交通需求预测四阶段法PPT

出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
“四阶段”模型内容描述（2）
出行分布（Trip Distribution）
对每个交通小区，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？出行分布也就是要 预测未来规划年各个分区之间 出行的交换量
出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
根据以上划分可以看出，伦敦1963年规划把家庭 划分为6×6×3=108类
1 出行生成预测：相关基本概念
（4）出行生成的两种量化表达
出行产生量（Trip Generation）
单位时间内某一个交通小区的出行产生量等于家 庭端点在这个分区的由家出行数，与起点在这个 分区的非由家出行和货物出行的出行数之和
出行吸引量（Trip Attraction）
单位时间内某一个交通小区的出行吸引量等于非 家庭端点在这个分区的由家出行数，与终点在这 个分区的非由家出行数和货物出行数之和
起讫点与产生吸引点的区别
A B 公司和饭店
家
C 客户
1 出行生成预测：相关基本概念
（3）区分出行产生点、吸引点与出行起讫点的意义 由于一个交通小区的交通出行发生量主要是由这 个小区的土地利用形态决定的，而起讫点的概念 与用地形态没有关系 例如：居住用地，其既可以是出行的起点（去上 班），也可以是出行的讫点（下班回家） 从起讫点的概念出发，无法由交通小区未来的用 地模式预测该小区的交通出行发生量
将各交通小区之间出行分布量分 配到交通网络的各条边上去的过 程，预测交通需求PA分布各组成 部分流量具体在道路交通网络上 的交通流量
出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
“四阶段”模型功能说明
“四阶段”模型用于进行交通需 求预测，以用地和社会经济等 相关数据作为输入，通过“四 阶段”模型进行处理，得到未 来年每个路段的交通流量数据， 以预测的未来年路段交通流量 数据为基础进行新建道路或者 道路拓宽等交通设施建设依据

交通规划的内容
➢ 交通调查 ➢ 交通与土地利用 ➢ 交通需求预测 ➢ 交通网络布局与规划设计 ➢ 交通网络分析评价
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交通需求预测四阶段法概述
四阶段法： 1. 交通的发生
与吸引 2. 交通的分布 3. 交通方式划
分 4. 交通流分配
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第一章 交通的发生与吸引
相关概述 交通发生与吸引的影
响因素 出行生成预测 出行发生和吸引预测
非平衡分配模型分类 非平衡分配模型方法
.
.
.
.
第三节 平衡分配方法
用户平衡最优模型及其求解算法 系统最优分配模型及其求解算法
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集计分析与非集计分析的区别 非集计分析的背景 模型分类 1. Probit模型 2. Logit模型
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第八章 交通流分配
交通量分配的基本概 念，原理，方法
非平衡分配模型和算 法
平衡分配模型和算法 随机均衡分配模型流分配基本概念
.
.
.
第二节 非平衡分配方法
交通规划原理概述
交通规划的重要性和迫切性
我国城市化和汽车化正在以前所未有的速度推进，带来了 城市土地的超强度开发和无秩序化，以及交通堵塞，环境 污染，交通事故等问题。针对这些问题，进行合理的交通 规划可以调整交通结构，均衡交通需求，适应和拉动土地 利用等重要手段。由此可见交通规划的重要性和迫切性。
① 乌尔西斯重力模型 ② 美国公路局重力模型（B.P.R.模型）
3. 双约束重力模型
.
.
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第四节 机会模型
.
第五节 最大熵法
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第三章 交通方式划分
交通方式划分的 影响因素
交通方式划分的 主要方法
交通方式划分模 型

f常 (FOi , FDj ) 常量
例3－7：利用基础年的OD矩阵和目标年发生交通 量的预测值求目标年OD矩阵
D O
1
2
3 合计 预测值
1
17.0 7.0
4.0 28.0 38.6
2
7.0 38.0 6.0 51.0 91.9
3
4.0 5.0 17.0 26.0 36.0
合计 28.0 50.0 27.0 105.0 166.5
现状的O-D分布 增长系数法预测 重力模型法预测
•即使没有完整的现状OD表也能进行预测。
（其基本假设为交通区 i 到交通区 j的出行分布量与i区 的出行发生量O（i）、j区的出行吸引量D（j）成正比， 与 i区和 j区之间的出行阻抗成反比。）
•重力模型法是交通规划中使用最广泛的 交通分布预测模型。
比较各种增长率模型的基本假设、计算方法和应用 条件。
➢ 常增长率模型？ ➢ 平均增长率模型？ ➢ Detroit模型（底特律法）？ ➢ Fratar模型（福莱特法）？ ➢ Furness模型（佛尼斯法）？
增长系数法的特点：
•当土地利用、交通源布局等有较大变化、
预测区域交通设施状况有较大变化时，误 差较大。
不收敛转步骤二，循环进行
4、Fratar模型福莱特法
福莱特法假设i，j小区间分布交通量qij的增长系数 不仅与i小区的发生增长系数和j小区的吸引增长系 数有关，还与整个规划区域的其他交通小区的增长 系数有关。
fF
(FOmi ,
FDmj )
FOmi
FDmj
( Li Lj 2
)
Li
Oim qimj FDmj
D O
1
2
3 合计

j
j
该方法是Detroit（底特律）市1956年规划首次被开发利用， J.D.Carol提出的。
特点：
考虑的因素较平均增长率法全面；但同样是收敛速度慢，需 要多次迭代才能求得将来年的分布交通量。
求将来 OD 分布交通量（单位：万次）。设定收敛标准ε=3%
D O
1
2
3
现状值 将来值
1
4
2
2
8
20
2
3
2）阻抗问题：分区内的出行，阻抗不易确定。若Rij接 近于0，则出行分布量将产生偏大的估计；其解决方法是：
一是qii不用引力模型，用其他方法，作为第1次近似值。如 以分区规模和交通服务条件作自变量建立回归分析模型；
二是修改分布阻抗，采用更一般的函数关系f(Rij)；
第三节 重力模型法
常见的交通阻抗函数有：
Rij a1twij a2ttij a3tvij a4tnij a5Fij a6 j
式中：twij－到达或离开车站的步行时间； ttij－在车站的等待时间； tvij－i到j在车旅行时间； tnij－i、j间发生的换乘时间； Fij－i、j间出行需要的费用； φj－i到j的节点费用（特别是停车）； δ－随机变量，代表未被包含的属性，如安全、舒适和方便性等； a1，a2，…a6－各费用元素的权重；它们将各种属性转换成合适的度量单 位，如货币或时间。
R广义费用（又叫交通阻抗），可以是出行时间、距离、费 用、票价、油耗或指标的综合。
（模型构造上不能保证预测值满足交通守恒约束条件）
费用可以用距离、时间或货币来表示。一般地，可 通过一个统一的度量来表示，通常将这个度量称为出 行的广义费用。它是典型的出行属性的线性函数，该 函数的系数代表着属性的重要程度（权重）。如交通 方式k的广义费用的一种可能表达形式为：

假定各类家庭的出行率一直到规划年都是不变的
1 出行生成预测：出行产生量预测
类型分析法
（3）家庭类型划分
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）：人口越多，出行次数越大
收入：收入越多，越爱购物和消费，出行次数也 越多
车辆拥有量：车辆拥有量越大，出行越方便，出 行的可能性越大
6.1（0.25） 7.3(0.04)
6.5（0.13） 8.0(0.01)
≤2
5.8(0.00)
6.8(0.025)
7.5(0.025)
3
6.9(0.05)
7.7(0.03)
8.1(0.02)
≥4
7.8(0.09)
8.4(0.03)
9.0(0.03)
1 出行生成预测：出行产生量预测
类型分析法 [例题] 解：由题设知预测未来家庭总数Ni=8000，由类型 分析法模型得
1 出行生成预测：相关基本概念
（4）出行生成的两种量化表达
[例题]：分析图中交通小区的产生量、吸引量
和生成量
factory
home school
home
factory
factory
office
例1
school
例2
home
1 出行生成预测：出行产生量预测
预测方法 （1）类型分析法 （2）回归分析法 （3）增长率法
1 出行生成预测：出行吸引量预测
预测方法 1）原单位法
通常以就业岗位或用地面积为分析单位，即个人 原单位法或面积原单位法，吸引率单位分别为人 次/日.岗位和人次/日.万平米 2）回归分析法：多用于货物吸引量预测 3）增长率法：较为粗糙

]

（4）熵模型
二、交通需求预测的一般原理
预测方法 优点 缺点
增长率
1. 构造简单易懂 1. 要求基准当年有 2. 不需要小区间距离 完整的OD表 3. 对各种交通目的、时 2. 当预测对象（交 间的OD预测都适用 通时间、土地性 4. OD表周边分布变化 质）发生较大改 较小时特别有效 变时不适用 5. 计算铁路旅客OD分 3. 现状交通量为0 布很有效 时不适用
二、交通需求预测的一般原理

1、交通产生预测 交通产生预测即是建立交通小区内居民出行或货物 发生量与吸引量与小区土地利用、社会经济等特征 变量之间的关系，预测未来小区的交通产生量、吸 引量。常用的方法包括：增长率法、聚类分析法、 回归分析法。
二、交通需求预测的一般原理
增长率法 增长率法是根据预测对象（如人口、客货运量 、经济指标等）的预计增长速度进行预测的方 法。 ������������ = ������0 1 + ������ ������ 增长率法的关键在于确定增长率，但增长率 随着选择年限的不同及计算方法的不同而存在较 大的差异。特点是计算简单，但预测结果粗略， 较适于近期预测。
将来OD
1 T 2 3 合计 20 20 25 65
25
18
22
1 2 3 1 10.5 4.3 5.0 2 6.7 8.7 8.2 3 5.9 7.4 8.3 合计 23.1 20.4 21.5
20 / 8 25 / 9 T11 4( ) 2
二、交通需求预测的一般原理
B、 Fratar模型 Fratar模型考虑了OD量起点与终点区 之间的吸引强度，预测结果优于平均增长系数模型， Fratar模型的具体形式为 ������������������

交通需求预测四阶段法
交通需求预测四阶段法
闫小勇 kaiseryxy@
交通需求预测四阶段法
提纲
1 交通生成预测 2 交通分布预测 3 交通方式划分 4 交通分配 5 总结
交通需求预测四阶段法
1 交通生成预测
预测目的：
未来年各小区的发生与吸引交通量。
基础数据：
现状年各小区的发生与吸引交通量；
未来年各小区发生与吸引交通量；
小区间费用矩阵（重力模型）。
常用方法：
增长系数法
qij
qi0j
f（OOi0i
，Dj ） Di0
重力模型 qijOiDj f(cij) 交通需求预测四阶段法
3 交通方式划分
预测目的：
将各小区间的全方式分布量划分为分方式的分布量。
基础数据：
未来年各小区间的全方式交通分布量；
应理解各阶段预测模型的基本原理、适用范围、 所需数据以及参数标定方法，并结合交通规划 软件（如TransCAD等）勤加练习，方能掌握 并灵活应用四阶段法。
交通需求预测四阶段法
本讲到此结束
谢谢各位网友！
交通需求预测四阶段法
基础数据：
未来年各小区间某种交通方式的分布量；
交通网络拓扑结构与阻抗函数；
现状年路段观测流量（标定模型参数用）

常用方法： 平衡分配方法
tt01 VC
非平衡分配方法
随机分配方法
交通需求预测四阶段法
5 总结
四阶段法的模型思路清晰，相关的数据调查技 术和计算软件也比较成熟，是目前交通规划需 求预测的主流方法。
社会经济与土地利用基础资料。
常用方法：
原单位法 交叉分类法 回归分析法
O i bs xis

基础数据： 基础数据：
未来年各小区间的全方式交通分布量； 未来年各小区间的全方式交通分布量； 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 方式选择的样本数据（标定模型参数用） 方式选择的样本数据（标定模型参数用）
常用方法： 常用方法：
转移曲线法 概率模型
P = e / ∑e
现状年各小区的发生与吸引交通量； 现状年各小区的发生与吸引交通量； 社会经济与土地利用基础资料。 社会经济与土地利用基础资料。
常用方法： 常用方法：
s ∑ Oi = ∑ D j 原单位法 i =1 j =1 D j = ∑ cs x js 交叉分类法 s 回归分析法 Y = a + m a X ∑ i i 0
交通需求预测四阶段法
石家庄铁道大学 交通运输学院 闫小勇 kaiseryxy@
提纲
1 2 3 4 5 交通生成预测 交通分布预测 交通方式划分 交通分配 总结
1 交通生成预测
预测目的： 预测目的：
未来年各小区的发生与吸引交通量。 未来年各小区的发生与吸引讲到此结束
谢谢各位网友！ 谢谢各位网友！
k ij k
Vijk
Vijk
Vijk = α ⋅ Tijk + β ⋅ Fijk + γ k
4 交通分配
预测目的： 预测目的：
将各种方式的分布量分配到交通网络上， 将各种方式的分布量分配到交通网络上，求出各路 段上的交通流量等。 段上的交通流量等。
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间某种交通方式的分布量； 未来年各小区间某种交通方式的分布量； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 现状年路段观测流量（标定模型参数用） 现状年路段观测流量（标定模型参数用）

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11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 Байду номын сангаас多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

新开发的区域）不适用。
特点：
1.构造简单，利用现状OD推算未来的OD分布量 2.需要有完整的基准年的OD表，不需要标定参数 3.预测年限内，小区的土地利用状况，交通系统状况
不能发生较大变化，否则预测精度下降 （1 交通设施新建或改建；2 大规模的住宅建设；3商
场建设等）
预测模型
二、重力模型 重力分布模型（Gravity Model）主要是用来研究当网络 中出现了比较大的变化时，未来年的交通分布预测、它的 理论基础源于出行发生的行为会受到外部因素影响的假设。 重力模型是国内外交通规划中使用非常广泛的模型，该模 型综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出 行空间、时间阻碍因素，是一种借鉴万有引力定律的空间 互动关系模拟分析模型。
是不合理的。
特点：
1.不需要完整的OD表也能进行预测 2.考虑土地利用对交通的影响 3.交通阻抗趋于0时，交通量无限大，与实际不符 4.对于内内交通而言，出行时间费用等指标确定
比较困难
预测模型
三、介入机会模型 把从某一小区发生的出行，选择某一小区作为目的 地的概率进行模型化，属于概率模型范畴
四、熵模型 概率熵模型、直接熵模型
单位发生率法只能考虑单一因素，如人口或用 地面积等对交通生成的影响，如有多个因素影响 交通，则生成率法会有较大的误差，因此，生成 率法只可用于较为粗略的交通生成预测。
类别发生率法是考虑对交通产生或吸引影响较 大的某些因素，如人口、职业结构、用地面积、 不同性质用地的结构等，由这些因素组合成有 不同生成率的类别，根据现状调查资料、统计 不同类别单位指标的交通产生、吸引量，进而 进行交通生成预测。
重力模型的基本假定是：交通区i到交通区j的交通分布量 与交通区i的交通产生量、交通区j的交通吸引量成正比， 与交通区i和j之间的交通阻抗（如两交通区间的距离、时