詳解四階段法模型

1、一、交通生成模型交通出行生成模型是用于預測一個交通小區(qū)每天或每一高峰時段所生成的交通出行雖。交通生成預測是在研究 城市未 來社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模、人口規(guī)模和土地利用情況 的基礎(chǔ)上， 預測劃分的各個交通小區(qū)可能產(chǎn)生或吸引的交通總雖。即0D矩陣中行和列交通生成模型分為交通產(chǎn)生模型及交通吸引模型兩個部分，常用的模型包括 增長率模型、回歸分析模型、類型分析模型 等。增長率模型 該模型的基本思想是：從OD調(diào)查中，可以得出單 位用地面積、單位人口或單位經(jīng)濟指標等參數(shù)的交通產(chǎn)生、 吸引雖，如果假定其交通雖是穩(wěn)定的，則根據(jù)未來各交通區(qū) 的用地面積、人口數(shù)H或經(jīng)濟指標等參數(shù)進行交通生成預測。回歸分析模型該模型的基本

2、思想是：假定未來年的交通生產(chǎn) 雖與各因素（自變雖）的關(guān)系與當前年相同。根據(jù)調(diào)查資料， 建立交通產(chǎn)生或吸引與其主要影響因素之間的回歸方程，利 用所建立的回歸方程進行交通生成預測。類型分析模型該模型的基本思想是：以家庭為分析單位，根據(jù) 對出行起決定作用的一些因素將整個對象區(qū)域的家庭劃分成若干類型。以基于同一類型的家庭出行因素相同、各家庭 的出行次數(shù)基本相同、各類家庭當前年的出行率一直到未來 年都不變的假設，確定未來年各類家庭的出行率和各交通小 區(qū)中家庭數(shù)目，進行交通生成預測。二、交通分布模型交通出行分布模型預測從每一個出行發(fā)生的交通小區(qū)i到每一個出行吸引的交通小區(qū) j的出行交通流q,，推求各個交通

3、 小區(qū)間的交通分布構(gòu)成一個分布矩陣。出行分布模型的種類較多，如增長系數(shù)模型、重力模型、機會模型等，其中重力模型使用最為普遍該模型的基本思想是：假定交通分布的模式在當前年和未來年變化不大，能夠用某一增長系數(shù)對未來年的交通分布狀況進行預測。增長系數(shù)模型是一種比較簡單的分布模型，包括平均增長率模型、Detroit模型及Frator模型等。重力模型的基本思想是：交通，區(qū)i到交通小區(qū)j的交通分布 雖與交通小區(qū)i的交通產(chǎn)生雖、交通小區(qū)j的交通吸引H成正 比，與交通小區(qū)i和j之間的交通阻抗系數(shù)參數(shù)（如兩區(qū)之間 交通的距離、時間或費用等）成反比。交通方式劃分模型早期的研究主要從集計的角度展開，之后進行非集計模

4、型研究。非集計模型比較復雜，目前集計模型應用較為廣泛。交通方式劃分模型主要有轉(zhuǎn)移曲線模型、概率模型、重力模型 的轉(zhuǎn)換模型及回歸模型等。轉(zhuǎn)移曲線模型轉(zhuǎn)移曲線模型的基礎(chǔ)思想是：分析與交通方式劃分相關(guān)的各 種影響因素，在大雖的調(diào)查統(tǒng)計基礎(chǔ)上繪出各種交通方式的 分擔率與其影響因素間的關(guān)系曲線，最后利用轉(zhuǎn)移曲線直接 查出各種交通方式的分擔率。概率模型的基本思想是 ：假定交通方式選擇是以各種交通方式所需的時間、費用等阻抗參數(shù)構(gòu)成的各種交通方式的阻抗 大小為基礎(chǔ)，以一定的概率關(guān)系進行的。該模型是一種比較 實用的非集計模型。重力模型的轉(zhuǎn)換模型該模型的基本思想是：借鑒重力模型的建模思想， 將重力模型 中交通小區(qū)

5、間的交通阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榻煌ǚ绞阶杩?。回歸模型的基本思想是：利用以往交通調(diào)查資料， 建立交通方 式分擔率與其相關(guān)因素間的回歸方程。該模型需要大雖的調(diào) 查資料，適用范圍有限，有時與交通生成的回歸方法組合使 用。交通分配模型它將交通小區(qū)間的出行分布雖分配到交通網(wǎng)絡中的各條道路上。交通分配模型類型較多，國際上通常把交通分配方法按模型 所依據(jù)的行為原理分為均衡模型與非均衡模型兩大類，均衡 分配模型主要有用戶均衡分配模型、隨機分配模型等，非均 衡分配模型主要有全有全無分配模型、阻抗可變多路徑分配 模型等。在公交規(guī)劃實際操作過程中，TransCAD軟件的應用主要包括以下功能1. 建立豐富的公交數(shù)據(jù)庫資源；2.

6、按交通規(guī)劃四步驟法，進行公交客流預測與分配；3. 匯集豐富的城市公交系統(tǒng)運行機理分析過程，進行公交線 網(wǎng)評價指標；4. 可以生成公交 OD期望線、公交 OD路網(wǎng)分配圖與客流分 配圖；5. 實現(xiàn)對公交線網(wǎng)的優(yōu)化。城市公交規(guī)劃過程包括以下內(nèi)容：1. 道路網(wǎng)絡和路徑：生成和設置路段方向，選定路段、轉(zhuǎn)向工具箱、最短路徑、多路徑、郵遞員問題、網(wǎng)絡分割、帶寬設定等過程；2. 公交線路系統(tǒng)：公交線路服務、公交線路站點服務、公交線路編輯等過程；3. 公交規(guī)劃：出行生成、出行吸引、平衡模型、快速反應模型、出行分布、交通方式劃分、客流分配等過程；4. 公交網(wǎng)絡系統(tǒng)：公交網(wǎng)絡生成、公交網(wǎng)絡設置、最短路、 公交網(wǎng)絡阻

7、抗計算等過程；5. 公交線路與邏輯分析：成本矩陣計算、客運連續(xù)計算與顯示、最短路線問題、分配問題、運輸問題、最小成本流、交通分區(qū)、交通聚類、公交設施定位等過程；6. 計算報表：報表、校正、模型計算、模型應用、生成模型文件、鄰接矩陣、空間校準等過程。三、TransCAD公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集建立TransCAD公交數(shù)據(jù)庫必須收集大雖的相關(guān)信息，比如公交場站信息、公交線路信息、公交站點信息、線路客流雖、站點上下客流雖、人口分布和道路網(wǎng)布局等，掌握這些信息有利于進行科學合理的規(guī)劃設計。公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可分為四大類：公交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、公交客流數(shù)據(jù)、公交行車數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。1. 公交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)主要

8、包括公交場站設施、公交線路走向、公交站點位置等信息。2. 公交客流數(shù)據(jù)主要包括各條公交線路的每日客運雖、客運周轉(zhuǎn)雖以及公交出行OD矩陣等信3. 公交行車數(shù)據(jù)主要包括各條公交線路的行車營運計劃，比如各條公交線路 上公交車的平均、票價、發(fā)車間隔等信息。4. 其他數(shù)據(jù)主要包括城市道路網(wǎng)、交通小區(qū)劃分和土地利用等信息。B2.1公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)靖構(gòu)心道路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的建立在TransCAD 中，采用Node和Line構(gòu)成的有向圖來表示實 際的交通網(wǎng)絡。Node表示道路交叉口、交通樞紐等特征點， Line表示節(jié)點之間的道路。Node的屬性通過經(jīng)度、緯度、 性質(zhì)、轉(zhuǎn)彎延誤等來表示，Line的屬性通過長度、速度、通

9、行能力、通行時間、方向等來表示，可以設置專用的字段來 定義這些屬性。將AutoCAD道路網(wǎng)圖保存為.dxf形式導入TransCAD 后形 成道路網(wǎng)層，利用編輯工具進行修改和設置以符合實際情況， 并添加必要的屬性數(shù)據(jù)，由此生成TransCAD軟件能夠有效 調(diào)用的交通基礎(chǔ)道路網(wǎng)。交通小區(qū)的劃分為了方便研究，通常將研究的區(qū)域細化為多個次級研究區(qū)域， 這些區(qū)域稱為交通小區(qū)。在TransCAD軟件中，面層中采用封閉的區(qū)域表 示交通小區(qū)，而將小區(qū) 的形心作為小區(qū)質(zhì)心。一般城市交通小區(qū)的劃分遵循以下原則：1. 相似原則：小區(qū)內(nèi)土地利用和人口構(gòu)成盡可能相似；2. 統(tǒng)一原則：小區(qū)劃分應與行政區(qū)劃或者已有的城市規(guī)

10、劃小 區(qū)兼容；3. 均衡原則：以出行時間為衡雖標準，交通擁擠區(qū)域、土地 利用強度高的區(qū)域和重點研究的區(qū)域應更細致；4. 分隔線原則：以天然障礙作為小區(qū)的邊界線。根據(jù)上述小區(qū)劃分原則，將依托工程對象劃分為21個交通小區(qū)。 ransCAD實際操作中需要加載小區(qū)質(zhì)心層，質(zhì)心用來表示小區(qū)并繼承了小區(qū)所有屬性。質(zhì)心通過質(zhì)心連線連接到路網(wǎng)上， 質(zhì)心連線的阻抗（出行時間、通行能力等）代表了小區(qū)內(nèi)部 出行的綜合成本（一般將出行時間設置為無限小，將通行能 力設置為無限大），TransCAD 通過Connect命令自動生成 質(zhì)心連線。四、屬性數(shù)據(jù)庫的建立在構(gòu)建路網(wǎng)層、小區(qū)層和質(zhì)心層過程中，TransCAD將自動生

11、成一些基本信息數(shù)據(jù)庫，而進行交通需求預測分析需要添 加的屬性數(shù)據(jù)包括以下 4部分：1. 小區(qū)屬性：包括小區(qū)的土地利用性質(zhì)、 面積、人口、崗位、 經(jīng)濟狀況、出行發(fā)生、出行吸引以及其他相關(guān)屬性數(shù)據(jù)；2. 路網(wǎng)屬性：包括道路類型、道路長度、路段方向、通行能力、行車速度、行程時間、交叉口轉(zhuǎn)彎信息、交通分配阻抗 函數(shù)值等；3. 道路節(jié)點屬性：包括節(jié)點的經(jīng)度、緯度、性質(zhì)、轉(zhuǎn)彎延誤等；4. 修飾圖層：包括特征點的表示、等高線的定義等。利用TransCAD進行客流預測過程中，需要為路段標定兩個 重要的屬性數(shù)據(jù)一一自由流速度和道路實際通行能力。五、公交線路網(wǎng)絡的特征公交線路網(wǎng)絡可簡單抽象為公交線路和公交站點的集合。一條公交線路有上行和下行兩個行駛方向，即從始發(fā)站（一般為公交調(diào)度站或首站）到終點站（一般為公交末站）和從終點站到始發(fā)站， 所有的公交線路組成了公交線路網(wǎng)絡。一條公交線路上有若干個公交停靠站點（稱為中間站），間隔一般為幾白米。在公交線網(wǎng)圖中，相 鄰的兩個公交站點間可用一線段相連，從首站到末站的所有 線段構(gòu)成了一條公交線路。在每個公交站點處乘客可以上下 車，而一些公交線路可以共用一個站點，在圖中表現(xiàn)為幾條 公交線