TransCAD交通需求模型解读

TransCAD把GIS 和交通模型的功能组合成一个单独的平台，以提供其他软件无法与之匹敌的各种功能· TransCAD可用于任何交通模式，任何地理比例尺寸，和任何细节程度。

TransCAD的特点是易学易用，其主要技术特点是：菜单驱动、直观明了的用户界面一整套建模技术和方法全面的二次开发和脚本宏语言支持.NET构建于自主开发的强大的交通地理信息系统平台之上，同时支持几乎所有的其他地理信息系统容易从其他规划软件转换互联网查询和发布功能TransCAD是唯一的一个把GIS与需求模型及物流功能完全组合的软件包。

把GIS作为规划和物流软件包的一个组成部分是有充分理由的:首先，GIS使模型更为准确。

网络距离和出行时间是基于路网的实际形状和路口的正确表达。

此外，用网络你能定义复杂的道路属性，如卡车禁行处，路口延迟，单行道和施工区。

其次，整个建模过程更有效率。

数据准备更方便，数据库和可视化功能使错误在造成问题前就被发现。

如今，TransCAD已经广泛地被用于建立大规模的城市交通模型。

再者，GIS本身就是优势。

在TransCAD中，针对不同地理表面，不同的模型公式可以很容易地被推导并运用。

同样，TransCAD所具备的衡量地区便利性的功能也为用户所急需。

TransCAD提供了最多的交通流量预测方法这包括标准的四阶段模型及其变型，快速反应模型（QRM），离散预测模型和微观仿真（Step2模型）。

它不仅支持所有的最常用的模型方法，还结合了大量前沿研究人员提供的最新方法。

用户想在需求预测和交通规划中作的事情，几乎都不用自己编程，用TransCAD中预设的程序和方法便可方便地实现。

你已经作了很多项目，应该知道建模的难度，尤其是建立好的模型有更大的难度。

TransCAD之所以提供众多的模型，就是让更多的用户几乎都能从中找到他们需要的东西。

这不仅可以节省成本，而且适用于有时间、人员编制或技术力量限制的情况。

TransCAD不能说是“包罗万象”，但肯定是同类产品中提供模型和功能最多的一个软件。

实验二基于TransCAD交通的交通需求预测一、实验内容利用TransCAD进行交通分布及交通量的分配。

二、实验工具TransCAD软件三、实验方法（相关数据见附录二）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。

(一)利用TransCAD进行交通分配需要准备如下一些资料:1. 需要进行分配路网的.dxf 图，在TransCAD里面直接自己画出路网和小区。

2.分配路网中的实际的分区和小区的属性比如人口；通发生量和吸引量；一些规划的占地面积以及以后的发展的一些数据。

3.规划路网的属性比如通行能力，两个方向的自由流车速，是否为单行道，自由流通行时间。

(二)具体步骤如下：1.生成初始路网。

2.生成小区。

新建一个层，在里面手动画出小区。

3.生成小区中心点。

4.用重力模型进行交通分布预测。

5.做出规划路网。

6.connet连接。

将小区中心点连接到规划路网上，目的是为了将小区的属性连接到规划路网上，然后才能在同一层内对规划路网进行交通分配7.ID转换。

由于前面在用重力模型进行出行分布预测时出来的结果索引（Index）是用的原小区中心点的ID，然而当小区中心点连接到规划路网上时原小区中心点的ID会重新分配，出现新的ID，这样就使得连接到路网上的小区中心点无法和重力模型的结果联系起来。

这样就需要把重力模型中Rows和Column的原ID换成新的ID。

方法：⑴Join。

Dataview/join…Options里面选择AllowAll types of joins./Settings卡片中的两个Table分别选择小区中心点和规划道路端点。

两个Field里面同时选择经度或者纬度。

⑵打开重力模型分配结果。

Matrix/Indices/Add index../Original Row-Column Ids from之Dataview为小区中心点＋规划道路端点；之Field为[小区中心点].ID。

（完整版）TransCAD交通需求预测步骤TransCAD交通需求预测方法演示启动TransCAD软件。

建立路段层点击新建文件图标，出现点击建立地理文件，点击OK选中Line 层地理文件类型，并更改名字，点击OK点击Add Field，逐一增加字段属性点击OK，出现保存对话框，选择保存路径及文件名称点击Save,出现路段层地图界面添加路段在路段层上，点击T ools→map editing→toolbox（图上另外一种打开方式）◆输入路段属性数据打开路段层数据库：逐一输入路段属性数据(通行时间等于路段长度除以速度)◆建立小区层点击新建文件图标，出现点击建立地理文件，点击OK，出现点击OK，出现小区层属性对话框, 逐一添加小区的字段属性点击OK，出现保存对话框：起好名字，点击Save。

再次回到路段层地图界面。

◆画小区。

点击Tools→map editing→toolbox(图上另外一种打开方式)◆将小区质心点连接到路网（目的是做ID转换）。

在节点层上，增加Index。

原先节点层上只有经纬度两个字段点击数据库菜单，修改数据库属性增加一个新字段Index在小区层上，点击T ools→Map Editing →Connect调出对话框：点击Fill,完成如下设置：点出OK，路网显示出已经连接，出现小区质心节点打开点层数据库，发现新的变化：打开路段层数据库，发现新的变化：填充连接后新增路段(质心连杆)的值。

将其通行能力设为无穷大（大数即可）的值，通行时间设为很小的值。

在点层上，做点的选择集。

点击T ools→Selection出现点选择工具栏：直接用鼠标点击数据库第一列位置，出现红色圆点，表示已经将Index的点选入选择集：建立网络。

在路网层上，点击Networks/Paths→Create调出创建网络对话框：将Optional Fields里的内容全选，连接后的路网将继承这些属性。

点OK，出现保存对话框起好名字，点击Save发现软件界面右边最下瑞已经出现建立路网的状态信息。

对transcad中交通分布和平衡的理解从出行发生预测可以得知TAZ出行产生量和出行吸引量，下面的问题是：就某个TAZ分区而言，它所产生的这些出行量究竟到那个分区去了?它所吸引的这些出行量又究竟来自哪里?也就是要预测未来规划年各个分区之间出行的交换量。

我们把分区之间的出行的交换量叫做“出行分布”出行分布量是指：分区A与分区B之间平均单位时间内的出行量．单位时间可以是一天、一周、一月等，也可以是专指高峰小时。

前面所论述一样这里认为分布量为一天。

按照交通分布的定义，A区至B区的分布量为Q(ab) 和B区至A区的分布量Q(ba) 是有方向的。

Q(ab)，Q(ba)是基于产生点和吸引点，因此对于分析区都是住宅用地的TAZ将会出行无吸引量问题，即其他交通小区到该区域分布量为0，transcad中的交通平衡分析很好的把回程出行进行分离解决这个问题。

出行分布矩阵是一个二维表(矩阵)，行坐标为吸引分区号，列坐标为产生分区号，元素为出行分布量。

前面的交通平衡后PA一致，实际上TAZ的PA并不一定一致，尤其是分析一个时段的PA 分布问题。

transcad中有两大类方法实现分布预测增长率法和引力模型法(1)增长率法，增长率按系数放大，未来规划年土地形态剧烈变动时预测误差比较大，软件中有统一增长率法，单约束增长系数模型，双约束增长率法fratar方法。

(2)引力模型法，很多人都翻译成重力模型，感觉翻译成汉语的引力，事实行为更容易理解。

每个TAZ的PA量相互吸引犹如万有引力一样，如图(1)所示此主题相关图片如下美国大区域交通图.jpg：PA好像一个小星球一样相互直接吸引,很形象。

Q(ab)=K[PA]/R(ab)^2 这是单纯意义上的引力公式，R(ab)为阻抗，缺少约束造成预测分布量和PA不一致问题。

后来发展成带约束的引力模型。

transcad中的引力模型主要有单约束双约束还有K因子模型。

公式1/R(ab)^2 系数是阻抗平方反比倒数形式称阻抗函数，f[R(ab)]=1/R(ab)^2 换一种写法f(x)=1/x^2 x=R(ab),对于双约束引力模型公式就变化成，Q(ab)=a*A*b*B*f(x) ab是产生量和吸引量的约束因子。

交通分配方法The following are traffic assignment methods encountered in transportation planning practice, all of which are available in TransCAD:All-or-Nothing Assignment (AON)全有全无分配法Under All-or-Nothing Assignment, all traffic flows between O-D pairs are assigned to the shortest paths connecting the origins and destinations. This model is unrealistic in that only one path between every O-D pair is used, even if there is another path with the same or nearly the same travel time or cost. Also, traffic on links is assigned without considering whether or not there is adequate capacity or heavy congestion; travel time is a fixed input and does not vary depending on the congestion on a link.在全有全无分配模型中，OD点之间的交通量全部分配到起讫点之间的最短路上。

这个模型是不切实际的，因为每个OD对的数值只分配到一条路径上，即使存在另外一条时间、成本相同或相近的路线。

同样，交通量分配的时候没有考虑是否有足够的通行能力，即使已经出现严重的拥堵；路线的运行时间为一个输入的固定值，它不因为路线的拥堵而变化。

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。