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摘要：通過對城市軌道交通四階段法的四個步驟(出行生成、出行分布、方式劃分、路網(wǎng)分配)進行探討。指出其不合理之處，在傳統(tǒng)四階段預測方法的基礎上進行必要的修正、改進。改進后的模型具有簡單、易懂、可操作性等特點。...

淺論城市軌道交通客流預測四階段法

孫松偉

(西南交通大學  四川成都  610031)

1、軌道交通客流預測的重要性

    建立以城市軌道交通為主干的城市綜合交通網(wǎng)絡體系，從根本上解決城市交通擁擠和城市環(huán)境惡化問題已成為當今城市交通發(fā)展的必然。然而，我國對城市軌道交通的研究起步較晚，尤其對于前期的研究工作還沒有成熟的理論作為指導，無經(jīng)驗可循。而城市軌道交通的客流預測工作是前期研究的關鍵，對該問題的研究是非常有實際意義的一項工作。

2、傳統(tǒng)四階段法的不足

    (1)用傳統(tǒng)的四階段法進行城市軌道交通客流預測的基礎是現(xiàn)狀年的居民出行調查數(shù)據(jù)，在此基礎上，運用集聚的方法，通過預測模型得到規(guī)劃年限的客流量。在進行交通調查時，首先按照交通小區(qū)劃分的一般原則將城市規(guī)劃區(qū)域劃分為若干個交通小區(qū)。但在劃分小區(qū)時隨意性很大，對于不同的規(guī)劃者，劃分的結果都會有很大的不同。由于進行出行調查是以所劃分的交通小區(qū)為研究單元，通過集聚的方法進行研究，而這樣劃分的交通小區(qū)把客流作為一個整體進行分配時，對很大一部分客流來說，并不是最合理的。

    (2)城市軌道交通客流預測的目的是預測遠期城市軌道的客流吸引量，傳統(tǒng)的方法是通過某項經(jīng)濟指標或利用人口增長率來對遠期的客流量進行預測。而實際上，對于不同的交通小區(qū)，其現(xiàn)狀情況、未來的規(guī)劃都存在著很大的差異。有些交通小區(qū)已經(jīng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)展空間很小，而有些小區(qū)在規(guī)劃年內，根據(jù)城市總體規(guī)劃將有很大的變動。所以，客流量的預測不能采用一種模式，而應該是在對小區(qū)的現(xiàn)狀和規(guī)劃前景充分了解的情況下，以建筑容量限制為基礎，并利用城市飽和狀態(tài)理論進行控制。

    (3)在一般的四階段預測模型中，習慣將出行分布在出行生成預測后進行，有必要將方式劃分作為第二個步驟，這是因為預測的目的是得到城市軌道交通客流，所以有必要在進行出行分布之前將與城市軌道交通不相關的客流首先分離出來。

3、改進后的城市軌道交通四階段預測方法

    本文的客流預測模式為：“虛擬城市軌道交通”→“現(xiàn)狀 OD” →“遠期快速軌道”。

    模型思想為：在對城市整體情況有了初步了解的情況下，以線網(wǎng)規(guī)劃的基本理論為指導，在城市交通系統(tǒng)上進行“虛擬軌道交通”布置；以虛擬城市軌道各個站點為中心，進行交通小區(qū)的劃分，以交通小區(qū)為調查單元進行現(xiàn)狀OD調查；利用傳統(tǒng)的四階段法將小區(qū)的遠期客流分配到虛擬城市軌道交通線路上來，根據(jù)預測結果，分析虛擬城市快速軌道的合理性。若不合理進行調整，直至得到合理的遠期城市軌道交通線網(wǎng)布置。   

    3.1出行生成預測

    傳統(tǒng)做法的一般原則為：

    (1)小區(qū)應盡量與城市行政區(qū)劃、城市形態(tài)發(fā)展、路網(wǎng)布局一致，避免小區(qū)內有自然或人為的障礙線存在；

    (2)劃定交通小區(qū)內的土地利用特征應盡可能簡單；  

    (3)小區(qū)應盡可能規(guī)則，避免狹長形狀；

    (4)交通小區(qū)劃分應避免太細或太粗。

    這樣的交通小區(qū)劃分，是在城市軌道交通線網(wǎng)布置之前完成的，并沒有將小區(qū)與將來的城市軌道交通線網(wǎng)結合起來考慮，所以就很難做到交通小區(qū)與軌道線網(wǎng)的有機結合。這是因為四階段法預測是以小區(qū)為單元，將居民進行集聚，作為一個整體進行考慮分析，所以就要求交通小區(qū)與軌道線網(wǎng)的依附關系越強越好。本文是在所要規(guī)劃的城市中先建立虛擬城市軌道交通，以城市軌道交通站點為交通小區(qū)中心，遵循小區(qū)劃分的一般原則，以到該站點比到其它站點的距離近為劃分標準，將城市軌道規(guī)劃區(qū)域劃分為不同的交通小區(qū)。

    虛擬的城市軌道交通建立后，在進行居民出行調查時，以某個樓或某一具有相同建筑使用性質的樓群作為一個調查單元進行客流的調查工作。這樣做的依據(jù)是：城市居民出行的起訖點都是建筑場所，客流的流動無非是從一個建筑物移動到另外一個建筑物。也就是說，只要我們知道了各類建筑物的居民出行情況，也就是掌握了整個城市居民的出行。

    所以城市居民調查是先將所劃分的交通小區(qū)按建筑物的使用性質進行分類，按不同類型的建筑物的人口出行特征進行統(tǒng)計，通過對小區(qū)的遠期規(guī)劃分析，以及建筑物的容量限制即可知道遠期的客流總量。所得到的居民出行總量要與城市在飽和狀態(tài)下的容量進行比較，目的是不至于  使遠期的預測客流出現(xiàn)大的偏差。

    3.2交通方式劃分

    在我國大多數(shù)城市居民出行所用的交通方式有：步行、自行車、常規(guī)公交、出租車、小汽車等。各個交通工具都  有其不同的使用人群。對交通方式劃分的影響因素很多，有出行者個人的因素，如：年齡、性別、收入、私人交通  工具擁有情況、職業(yè)、以及人員的類別(常住人口、流動人口)；也有交通方式自身的因素，如：旅行速度、票價、舒適度、安全性等。充分了解人們的出行選擇與各影響因  素的關系，是進行合理方式劃分的基礎。

    通過分析城市各個交通方式的特點及它們與城市軌道交通之間的關系可知，在進行交通方式劃分時可以分三步將城市軌道交通客流從總的交通出行量中分離出來。

    第一步：將使用步行、自行車、小汽車交通方式出行的居民首先從交通小區(qū)總的客流量中分離出來；

    第二步：剩余的交通客流是使用常規(guī)公共交通和軌道交通出行的。這一步是使用對乘客來說效用最大化理論，將軌道交通從中分離出來；

    第三步：對軌道交通客流進行修正。這是因為在第二步的方式劃分中是以當常規(guī)公交與城市軌道交通在總的出行時間相同的前提下，以出行距離為分界點來進行常規(guī)公交客流與軌道交通客流分離的。沒有過多考慮其他因素。而出行時間和票價是影響人們進行出行選擇的重要因素，故對第二步的預測結果進行修正是非常必要的。

   3.3出行分布

    出行分布的目的是將分離出的城市軌道交通客流分配到虛擬的城市軌道交通線網(wǎng)上，運用傳統(tǒng)的重力模型思想，按出行目的，采用節(jié)點分配的方法，利用對乘客來說是最小距離的原則批量進行分配。

 

    如圖1所示：a、b表示交通小區(qū)i、j所在的軌道站點，從站點a到站點b的軌道客流量記為Τij，由站點b到站點a的軌道客流量記為Τjio Τij為交通小區(qū)i從各個方向路線上匯集的軌道客流量加上該交通小區(qū)所產(chǎn)生的軌道客流量，再進行四個方向的分配所得的結果。Τji的計算與Τij是一樣的。  

各個站點進行客流分配時，是利用重力模型的思想，根據(jù)站點所處位置，充分考慮通過該站點的線路方向的客流吸引力，從而得到該站點沿各個方向的分配系數(shù)。

    3.4交通分配

    交通分配的目的是將已經(jīng)預測出的城市軌道0D交通量按照一定的規(guī)則符合實際地分配到道路網(wǎng)中的各條道路上，并求出各條道路的交通流量。一般來說，在道路網(wǎng)中，兩點之間(即0、D間)有很多條道路，如何將0D交通量正確合理地分配到0與D之間的各條道路上即是交通分配  模型要解決的問題。

    本文的交通分配方法是：在進行路網(wǎng)分配時，將出行分布的客流，在考慮了軌道路線的最大通行能力的情況下，利用對乘客來說的效用最大化理論，將過剩的客流分離出來。將分離出的客流分配到次短路上即可。

4、結束語

    本文在一定程度上改進了傳統(tǒng)四階段法，但是在某些方面還存在著不足。如：在通過客流預測分析后，虛擬軌道交通路網(wǎng)若不滿足預測的要求，就要進行調整，這樣一來，以軌道站點為中心建立起來的交通小區(qū)就要發(fā)生變動，操作起來有點煩瑣；在出行分配中，利用重力模型思想進  行軌道客流分配時，由于對影響沿線路方向的吸引能力的因素很多，所以較難進行確定，在模型的使用中，各節(jié)點(站點)的分配系數(shù)的精度有待提高。

參考文獻：

[1]葉霞飛，顧保南．城市軌道交通規(guī)劃與設計[M]．北京：中國鐵道出版社，2004；

[2]毛保華．城市軌道交通規(guī)劃與設計[M]．北京：人民交通出版社．2006．

[3]趙勝川，王生武，胡祥培．交通與物流[M]．大連理工大學出版社．2006．

（本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核）

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