据进 行集计 处 理 。其 他 的属性 取总体 样本 的分布 就会产 生偏 差 。 对 小 区A和 小 区B 行 调 查 ,统 计 其 家庭 平 均 进 出行次 数 ,并 将其 成果 拾掇 如 同1 所示 。 这 样 的布景 下 ,非集计 模 型应运 而生 ,并 取得 了一 定 的发 展 。 32 非 集 计 模 型 的 应 用 现 状 . 非集计 模 型是正在 顺应 时代 及手艺 成长 要求 的 背 维普资讯 C OMMU C ' S S NDA I A ' NI AI ON TA I RD Z I ON I 景 下研究 开辟 的 .基 于经济 学理论 提 出并 正在交 通 工 块 ,可 以阐发 不 同的政策 影响评 价 。 3 . 可移 植性 较 高 .4 4 集 计 模 型 的 移 植 ,受 到 了 社 会 经 济 因 素 的 限 制 。而非 集计模 型是 按照选 择行 为成立 的 .因而从 程 、经济 学 以及 社会学 等多个 范畴 的研究 中被广 泛 应 用 。美 日两 国正在良多领 域 中都对 该模 型进行 了深 入 的研究 和使用 ,详见表 2 。 表2 美 国 日本 理 论 上 讲 ,只需 社 会 经 济 属 性 相 同 ,模 型就 可 移 植 。为 此 ,可 以大大节 省建模 的社 会成 本 。 4 结 语 劳 动 力市 场 人 口移 动 问题 职业 选 择 交 通选 择 雇佣 及 企 业 立 地 问题 耐用 消 费 品 的 采办 分布 交 通 近 年来 ,非 集计模 型做 为替代 、弥补 集计 模 型 的手段 ,正从 研究 阶段 敏捷转 向应 用阶段 .越来 越 多地 被应 用 到工程 实践 傍边。 以来 ,我 国 的交 通事业 跟着 经济腾 飞 也得 到 了飞速 成长 。正在 我 国 ,虽然 目前大 大都城 市 线 .交通 方 式 选 择 工 业 、贸易 立 地 问题 劳 T 问题 出生 ,教 育 .选 举 等 处 于大规 模建 设期间 ,但 是 ,节能环保 的可持续 发 33 非 集 计 模 型 的 用 途 . 展理 念 以及城 市交 通设备 的有 效操纵 等课题 显得 越 来越 主要 。取 此 同时 ,交 通规 划 的 目标也从 以往 的 非 集计 模 型是 一种 描 述 人们 选择 行 为 的模 型 , 它 可 以普遍 地 使用 于具 有选 择 行 为 的社 会各 方 面 。 非 集计模 型正在交 通工程 范畴 的次要 使用包 括 需求量 改善 硬件设 施 向更 多 的方 面发 展 ,例 如比来 市 为 了推进公 共交 通事 业 的成长 ,提 出了一 系列 的政 预测 、政策 效益 评价 和办事 改善对 比。 331 需 求 量 预 测 .. 策措 施 如公 交 优 先 等 。为 使 政 策 措 施 更 为 合 理有 效 ,政 策措 施 的评估 和分 析就显 得越来 越主要 。 综上所 述 。非 集计模 型具有 良多集 计模 型所 无 法 对比 的优 点 。可 以预见 .跟着 对非集 计模 型研 究 的深 入 ,该 模 型将 正在 包罗 交通正在 内 的许 多范畴 得 到 更 广 泛 的应 用 。 非集 计模子 预测 的需求量 可 以是交通 量 、物 流 需求 量 以及 客流需 求量 等诸 多方 面。 33 -. 政策 效益评 价 2 正在应 用非集 计模子 的过程 中,可 以通 过敏 感性 阐发 、需求 量分 析等手 段 ,分 析 多个 政策 要素 的影 响程 度 。评 价其效 益 。从 而为科 学地 制定 政策 供给 根据 。 33 .. 办事 改善对 比 3 可操纵L g 模 型 ,对 比阐发 交通 办事 改善 前后 oi t 参考 文献 『1关 宏 志 . 集 计 模 型—— 交 通 行 为 分 析 的 东西 1 非 『 . 京 :人 平易近 交 通 出书 社 ,2 0 . M1北 0 4 『1毛保华 ,等. 通规 划模 型及 应 用[ ] :中 2 交 M. 国 铁 道 出书 社 .1 9 . 99 的效益 ,其 计较 步调较 为简单 ,可操 做性 强 。 34 非 集 计 模 型 的优 点 . [】邵春福 ,等. 通规 划原 理[ . 京 :中国铁道 3 交 M】北 出 版 社 ,2 0 . 0 4 3 . 效率 高 、成 本低 .1 4 非集 计模 型 间接 使用 个 人 查询拜访 数 据 进行 分 析 , 不会 呈现 因为数据 集计 而发生 的信 息丢失 和偏 差现 象 。此 外 ,因为建模 所需 数据少 ,从 而可 大大节 省 查询拜访成 本 。 [】陆化 普 ,等. 通规 划模 型 取算法 [ 】北 京 :清 4 交 M. 华 大学 出书 社 .1 9 . 98 『1王炜 . 5 城市 交通 规划 理论 取方 法f . M】 :人 平易近 交 通 出 版 社 . 19 . 92 『1杨 兆 升. 输系 统规 划 取模子 f . 6 运 M】 :人 平易近交 通 出书 社 .19. 96 3 . 可操做 性强 .2 4 非 集计模 型结 构较 为简单 .建模 便利 ,计较 简 单 .可操 做性 强 。 343 包含 多种变量 .. [】陆化普 ,峰 ,等. 合交 通枢 纽规 划[ . 7 综 M】北 京 :人 平易近交 通 出书 杜 ,2 0 . 01 【】杨 晓光 ,等. 市 道 交 通设 计指 南 【 . 京 : 8 城 M]北 人 平易近交通 出书 社 .2 0 . 03 收 稿 日期 : 2 0 — 4 1 070 —2 取 集 计 模 型 相 比 .对 同 等规 模 的交 通调 查 而 言 ,非 集 计模 型可 以用 较 少 的 数 据 包 含更 多 的 变 量 。另 外 ,模 型 中包 含 了个 人社 会 经 济 属性 的 模

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