transcad四阶段法资料

交通规划课程设计基于TransCAD4.x的四阶段预测法毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

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TransCAD四阶段操作步骤4.2 出行发生（Trip-Generation）居民出行发成预测分居民出行产生预测和居民出行吸引预测两部分。

其目的是通过建立小区居民出行产生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。

出行发生有两种单位：一种是以车位单位，另一种是以人为单位。

在大城市中交通工具复杂，一般采用人的出行次数为单位，车辆出行于人的出行之间可以相互转换。

出行产生预测常用的有两种方法：类型分析法、回归分析法，另外还有增长率法，但由于增长率法过于粗糙已停止使用。

下面简要介绍一下回归分析法和类型分析法。

回归分析法是在分析小区居民出行产生量、吸引量与其影响因素（如小区人口、劳动力资源数、土地利用、岗位数等指标）相关关系的基础上，得出回归预测模型。

函数形式有一元回归、多元回归等。

类型分析法是以某一类型为分析单位，根据对出行起决定作用的一些因素将整个对象区域的人划分为诺干类型。

在同一类型的人员中，由于主要出行因素相同，各人员的出行次数基本相同，将各类人员单位时间内的出行次数称作“出行率”。

并且假定各类人员的出行率到规划年是不变的。

这样各类人员数与出行率相乘便得到出行量或吸引量。

4.2.1 出行产生（Trip-Production）4.2.1.1 模型原理出行产生预测采用类型分析法居多，本次结合已有资料亦采用这种方法。

家庭分类法中的模型是：Pi=∑AsNsi=Ni∑Asγsi （4-1）式中：Pi－－分区i规划年每个单位时间出行产生量；As－－全市现年第s类人员的出行率；Nsi－－第i分区规划年第s类人员的数目；Ni －－第i分区规划年各类人员总数目；γsi－－第i分区规划年第s类人员的比例。

因此必须先确定出行率As、规划年各小区人口总数Ni、各小区各类人员比例γsi。

（1）规划年各小区人口总数Ni现在已由2.3.2人口预测算出2010年规划区总人口数，因为本次分区无法从政府现有资料上取得各个小区的现有人口数，也无法得到各个小区的人口密度数据，且因本次课题不可能进行各小区的人口调查统计，因此，我们根据出行量与人口数的相关性，据调查统计的各个小区的出行量占总出行量的百分比分配各小区的人口数，即各小区占总人口的百分比等于各小区出行量占总出行量的百分比，再由2.3.2人口预测算出2010年规划区总人口数乘以这个百分比，即得个小区人口数。

城市轨道交通客流预测四阶段法及其在TransCAD中的应用城市轨道交通线路各设计年度的客流预测工作是轨道交通设計工作中的一项重要基础内容，客流预测结果是后续设计专业的重要依据。

四阶段法是城市轨道交通客流预测中常用的一种预测方法，具有系统性和全面性。

通过总结四阶段法在TransCAD 中的应用过程，对客流预测整个过程进行分析总结，提出基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法，并应用于工程项目中，对设计工作者具有一定的参考价值。

标签：城市轨道交通；客流预测；四阶段法0 引言城市轨道交通客流预测是项目进行必要性、可行性及功能定位研究的重要依据，预测结果的正确与否对于确定城市轨道交通的系统制式、线网的规模大小、线路的走向、站场的规模起着非常关键的作用[1]。

在掌握城市总体规划和交通规划、获取轨道交通线路信息等相关资料后，在城市轨道交通项目前期规划阶段，可在TransCAD 中运用四阶段法进行轨道交通线路的客流预测，得出相应的客流预测结果。

四阶段客流预测方法起源于城市交通规划，在实际的预测工作中应用良好，目前我国北京、天津、上海等地均使用此方法进行轨道交通客流预测。

四阶段法在前期基础数据调查时，需要大量的时间和精力进行调查和数据处理，且需求预测模型与轨道交通客流适应性需进一步验证优化。

因此，使用四阶段法进行轨道交通客流预测时，在不同的阶段有不同的目标要求和工作要点，应根据不同阶段客流预测深度选择合适的工作模式和预测模型。

1 基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法1.1 四阶段交通模型预测方法四阶段交通模型预测方法是将交通产生、交通吸引、出行分布、方式划分等相关因素建立数学模型，通过交通分配来进行预测的方法。

与其他预测方法相比，四阶段交通模型预测方法更适用于城市轨道交通预测，主要分为 4 个阶段：出行生成、出行分布、方式划分以及交通分配。

（1）出行生成阶段。

预测研究区域中的每一个小区产生和吸引的出行数量。

这个阶段仅关心每个小区产生和吸引的出行数量，但不关心出行起讫点之间的联系。

建小区，填属性，画小区，填小区属性数据，建路网，填属性，画路网，填路网属性数据，进入小区层建立联系:在小区层tools-map editing-connect点OK。

(作用：将路的节点与形心联系起来)补全路网数据。

建立距离矩阵：在小区层tools-geographic analysis-distance matrix点OK起名保存期望线：在小区层tools-geographic analysis-desire lines起名后点OK建立网络将所的联系起来：networks/paths-create将other link fields和other node fields中的全部选中。

起名后保存。

用重力模型生成OD分布矩阵：在小区层planning-tripdistribution-grarity application在datdview栏选小区层，productions选生成量attractions选吸引量，constraint type选doubly双重力模型点OK保存。

选点层数据加属性：dataview-modify table点addfield加属性起名后点OK。

将小区号填到对应的点好后面。

然后点tools下的selection将填上小区号的行选中。

将OD矩阵的小区行列号ID转换成为小区质心节点行列号ID在交通分布matrix中右键Indices→Add indices出现对话框：点击Add Index，完成以下设置point点层index点层数据中新增的属性点击OK，再次回到索引对话框，选择新索引即可。

将rowids改为new行列号转换完成。

实施交通分配(在此之前可能要建网络)在路段层上：点击Planning →Traffic Assignment ，调出其对话框，行列号由1，2，3转换成为6，7，8选择一种交通分配方法，本例中选择用户平衡分配方法在Info里钩上Centroids打钩点击Other Settings选项。

基本步骤：1.在CAD中画路网，一定要保证每个节点与周围的线相连，不要有多段线。

2.将CAD中的图导进Transcad，既可以把多层路网同时导进去，然后进行地理文件的合并，也可以在开始就一起导进去。

3.在Transcad路网中输入数据时，记得要输入在modify table中新增Capacity，transit time 等字段。

在小区层中要至少新增P（production）和A（Attraction）两个字段4.导出形心，建立路网a.创建小区质心。

在分区层上，Tool—Export…调出图4-6对话框框中各选择如图示，注意：格式选standard geographic, 点OK，保存。

质心继承分区所有属性。

b.加载。

在路网（.dbd）层上，加载分区层、质心层。

c.建索引（Index）。

在Connect之前一定要在“路网Endpoint”层的Dataview上新加一字段取名为index，保存。

因为连接后质心作为路网Endpoint(line endpoint) 层上的一个普通的点。

建立Index以便路网Endpoint层上的质心点ID与质心层的质心ID对应，用以ID转换。

d.连接（Connect）。

将质心点连接到路网。

在质心层上Tools—Map Editing—Connect…调出其对话框图4-7Connect…调出其对话框图4-7a Connect…调出其对话框图4-7b Setting卡上：如图。

Fill卡：Node field里选index；Fill with里选IDs from 质心layer. （这便将质心层上质心ID填充进index，以便和路网Endpoint层上的质心点ID建立对应关系。

）点OK。

质心连接完成。

路网（dbd）已显示连接。

Export对话框图4-6e.填充连接后新增路段的值。

将其通行能力设为无穷大（大数即可），通行时间设为很小的值。

f.选择endpoint层，点工具栏（tools）的选择图标（select by condition）输入条件，index>0,选择集默认名为为selection，将其作为一个选择集。

论坛园地城市轨道交通客流预测四阶段法及其在TransCAD中的应用朱小军, 王九州, 苗赛松（天津市市政工程设计研究院、天津市基础设施耐久性企业重点实验室，天津 300392）摘 要：城市轨道交通线路各设计年度的客流预测工作是轨道交通设计工作中的一项重要基础内容，客流预测结果是后续设计专业的重要依据。

四阶段法是城市轨道交通客流预测中常用的一种预测方法，具有系统性和全面性。

通过总结四阶段法在 TransCAD 中的应用过程，对客流预测整个过程进行分析总结，提出基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法，并应用于工程项目中，对设计工作者具有一定的参考价值。

关键词：城市轨道交通；客流预测；四阶段法中图分类号：U293.5作者简介：朱小军（1989—），男，工程师0 引言城市轨道交通客流预测是项目进行必要性、可行性及功能定位研究的重要依据，预测结果的正确与否对于确定城市轨道交通的系统制式、线网的规模大小、线路的走向、站场的规模起着非常关键的作用[1]。

在掌握城市总体规划和交通规划、获取轨道交通线路信息等相关资料后，在城市轨道交通项目前期规划阶段，可在 TransCAD 中运用四阶段法进行轨道交通线路的客流预测，得出相应的客流预测结果。

四阶段客流预测方法起源于城市交通规划，在实际的预测工作中应用良好，目前我国北京、天津、上海等地均使用此方法进行轨道交通客流预测。

四阶段法在前期基础数据调查时，需要大量的时间和精力进行调查和数据处理，且需求预测模型与轨道交通客流适应性需进一步验证优化。

因此，使用四阶段法进行轨道交通客流预测时，在不同的阶段有不同的目标要求和工作要点，应根据不同阶段客流预测深度选择合适的工作模式和预测模型。

1 基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法1.1 四阶段交通模型预测方法四阶段交通模型预测方法是将交通产生、交通吸引、出行分布、方式划分等相关因素建立数学模型，通过交通分配来进行预测的方法。

与其他预测方法相比，四阶段交通模型预测方法更适用于城市轨道交通预测，主要分为 4 个阶段：出行生成、出行分布、方式划分以及交通分配。

文件较多、分类保存。

画小区、输入小区信息、路网、路网信息，检查路网联通性。

生成小区质心点层当前。

为点层添加index属性，Integer。

1、质心与路网连接：导入质心层，并置前。

2、创建网络道路图层置为当前，3、OD矩阵反推：在小区层创建基础矩阵道路文件（当前）、基础矩阵→OD反推结果：（ODME-OD.matrix）即小区OD矩阵。

4、产生量、吸引量预测：小区的基本数据：模型估计：因变量为P-base，自变量为人口数，保存为pro.mod。

同理A-base保存为att.mod.模型应用：5、出行分布量预测：（四阶段法的第二阶段）将质心点筛选出来，保存默认名字为SPMAT.的小区之间的阻抗矩阵。

如上图需要转换ID，右键，结果：小区OD矩阵、未来年份交通发生吸引量表，先将预测得到的发生吸引量表Balance，自动保存为GROW_OD.MTX，得到分布矩阵：小区（当前）、小区OD分布矩阵（output od matrix）、小区间的阻抗矩阵（spmat）保存为summery.得到重力模型标定参数。

小区间的阻抗矩阵（spmat）、现状小区出行吸引量表、参数，得到运用重力模型后的OD分布矩阵：默认名字CGRAV.MTX6、交通分配制作流量专题地图：（交通分配——第四阶段）先将小区OD矩阵的索引转换，质心做选择集，打开小区OD矩阵estimated odmatrix（ODME），转换ID转换完成如下：路当前，选择交通分配命令：得到交通分配结果如下：路网当前，上图别关，有图了：。

实验步骤创建路网，并标定路网属性画路网图，总八条路线创建小区，并标定属性将路网划分成四个小区将P/A平衡不同收入人口出行发生率，并标定属性将分区与不同出行率合并建立质心层，标定属性，并在路网上加载分区层、质心层建索引（Index）。

在Connect之前一定要在“路网Endpoint”层的Dataview 上新加一字段取名为index，保存。

因为连接后质心作为路网Endpoint(line endpoint) 层上的一个普通的点。

建立Index以便路网Endpoint层上的质心点ID与质心层的质心ID对应，用以ID转换在路网层上，Networks/Paths—Create…，将Optional Fields里的内容全选，连接后的路网将继承这些属性。

点OK，保存Network。

重力模型标定：基年OD矩阵的索引（质心层质心ID）与最短路径矩阵的索引（路网节点层质心ID）不匹配，且因为下面将在路网节点层上操作，因此必须将基年OD索引转换为最短路径矩阵的索引，以使两表数据对应（转换后质心层质心ID并不改变）进行ID转换进行模型标定创建摩擦因子f(Rij) (Synthetic Friction Factors)：新建一个Matrix，命名为Friction Factor shell，并使其行列，ID值为路网Endpoint上Selection 的ID值应用重力模型 (得出2010年OD分布矩阵)（ Gravity Application）：因为重力模型分布时要用到规划年交通出行量（2015PCU_P、2015PCU_A），所以必须在分区层上操作，因此Friction Factor Matrix、 Matrix Shortest Path Matrix、K-Factor Matrix(New Matrix File)索引值必须与2015PCU_P、2010PCU_A的ID 匹配交通分配(Traffic Assignment)：对于城市道路网来说，这里要特别指出的三点：1）由于道路的主要承载对象是车辆，交通分配中的出行分布量一般是指机动车，以标准小汽车（pcu）为单位。

TransCAD操作步骤•导入背景图片•划分交通小区•添加路网•检查路网连通性•添加路网数据•生成小区质心•质心与路网连接•建立网络文件•OD矩阵反推•预测未来发生量与吸引量•生成阻抗矩阵•ID转换•求重力模型参数b•对未来发生与吸引量进行平衡•出行分布量预测•进行交通分配•查看分配结果1.导入背景图片File→Open（*.tif）格式的图片设置单位：MetersEdit→Preferences→System→Map Units : Meters2.划分交通小区创建面地理文件File→New→Geographic File选择Area Geographic File 输入层名：area，Options选择第一项画交通小区Tools→Map Editing→Toolbox创建线层File→New→Geographic File选择Line Geographic File 画路网Tools→Map Editing→Toolbox检查路网连通性Tools→Map Editing→Check Line Layer Connectivity输入路网属性Dataview→Modify Table添加域字段属性输入路网数据生成小区质心打开小区文件，Tools→Export 打开Export area Geography，To中选择Standard Geographic File，Options中勾选Include Built-in Date、Export as Centroid Points点击OK保存为cent文件夹下取名cent。

打开路网，在node层添加字段index（目的是做ID转换）Dataview→Modity Table→Add Field命名为index质心与路网连接导入质心文件并设为当前，Tools→Map Editing→Connect选择Fill，在Node field选择indexLine field选择None；在Fill with选框中勾选IDs from area layer单击OK质心连杆连接完成添加质心连杆的数据属性。

TransCAD四阶段法基本操作步骤1、导入背景图片Open：*.tif坐标系统：Aisa，China HongKong1980 Grid单位：kilometers2、新建路网层（线层）New－Geographic File选择Line Geographic File，层名：njroad，端点层名：njroad point域字段要求：capacity, time，speed画路网：Tools－Map Editing－Toolbox画完后检查路网的连通性：Tools－Map Editing－check line layer connectivity3、新建交通区层（面层）New－Geographic File选择Area Geographic File，options选择第一项，输入层名zone 添加域字段，要求：Code，P，A画交通区添加交通区属性数据：交通区编码Code，发生吸引量根据学号修正后输入P、A4、建立交通区形心与路网的连接在端点层njroad point添加字段index，操作方法：dataview－modify table选择面层，使用tool-mapediting-connect选择node field: index. fill with 选择Ids from area layer5、更新路网的路段属性信息添加路段属性数据：使用Fill…capacity，speed，time其中time=Length*1.609*60/406、交通分布（1）当前图层选择交通区zone图层（2）新建阻抗矩阵文件：New－Matrix，矩阵文件字Impedance（3）采用matrix－indecs更新阻抗矩阵的行列编码，以实际交通区编号显示矩阵（2）输入阻抗矩阵，或导入阻抗矩阵（3）阻抗矩阵输入完成后，取消indecs替换，以ID显示矩阵（4）交通分布：planning－trip distribution－Gravity application默认参数，分别以Gamma函数作OD1，以Inverse函数作分布矩阵OD27、建立网络文件，进行交通分配（1）建立网络文件，选择njroad层，使用Networks/paths－Create…（2）选择njroad point层，使用select by condition建立形心点选择集（3）更新OD矩阵的行列编码，以节点的ID来表示OD矩阵的行列编号。

Transcad 关键操作指南Transcad 主要进行四阶段法中的交通分布和交通分配。

交通生成一般在Excel 中采用原单位法进行计算。

交通方式划分主要由交通工程师根据各种资料和个人经验判定。

1 建立一个路网在建路网前，先打开tif 格式的地图。

（file-open, 选择*.tif 格式）。

然后建立线层地理文件（选择file-new,geographic file-line geographic file ）。

在路网中的字段属性中一般包含车道数，通行能力，设计速度，道路等级，小区连接线，背景交通量（lanes ，capacity,speed, type ，centroidline, basicvolume ）等。

还可通过计算获得roadlength, traveltime 。

自身的默认字段有ID ，length, dir 。

在点层中设置以下属性：小区形心点（zonepoint ），默认字段有ID ，longitude ，latitude 。

建路网前，先将系统的默认单位设为km ，cm(Edit-preferences)。

比例尺可为1cm=100m 。

建立路网，选择Tools-Map editing-toolbox ，得到画图工具框。

建路网时，可按由上向下，先左后右的顺序根据地图文件创建。

同时，要打开点层文件，并标注节点ID 。

时刻注意节点ID 是否连续，若发生节点ID 跳跃，说明可能有的路段没连上，从而生成了2个节点。

这往往是比较难发现的。

所以，等画完所有路段后进行一下路段连接性检查（选择Tools-map editing-check line layer connectivity ）。

检查完毕后，先用Main Toolbox 中的INFO 工具添加路段的道路等级属性。

城市道路等级一般分为四类（Expressway-0, primary road-1, secondary road-2, tertiary road-3）。

交通规划四阶段法模型TransCAD核心--交通规划模型TransCAD以交通规划“四阶段法”为基础，提供了完善的交通规划模型算法。

其中包括需求预测模型、公交模型、OD矩阵推算、路径模型、路网分析模型、物流模型等。

1(“四阶段法”交通规划模型? 出行产生/吸引模型交叉分类法:交叉分类法是根据一定的社会经济特点将一个城区的人口划分为若干类型。

然后，经验地估计每种类型的家庭或出行者的平均出行率，由此产生的出行率表，可用于预测该研究区的出行产生量。

回归分析模型:普遍采用两种回归分析模型。

第一种，使用以交通小区为标准的集计数据，将每个家庭的平均出行量作为因变量，小区特征属性的平均值作为说明变量(自变量)。

第二种，使用以单个的家庭或出行者为标准的非集计数据，以每个家庭或出行者的出行量作为因变量，家庭和出行者的特征属性作为说明变量(自变量)。

离散选择法: 离散选择法是使用非集计的家庭或单个出行者的数据估算它们的出行概率。

再将所得的结论集计起来即为预测的出行产生量。

? 产生/吸引平衡模型保持出行产生量不变:保持出行产生量不变，调整出行吸引量，使得吸引总量与产生总量相等。

保持出行吸引量不变:保持出行吸引量不变，调整出行产生量，使出行产生总量与吸引总量相等。

用户指定出行总量系数:同时调整出行产生量和出行吸引量，使产生量和吸引量之和等于出行总量乘以用户给定系数之积。

用户指定的出行总量:同时调整出行产生量和吸引量，使产生量和吸引量之和等于用户给定的值。

? 出行分布模型1增长系数法:是通过对现有的矩阵乘以系数实现的(增长系数由未来的出行产生量除以出行现状的产生量计算得出的)。

在无法获悉路网交通小区间距离、出行时间或综合费用等信息时，常常使用该方法。

——常增长系数法——出行产生受约束的增长系数法——出行吸引受约束的增长系数法——全约束增长系数(Fratar福来特法 )重力模型:主要的原理——两个地区之间的空间交流量与出行产生量/吸引量的乘积成正比，与两地之间的交通阻抗成反比。

一、交通生成模型交通出行生成模型是用于预测一个交通小区每天或每一高峰时段所生成的交通出行量。

交通生成预测是在研究城市未来社会经济发展规模、人口规模和土地利用情况的基础上，预测划分的各个交通小区可能产生或吸引的交通总量。

即0D 矩阵中行和列交通生成模型分为交通产生模型及交通吸引模型两个部分，常用的模型包括增长率模型、回归分析模型、类型分析模型等。

增长率模型该模型的基本思想是:从OD调查中，可以得出单位用地面积、单位人口或单位经济指标等参数的交通产生、吸引量，如果假定其交通量是稳定的，则根据未来各交通区的用地面积、人口数量或经济指标等参数进行交通生成预测。

回归分析模型该模型的基本思想是:假定未来年的交通生产量与各因素(自变量)的关系与当前年相同。

根据调查资料，建立交通产生或吸引与其主要影响因素之间的回归方程，利用所建立的回归方程进行交通生成预测。

类型分析模型该模型的基本思想是:以家庭为分析单位，根据对出行起决定作用的一些因素将整个对象区域的家庭划分成若干类型。

以基于同一类型的家庭出行因素相同、各家庭的出行次数基本相同、各类家庭当前年的出行率一直到未来年都不变的假设，确定未来年各类家庭的出行率和各交通小区中家庭数目，进行交通生成预测。

二、交通分布模型交通出行分布模型预测从每一个出行发生的交通小区i到每一个出行吸引的交通小区j的出行交通流q，，推求各个交通小区间的交通分布量，构成一个分布矩阵。

出行分布模型的种类较多，如增长系数模型、重力模型、机会模型等，其中重力模型使用最为普遍该模型的基本思想是:假定交通分布的模式在当前年和未来年变化不大，能够用某一增长系数对未来年的交通分布状况进行预测。

增长系数模型是一种比较简单的分布模型，包括平均增长率模型、Detroit模型及Frator模型等。

重力模型的基本思想是:交通，I\区i到交通小区j的交通分布量与交通小区i的交通产生量、交通小区j的交通吸引量成正比，与交通小区i和j之间的交通阻抗系数参数(如两区之间交通的距离、时间或费用等)成反比。