交通工程中级考试交通规划.ppt

交通规划 Traffic Planning,北京交通大学 交通运输学院 谷远利 电话：13621212325 Email：ylgubjtu.edu.cn,2,内容安排,掌握交通规划的基本步骤 掌握交通数据收集及处理方法 掌握OD数据的采集与处理方法 掌握交通与土地利用的关系 掌握出行及其分类 掌握影响出行的因素分析 熟悉交通量的预测方法 掌握增长系数法的基本原理及计算方法,3,掌握重力模型的基本原理及计算方法 掌握影响交通方式选择的因素 掌握最短路径方法 熟悉非均衡分配方法 熟悉均衡分配理论及方法 熟悉交通评价的基本概念 掌握评价指标体系及评价方法,内容安排,4,主要教学参考书,1.交通规划原理，邵春福主编，中国铁道出版社，2004 2.交通规划理论与方法，陆化普等著，清华大学出版社，1998 3.城市交通规划，肖秋生、徐慰慈编，人民交通出版社，1989 4.Transportation Network Analysis, M.G.H.BELL and Y.IIDA, Wiley,1998 5.现代交通规划学，刘灿齐，人民交通出版社，2001 6. 交通规划模型及其应用，毛保华等著，中国铁道出版社，1999 7. 交通运输系统规划，杨兆升编著，人民交通出版社，1998 8. 城市交通规划理论与方法，王炜等著，人民交通出版社，1992,5,规划：是确定目标与设计达到目标的策略和行动的过程。,交通规划是确定交通目标与设计达到交通目标的策略和行动的过程。,交通规划是有计划地引导交通的一系列行动，即规划者如何提示各种目标，又如何将提示的目标付诸实施的方法。,交通规划的定义,6,具体来讲，交通规划是根据国家、区域、城市社会与经济发展情况对交通运输设施未来一段时间的发展做出安排，其主要内容包括确定运输线网结构、港站地点位置、能力规模及建设序列。,7,一 掌握交通规划的基本步骤,一、交通调查(Traffic Survey) 二、交通与土地利用 三、交通需求量的预测 四、交通网络规划与设计 五、交通网络分析评价,8,一、交通调查(Traffic Survey),交通调查是为交通规划提供基础数据和资料的必要手段,并且是交通规划的主要内容之一,一般有以下几种: 居民出行调查(Person Trip Survey，统称PT调查) 以地区内居民为对象,主要调查城市居民某日的出行情况和交通工具利用情况,为城市综合交通规划提供基础数据。为了保证调查的精度，通常还进行补充调查。,9,一、交通调查(Traffic Survey),货物流动调查 货物流动调查被作为城市圈域综合交通规划的一环，为了把握工作日一天的货物的流动而进行。 机动车OD调查 调查车辆的OD(Origin and Destination)属性，出发和到达时刻、载运情况、匝道(IC-Inter Change or Ramp)的利用等情况。 断面交通量调查 调查路网某一断面的道路属性，交通属性和车辆行驶属性。,10,土地利用改变,居民出行的变化,改善交通设施,土地价格改变,可达性的变化,交通需求的变化,交通与土地利用之间的互动关系,二、交通与土地利用,11,三、交通需求量的预测,交通需求量预测是交通规划的核心内容之一，是决定网络规模、断面结构等的依据。其内容包括交通发生与吸引（第一阶段）、交通分布（第二阶段）、交通方式划分（第三阶段）和交通量分配（第四阶段）。四阶段法是预测交通网络交通需求的比较成熟的方法。它分为发生与吸引交通量预测、分布交通量预测、交通方式划分交通量预测和交通量分配四个阶段,具体内容如下：,四阶段预测法示意图,13,四、交通网络规划与设计,一、 交通网络结构与布局,1城市交通网络基本结构形式 城市交通网络的基本结构形式大致可以分为：方格网式、带状、放射状、环形放射状和自由式等。,交通网络结构形式，尤其是城市交通网络结构，决定了城市的骨架和城市的发展。,14,(1) 方格网式,是一种常见的交通网络形式 优点：各部分的可达性均等，秩序性和方向感较好，易于辨别，网络可靠性较高，有利于城市用地的划分和建筑的布置。 缺点：网络空间形式简单、对角线方向交通的直线系数较小。,图4.3-1方格网式交通网,16,(2) 带状,由一条或几条主要交通线路沿带状轴向延伸，并与一些相垂直的次级交通线路组成类似方格状的交通网。 可使城市的土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接近自然，对地形、水系等条件适应性较好。,17,(3) 放射状,放射状交通网络常被用于连接主城与卫星城之间,18,(4) 环形放射状,由环形和放射交通线路组合而成。 放射状交通线路承担内外出行，并连接主城与卫星城； 环形交通网承担区与区之间或过境出行，连接卫星城之间，减少卫星城之间的出行穿越主城中心。,19,(5) 自由式,多为因地形、水系或其他条件限制而自由布置。 优点：较好地满足地形、水系及其他限制条件。适合于地形条件较复杂及其他限制条件较苛刻的城市。在风景旅游城市或风景旅游区可以采用自由式路网，以便于与自然景观的较好协调。 缺点：无秩序、区别性差，同时道路交叉口易形成畸形交叉。,20,五、交通网络分析评价,在网络设计阶段提出的交通规划方案，其上的交通流动是否合理、局部线路的交通负荷度或运输能力以及环境等指标能否满足预定目标等，均需要对方案的优劣进行必要的评价，以便于优化规划方案，获得预期效果。此外，成本效益评价也是交通网络规划方案评价的内容之一。考虑到交通项目的社会性和公共性，成本效益分析不仅是财务分析，更重要的是它的社会效益。,21,二、 交通网络布局规划指标,1评价指标 (1)道路网密度(km/km2),：道路网密度； L：道路长度(km)； M：用地面积(km2)。,城市道路交通规划设计规范(GB50220-95),表4-1 大、中城市道路网规划指标,表4-2 小城市道路网规划指标,24,26,(2)干路网间距(km),干路网间距即两条干路之间的间隔，对道路网密度起到决定作用。我国没有规定城市干路的间隔，国际上各国采用的标准也不一致。荷兰规定干路间隔为8001000m；美国为1/22英里；丹麦哥本哈根为700m；德国慕尼黑为7001000 m；英国道路多采用区域自动化控制，道路间距以250700 m为宜；日本没有规定干路间隔的具体数值。,27,(3)路网结构,路网结构：城市快速路、主干路、次干路、支路在长度上的比例，衡量道路网的结构合理性。根据城市道路功能的分类和保证交通流的畅通，道路的交通结构应该为“塔”字型，即城市快速路的比例最小、按照城市快速路、主干路、次干路、支路的顺序比例逐渐增高。其比例值分别被推荐为5%、27%30%、32%和33%36%。,28,(4)道路面积率（%）,道路面积率即道路用地(S1)面积占城市建设用地面积的比例。我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准中，要求道路广场用地(S)占城市建设用地的比例为8%15%，参照表4.3-1所示国外城市的数值可知，我国国标的规定值偏小。为了适应大城市交通发展的需要，建议将我国的城市道路面积率调整到10%30%较为合适。,29,(5)人均道路面积(m2/人),人均道路面积是指城市居民人均占有的道路面积。我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准中，给出了道路广场用地为715 m2/人，这一指标是与上述8%15%的道路广场用地率相对应的，因此大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。,30,(6)道路网的可达性,道路网的可达性(Accessibility)是指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。,Nz交通小区数； Lii交通小区到道路网的最短距离。,31,(7)道路网连接度,道路网连接度是指道路网中路段之间的连接程度,M道路网中路段数； N道路网的节点数。,33,2.评价体系,层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是美国运筹学家T.L.Saaty于1973年在针对将现代管理中存在的复杂且模糊的相关关系转化为定量分析问题时，提出的一种层次权重评价决策分析方法。 (1)明确问题，建立层次结构模型； (2)构造判断矩阵； (3)计算单一准则下各要素的相对权重； (4)计算各层要素的组合权重。,(1)目标层。只有一个要素，一般是分析问题的预定目标或理想结果。 (2)中间层。包括为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干层次组成，包括所需要考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。 (3)方案层。方案层是整个层次结构中的最低层，表示为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等等。,图4.3-1 城市道路网布局规划层次结构模型,36,二、掌握交通数据收集及处理方法,内容：交通运输、社会经济及土地利用基础资料、相关的政策和法规、建设资金、交通规划影响。,1.交通运输调查 （1）运输量/交通量调查 综合运输方式的OD运输量，尤其是规划区域道路网基年的OD交通量，是进行交通需求预测的基础。 铁路、公路、水运、航空和管道五种运输方式历年完成的客、货运量和周转量，汽车保有量。, 道路网历年的交通量、车速、车流密度、交通量的构成资料。 五种运输方式的技术经济指标，如平均吨（座）位、运输成本、平均速度、平均运距、实载率等。 （2）交通基础设施调查 铁路、公路、航空、管道和水运的运输网里程、技术等级、交通枢纽的布置、港站吞吐能力、站点布置等资料。,38,2.社会经济及土地利用基础资料调查,（1）经济资料 经济水平。国内生产总值、社会总产值、工农业总产值、工业总产值、农业总产值和国民收入等。 经济结构。国民经济各部门可按五大类分为农业、工业、建筑业、运输业和商业；也可按三大产业分为第一产业、第二产业和第三产业。 经济布局。经济布局从根本上决定了交通流的发生点和汇集点的分布。调查的主要内容是规划地区重要生产部门在空间上的分布和重点区域行业的专门化程度。,（2）人口 总量指标。总人口、职工数量、社会劳动者、农业总人口和工业总人口等反映规划区域人口总量的有关指标。 相对指标。人口密度、人口平均增长速度、人口自然增长速度等相对指标。 （3）自然资源 自然资源：储量和分布从根本上决定了生产布局、社会经济结构和规模，也就决定了交通基础设施的布局。矿产资源、旅游资源、动力资源等，其中与交通运输关系比较密切的是矿产资源和旅游资源。 社会经济资源：劳动力、科学技术、工业经济、农业经济、基础设施存量等。,（4）土地利用基础调查 交通分区土地使用性质调查。土地利用与交通有着不可分割的关系,是影响交通产生的主要因素之一。主要调查各交通区主要土地使用类别的面积和强度。 交通分区的就业岗位和就学数量调查。调查规划区域或典型交通区的就业岗位和就学数，反映规划区域内土地利用的不同。 商品销售额调查。调查规划区域或典型交通小区的商品销售额。,3.相关政策与法规调查 （1）区域经济发展规划、区域社会经济建设政策、国土开发利用规划。 （2）区域人口、资源开发、环境保护等方面的政策。 （3）综合运输发展规划，尤其是道路运输发展规划。 （4）道路工程技术标准、规范、定额、指标和基本建设的政策法规。 4.建设资金调查 （1）国家补助投资、规划区域政府自筹资金、贷款和合资或外资引进。 （2）道路建设造价、规划区域养路费（或燃油税）收入和支出情况。 （3）规划区域地方政府对道路建设优惠政策。,5.交通规划影响调查 (1)社会环境影响。交通规划的实施对文化遗产、古迹、景观、动迁设施、建筑物、可达性、生活圈、都市圈以及群众性活动等影响。 (2)自然环境影响，对自然环境的影响主要包括噪声、振动、空气污染、日照障碍、地域隔断、自然生态平衡以及水环境等。 (3)资源环境影响。土地、空间以及能源消耗等。,43,三、掌握OD数据的采集与处理方法,OD调查的目的 进行OD调查，其目的就是弄清交通流和交通源之间的关系，获取道路网上交通流的构成、流量、流向、车辆起讫点、货物类型等数据，从而推求远景年的交通量，为交通规划等工作提供基础数据。,44,OD调查的内容,（1）居民OD调查 居民OD调查主要包含城市居民和城市流动人口的出行调查，调查重点是居民出行的起讫点分布、出行目的、出行方式、出行时间、出行距离、出行次数等，是世界各国开展调查最常见的形式。,45,（2）车辆OD调查 车辆出行主要包括机动车和非机动车出行，主要调查车型、出行目的、起讫点、货物种类、平均吨（座）位和实载率等。 （3）货流OD调查 货流调查的重点是调查货源点和吸引点的分布，货流分类数量和比重，货运方式分配等。,46,OD调查的方法,OD调查的方法有很多，根据调查内容、要求的不同可以采用多种方法，常用方法主要有以下几种： （1）路边询问法 路边询问法是在主要道路或城市出入口上设置调查站，让车辆停下来，询问该车的起讫点和其他出行的资料。调查过程中应该注意不要造成因车辆过多而引发延误甚至阻塞，因此一般需要交警的协调，这种方法是目前国内公路网规划和城市交通规划最常用的OD调查方法。,47,（2）表格调查法 表格调查法是将调查表发给单位、停车场的机动车驾驶员或利用收费站发放、回收调查表格，由调查对象逐项填写并返回，可用于机动车或货流调查。 （3）家庭访问法 家庭访问法多用于居民出行调查，在调查区域，对抽样选取的对象进行家访，由调查员当面了解包括学龄前儿童在内的全体家庭成员日出行情况。我国许多大城市居民出行调查采用这种调查方法。这种方法调查内容比较可靠，表格回收率高。在工作中辅以大量的宣传，实行调查办、街道居委会、调查员三级管理质量保证，可以获得较好的调查效果。,48,（4）明信片调查法 在交通繁忙的地区不能长时间停车进行路边询问时，可以向驾驶员发放调查明信片，要求驾驶员填写后投递寄回。明信片发放地点应该选择在车辆减速地段，如收费站、加油站等处。该方法的优点是对交通影响小，但是明信片回收率低，一般只有25%35%左右。 （5）车辆牌照法 由调查站分时段记下通过观测站全部车辆牌照数字，然后对各调查站记录进行汇总校对。凡是第一次记录牌照的地点是该车起点，最后一次记录牌照的地点是该车的讫点。该方法得到的信息比较粗略，而且要投入很大的人力。随着交通科学技术的提高，机械式自动调查设备正在机动车OD调查中发挥作用。,49,调查区域的设定与分区,（ 1）调查区域的划分原则 考虑规划区域社会经济系统规划以及经济活动地域分布情况，调查范围应足够大。 考虑调查区域的出入境交通情况，尽量配合天然地形界限，避免不规则的形状。 考虑适合路边调查站点的设立。 考虑利用现有的行政区划的统计数据。,50,同质性。区内的土地使用、经济、社会等特性尽量一致。 以铁路、河流等天然屏障作为分区的界限。 尽量配合行政区的划分，以利用政府的统计资料。 分区的过程中要考虑道路网。 保持分区的完整，避免同一用途的土地被分开。 分区越小，计算数据越多，但工作量也越大。,（ 2）交通小区的划分原则,51,北京市建成区交通小区划分示意图,52,交通调查和抽样,基本数据库 户口数据库，各种单位登录数据库，机动车登录数据库,全样调查困难 抽样（人口普查除外） 原则：)调查精度高； )不要造成调查对象太偏； )一般应采用随机抽样和有意抽出法； )费用与时间的平衡。,确定抽样调查目标,确定抽样调查的母体,选择抽样方法,统计整理调查数据,1、简单随机抽样 2、系统抽样法 3、分层抽样法 4、整群抽样法 5、多阶段抽样法,对调查数据进行校正、拓展和有效性检验,调查结果,图1 抽样调查流程图,54,（2）OD表 OD表可以分为矩形表和三角形表两种，能够明确地反映出调查区域内的客、货流的流量、流向、经过路线以及起点和终点，还能够反映出车流是否为区间流动、区内流动还是过境流动。,55,发生、吸引交通量与生成交通量的关系,.,.,.,.,.,.,.,.,发生交通量,吸引交通量,生成交通量,56,交通与土地利用相互联系、相互影响，交通发展与土地利用相互促进。 1.交通对土地利用的作用 交通的发展引起土地利用布局的变化 2.土地利用对交通的作用 土地利用布局决定了交通的发展方向,四、掌握交通与土地利用的关系,57,五、掌握出行及其分类,（1）出行 指居民或车辆为了某一目的从一地向另一地移动的过程，可以分为车辆出行和居民出行。出行作为计测单位，具备三个基本属性：每次出行有起、讫两个端点； 每次出行有一定的目的； 每次出行采用一种或几种交通方式。 （2）出行起点 一次出行的起始地点。 （3）出行终点 一次出行结束地点。 （4）境内出行 起讫点均在调查区域内的出行。 （5）过境出行 起讫点均在调查区域外的出行。 （6）内外出行 起讫点中有一个在调查区域内的出行。 （7）小区形心 小区内出行代表点，小区所有的出行从该点发生，但不是该区的几何中心。,58,（8）境界线（Cordon Line） 规定调查区域范围的边界线。 （9）核查线（Screen Line） 为校核起讫点调查结果的精度，在调查区域内设置的分隔线，一般借用天然的或人工障碍，如河流、铁道等。可设一条或多条，将调查区分为几部分，在穿过该线的所有道路断面上进行交通流量调查，将通过该线的实测交通量同起讫点调查中所得到通过该线的OD交通量进行比较； （10）期望线 连接个各个小区形心的直线，代表了小区之间的出行，其宽度通常根据出行数大小而定； （11）OD表 根据OD调查结果整理而成的表示各个小区间出行量的表格。,期望线图,60,六、掌握影响出行的因素分析,一、土地利用 交通与土地利用(Land Use)有着不可分割的关系,是影响交通产生的主要因素之一。按照我国国家标准城市用地分类与规划建设用地标准规定，城市土地利用分10大类，分别为：居住用地；公共设施用地；工业用地；仓储用地；对外交通用地；道路广场用地；市政公共设施用地；绿地；特殊用地；水域及其他用地。,61,住宅用地是交通的主要发生源和居民出行的主要起讫点。该用地的发生与吸引交通量通常用居住面积、住户数、人口、住户平均人数等指标表示。与住宅用地相关的出行有：上班、上学、自由（购物、娱乐）、回家。 公共设施用地包括行政办公用地、商业金融业用地、文化娱乐用地、体育用地、医疗卫生用地、教育科研设计用地、文物古迹用地等。当然，也是交通的主要发生源之一。该用地的发生与吸引交通量通常用办公、营业面积、从业人口等指标表示。与公共设施用地相关的出行有：上班、上学、自由（娱乐）、业务、回家。,62,工业用地是工作日上班交通的主要发生源。该用地的发生与吸引交通量通常用从业人口、产值等指标表示。与工业用地相关的出行有：上班、业务和回家。 仓储用地是货物的主要集散点，因此是货物交通的主要发生源。该用地发生与吸引交通量通常用仓库面积、货物吞吐量等指标表示。与仓储用地相关的出行有：上班、业务、回家。,63,可以说，土地利用与交通是互为因果关系。人们活动的活跃(交通的发展)拉动土地利用的发展，相反，土地利用的发展（城市建设）又会诱发人们的生活和出行。,64,二、家庭规模和人员的构成 家庭是构成人们出行的基础，上班、自由（走亲访友、购物等私人出行）多以家庭为出发点。 家庭规模和成员构成是影响家庭出行的主要因素。随着家庭规模的增大, 人均出行次数减少，如购物可由一人代替。有老人和幼儿家庭的看病出行（自由）多，年轻夫妇的购物、娱乐（自由）和上班等出行多。,65,三、年龄、性别 年龄段 由于性别和年龄的不同，人们的出行次数和内容也不相同。一般而言，受体力、工作性质等影响，男性以2045岁之间的平均出行次数多,女性2040岁平均出行次数多。通常，用居民出行调查中不同性别和年龄的平均出行次数评价和预测出行的发生与吸引交通量。,66,四、汽车保有率 女性不同年龄的平均出行次数 年龄段 汽车保有率增加,人口出行数增加，其原因有: 出行需求高的人购买车辆，出行次数多； 购买车辆以后更容易诱发出行。 通常，用汽车保有量或户均汽车保有量指标表示和评价。随着我国城镇居民生活水平的不断提高和加入国际贸易组织(WTO)，对汽车的购买力的上升和汽车价格的不断下调，私人汽车保有量将逐渐成为影响城市道路交通的主要因素之一。,67,五、自由时间 这里将自由时间定义为从一天的24h中，除去睡眠、饮食等生活必需时间和工作、学习等约束时间的剩余值。显然，自由时间增加后，用于出行时间增加，出行也会增加。研究表明，私用出行数与自由时间可以用以下线性方程表示， 即： 式中 T私用出行数； t自由时间； ,分别为系数和常数。,68,六、职业和工种 职业和工种的不同是造成出行量不同的主要原因之一，各国的居民出行数据都表明了这一点。汽车司机、推销员、采购员、业务员的平均出行多，工人、学生、教师、行政管理人员的平均出行少。,69,七、外出率 外出率是工作中外出业务占总业务的比率。它因工种、年龄的不同而异。 八、企业规模、性质 一般来说，企业大，业务处理量大，外出率高。 九、家庭收入 家庭收入也是影响出行，尤其是自由出行的主要因素之一。高收入家庭，汽车购买率高，购物、娱乐等需求也高，平均出行次数多。,70,十、其他 天气、工作日、休息日和季节等的不同也影响人们的出行。雨雪天气人们出行不便，出行量小；周一至周五工作日出行量大且时间集中，周六、周日等休息日出行量小且分散；炎热的夏天和寒冷的冬天出行量小，春秋天气候宜人出行多。,71,七、熟悉交通量的预测方法,交通量的预测方法主要有原单位法、增长率法、聚类分析法和函数法。除此之外，还有利用研究地区过去的交通量或经济指标等的趋势法、时间序列方法、弹性系数法和回归分析等方法。,72,出行生成的单位,出行生成有两种单位：一种是以车为单位；另一种是以人为单位。在大城市中，交通工具复杂，一般都用人的出行次数为单位，小城市交通工具较为简单，英、美等国家就以小汽车为单位。车辆出行和人的出行之间可以相互换算。,73,1.原单位法（平均生成交通量法）,原单位的求得原则通常有两种： （1）根据人口属性以不同出行目的单位出行次数为原单位进行预测。 （2）以土地利用或经济指标为基准的原单位，即以单位用地面积或单位经济指标为基准对原单位进行预测。,74,K：出行目的； l：人口属性；,预测方法,75,不同出行目的的人均出行原单位,76,原单位指标值的确定,对于预测生成交通量来说，怎样决定生成原单位的将来值是一个重要的课题。根据以往的研究成果，通常有以下几种做法： 直接使用现状调查中得到的原单位数据。 将现状调查得到的原单位乘以其他指标的增长率来推算，即增长率法。 最常用的也是最主要的为函数法。通常按照不同的出行目的预测不同出行目的的原单位。其中，函数的影响因素多采用性别、年龄等指标。,77,【例1】 在某对象区域常住人口平均出行率不变的情况下，求其将来的出行生成量。,（单位：万出行数日）,78,出行生成量： T=28.0+51.0+26.0=28.0+27.0+50.0=105.0 现状常住人口： N=11.0+20.0+10.0=41.0 将来常住人口： 15.0+36.0+14.0=65.0 平均出行率T/N： 105.0/41.0=2.561(出行数/日、人) 将来的生成交通量： X=M* (T/N )=65.0*2.561=166.5(万出行数/日),79,2聚类分析法,聚类分析（Cross-Classification or Category Analysis）是出行生成预测的另一个可选用的模型，英国人称其为类型（别）分析，美国人则称其为交叉分类方法，它突出以家庭作为基本单元，用将来的出行发生率求得将来的出行量。它与原单位法有很多相似之处，但又存在很大不同。 把家庭按类型分类，从而求得不同类型家庭的平均出行率。该研究认为小汽车拥有量、家庭规模和家庭收入是决定交通发生的三个主要影响因素。因此，根据这些变量把家庭横向分类，并且由家庭访问调查资料计算每一类的平均出行生成率，预测时以将来同类型家庭的预测值乘以相应的出行率。,80,（1）聚类分析法必须服从的假定,一定时期内出行率是稳定的。 家庭规模的变化很小。 收入与车辆拥有量总是增长的。 每种类型内的家庭数量，可用相应于该家庭收入、车辆拥有量和家庭结构等资料所导出的数学分布方法来估计。,81,（2）构造聚类分析模型的步骤,有关家庭的横向分类。澳大利亚根据其中西部的交通调查，规定家庭大小、家庭收入各分为6类，家庭拥有小汽车数分为3类。我国家庭中自行车使用比较广泛，可以考虑作为分类的项目，上海曾以住宅类型、家庭人口及自行车拥有量作为分类项目研究出行发生模型。 把每个家庭定位到横向类别。就是对家庭访问调查资料进行分类，把每个家庭归入其所述类别。 对其所分的每一类，计算其平均出行率。用调查的每类出行发生量除以每类的家庭总数，则可分别得出每类家庭的平均出行率。,82,（2）构造聚类分析模型的步骤,计算各分区的出行发生。把分区每一类的家庭数乘以该类的出行发生率，并将分区中所有类别的家庭总加起来，得到出行总量。,83,（3）类型的划分,在20世纪60年代，英国伦敦进行交通规划。经分析发现，一个家庭有三大特性对其出行产生量起主要决定作用：人口(指6岁以上者)、收入、车辆拥有量。显然，人口越多，出行次数越大；收入越多，越爱购物和消费，因此出行次数也越多；车辆拥有量越大，出行越方便，出行的可能性也就越大。类型分析法是根据家庭的特性对家庭进行分类。,84,具体类型分法,(1)年收入(英镑)分6级,85,(2)家庭构成分6类： 无就业者：1人； 无就业者：1人； 就业人1，无业人1； 就业人1，无业人2； 就业人2，无业人1； 就业人2，无业人2。 (3)汽车拥有量分3类：0辆，1辆，主2辆。 这样共分成了6*6*3=108个类型的家庭。,86,（4）应用聚类分析法的注意问题,(1)运用聚类分析模型的关键前提是：假定未来规划年 各类家庭的出行率与现在的出行率相比基本不变。 因为模型中的Qik其实是用现实调查数据求得的， 是现年的出行率。 (2)为保证模型具有一定的精度，在计算各类家庭的平 均出行率时应该抽取足够多的家庭样本。,87,【例2】,某小区作交通调查时，把居民分成18类，其类别产生率为： 小汽车拥有率 低收入 中等收入 高收入 1-3 4人以上 1-3 4人以上 1-3 4人以上 0 3.4 4.9 3.7 5.0 3.8 5.1 1 5.2 6.9 7.3 8.3 8.0 10.2 2 and more 5.8 7.2 8.1 11.8 10.0 12.9 已知： 低收入、无小汽车、每户3人：100户； 低收入、无小汽车、每户4人：200户； 中等收入、有1小汽车、每户4人：300户； 高收入、有2小汽车、每户5人：100户。,88,【例2】,若在五年后： “低收入、无小汽车、每户3人”中有50户转变为 “中等收入、无小汽车、每户3人”； “低收入、无小汽车、每户4人”中有100户转变为 “中等收入、有1小汽车、每户4人”； 从其他小区迁进“高收入、有1小汽车、每户3人”50户。 求：本小区五年后的总出行次数？ 出行次数的增长率？,89,解： （1）现状条件下的总出行次数： 100×3.4+200×4.9+300×8.3+100×12.9=5100次 （2）五年后本小区的居民状况： 低收入、无小汽车、每户3人： （100-50）户； 中等收入、无小汽车、每户3人： 50 户； 低收入、无小汽车、每户4人： （200-100）户； 中等收入、有小汽车、每户4人： （300+100）户； 高收入、有2小汽车、每户5人： 100 户； 高收入、有1小汽车、每户3人： 50 户。,90,（3）五年后的总出行次数： 50×3.4+50×3.7+100×4.9+400×8.3 +100×12.9+50×8.0=5855次；,（4）出行次数的增长率：,91,（5）聚类分析的优缺点,该方法的主要优点有： 直观、容易了解。人们容易接受出行发生与住户特性关系的观念，不像回归分析那样必须了解相关性、参数值等因素。 资料的有效利用。从现有的OD调查中就可获得完整的资料，即使没有，也可通过小规模调查得到。 容易检验与更新。出行发生率很容易通过小规模抽样调查与小区的特性分析而校核其正确性。 可以适用于各种研究范围。由于出行发生基于住户的特性，出行吸引基于土地利用特性。因此，其出行生成、吸引率可以用于各种范围研究，如区域规划、运输通道规划和新发展区。,92,（5）聚类分析的优缺点,该方法的缺点有： 每一横向分类的小格中，住户彼此之间的差异性被忽略。 因各小格样本数的不同，得到的出行率用于预测时，会失去其一致的精确性。 同一类变量类别等级的确定是凭个人主观，失之客观。 当本方法用于预测时，每一小格规划年的资料预测将是一项繁杂工作。,93,3个人分类方法,94,个人分类方法的优点,（1）个人出行产生模型同经典的交通需求模型的其他部分完全兼容，它们都是基于出行者而不是基于家庭。 （2）也可采用交叉分类方法。 （3）个人分类模型所需要的样本数比基于家庭模型少几倍。 （4）很容易考虑人口统计的变化。如在基于家庭的模型中无法兼顾某些关键的人口变量(如年龄)。 （5）个人分类较家庭分类预测起来更容易。因为后者需要预测家庭构成、大小等。 个人分类模型的主要限制是很难兼顾家庭间的相互影响、家庭的花费和预算。,95,一、原单位法,利用原单位法预测发生与吸引交通量时，首先需要分别计算发生原单位和吸引原单位，然后根据发生原单位和吸引原单位与人口、面积等属性的乘积预测得到发生与吸引交通量的值。 一般，在交通需求预测时，要求各小区的发生交通量之和与吸引交通量之和相等，并且各小区的发生交通量或吸引交通量之和均等于生成交通量。如果它们之间不满足上述关系，则可以采用如下方法进行调整。,96,【例3】 在某对象区域常住人口平均出行率不变的情况下，求其将来的出行发生与吸引量。,（单位：万出行数日）,97,解： 首先求出行的发生与吸引的原单位：,165.975,166.375,调整方法：总量控制法(Control Total),因为，T=166.5 万出行数日 所以，,100,【例4】,某小区有172家独户住宅，287家集体住宅，550家公寓房屋，其产生率为： 2.38, 2.38, 2.31车次/户； 另有40000平方米商业中心，平均每1000平方米有2.2个雇员，其吸引率为1.82车次/雇员。 用原单位法计算该小区的出行发生量与吸引量。 出行产生量 O1=2.38*(172+287)+2.31*550=2363 （车次/日） 出行吸引量 D1=2.2*(40000/1000)*1.82=160 （车次/日） 多个小区时：如果 Oi Dj 令f为调整系数：f= Oi / Di 可得： Dj= Dj*f,二、增长率法（Growth Factor Method）,：发生、吸引交通量增长率，例如，,103,【例5】增长系数法,一个区域共有500户家庭，250户有1辆小汽车，另外250户没有小汽车。假设有汽车家庭出行发生率为6.0次/天，无汽车家庭为2.5次/天。假设未来所有家庭都有1辆小汽车，家庭收入和人口数不变，用增长率法求出规划年的出行发生量 Ti。 解： 根据出行发生率，易得： 该区域现在出行量： t=250*2.5+250*6=2125次/天,104,假设未来所有家庭都有1辆小汽车，家庭收入和人口数不变，则增长系数为： Fi=Cid/Cic=500/250=2.0 最后得该区域未来出行量Ti=2*2125=4250次/天。 增长系数法比较简单，是早期城市规划所采用的方法之一。该方法计算的结果偏大，西方一些规划专家们推荐用此方法预测研究区域外部的出行。,【例5】增长系数法,四、 函数法,其中，b，c：回归系数； 常使用的变量：区内平均收入、平均汽车保有率、家庭数、人口、就业人数、土地利用面积。,回归预测的规范步骤可分为建立模型、检验模型和实施预测三个阶段。,106,1.建立模型阶段,(1)准备和整理必要的资料数据，资料应该全面、完整。 (2)确定因变量和自变量，尤其是自变量。确定时采用定性和定量相结合的方式，更能体现水平。 (3)根据资料数据作出散点图。直观分析其相关程度，例如强弱、正负相关,非线性关系等。 (4)确定模型形式，即选择方程的线性、非线性，一元或多元。 (5)求解回归系数，计算估计误差和相关系数。,107,2.检验模型阶段,(1)初步经验检验，即考察模型是否符合基本常识和公认的理论，如交通量随经济发展反而下降等，对于此类情况则必须检查原因。 (2)统计检验包括离散系数（V=S/Y*，标准差/因变量实际均值一般在10%15%之间）、相关系数R（一般0.7）等检验，以及t检验和F检验。 (3)判定预测效果。简易的方法是把非样本期内的因变量实际值与同期的预测值比较，如果误差不大，说明模型的预测功效良好，反之，则需重新修订该模型。,108,3.实际预测阶段,通过上述检验后，进入实际预测，提供有价值的信息。,交通需求预测的其他方法： 弹性系数法 时间序列分析 基于出行链的交通需求研究,109,一元线性回归（实例）,回归方程为： a、b回归系数。 回归系数通过最小二乘法估计得到，计算公式 如下： 回归系数公式：,110,一元线性回归,标准差S计算公式：,式中n-2为自由度，因为a,b是由实际资料计算的，所以自由度比n少2。,相关系数r计算公式：,相关系数r的值在-1,1，当r0为正相关；r0为负相关。R的绝对值越接近1，相关程度越高。 可决系数r2（也称判定系数），数值上等于相关系数的平方。它与相关系数提供相互补充的信息。当r2=1，说明离差为零，Yi完全在回归直线上；当r2=0，说明因变量与自变量完全不相关；若r2=0.95，说明回归方程可以解释总离差的95%，只有5%未被解释。,112,假设在给定 的条件下，预测 。,一、增长率法算法步骤 第1步 令计算次数m=0； 第2步 给出现在OD表中 、 、 、 及将 来OD表中的 、 、 。 第3步 求出各小区的发生与吸引交通量的增 长率 , 。,八、掌握增长系数法的基本原理及计算方法,第4步 求第m+1次分布交通量近似值 。,第5步 重新进行收敛判别,式中： 表示将来OD表中的发生交通量； 表示将来OD表中的吸引交通量； 表示将来OD表中的生成交通量； 表示第m次i小区发生增长系数； 表示第m次j小区吸引增长系数； 表示任意给定的误差常数，一般取0.05或0.03或0.01。,如果上式满足要求，则停止迭代；否则，另m=m+1，返回第二步继续迭代。,根据函数 的种类不同，增长系数法可以分为： 常增长系数法（Unique Growth Factor Method） 平均增长系数法（Average Growth Factor Method） 底特律法（Detroit Method） 福莱特法（Fratar Method) 佛尼斯法（Furness Method） 下面分别进行介绍。,二、常增长系数法 常增长系数法认为， 的增长仅与i小区的发生量增长率有关，或仅与j小区的吸引量增长率有关，或仅与生成量的增长率有关，是一个常量。,增长函数为：,例1：已知规划区域的3个小区目标年出行发生量预测值和基础年的出行分布矩阵如表6.2.1所示，求目标年的出行分布矩阵。,表6.2.1现状OD