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基于出行目的的模拟电子云出行分布模型参数标定 梁春岩曲昭伟王殿海 ( 吉林大学交通学院长春1 3 0 0 2 5 ) 摘 要：为了研究不同出行目的的出行分布模型。本文以模拟电子云出行分布模型 为理论基础。应用实际调查数据对不同出行目的的模型参数进行标定得到不向出行目 的( 上班、上学、弹性出行) 的出行分布模型。该模型可以为城市总体规划和交通规划提供 理论依据。 关键词：交通规划出行分布电子云出行目的 1 引言 人们在研究城市居民出行分布的过程中，运用多种方法，积累了很多成果，如引力模型、增 长系数模型、指数模型以及机会插入模型【1 等，这些模型在国内外的城市总体规划和交通规划 中都发挥了重要作用。在这些模型的建立及实际应用过程中，各国都根据本地区的现实条件， 从实际出发，对模型进行标定和修正，但考虑的前提和实际数据的验证角度不同( 如：出行方 式、居民收入、出行时间和出行距离等) ，本文引用模拟电子云模型，从出行目的的角度对不同 出行目的的模型参数进行标定，进而分析居民的出行分布规律。 从居民出行目的的角度出发，上班、上学所占比重较大，因此将出行目的划分为上班、上学 和弹性出行【2 1 ( 公务、购物、文化、探亲、休闲以及看病等) 三种。本文通过对不同出行目的的出 行分布模型系数的标定，找出人们在不同出行目的下的出行规律，可为讨论出行可达性提供依 据。 2 模拟电子云模型 由实际数据得出的出行时间概率分布曲线与电子云平面投影示意图吲进行对比，如图1 4 7 4 所示： 0 6 O 5 0 4 搂0 3 O 2 O 1 O 2 3 4 时间 a ) 出行时间分布示意图b ) 电子云平面投影示意图 图1 出行概率分布与电子云投影对比图 由对比图可以看到，居民的出行时间分布曲线与氢原子的电子云平面投影示意图非常相 似，为我们引用电子云的相关内容和理论进行出行分布规律研究提供了理论依据。 由量子力学 4 知识知道，氢原子中电子的径向几率密度为： 八，) ：等e 一等 ( 1 ) O 式中：r 径向距离，实际中指的是人们的出行距离，可以是时间或空间距离，因为在不同 的出行方式下居民的空间出行距离差别较大，不便描述不同出行目的下的出行 分布情况，所以本文使用时间距离，应用中的具体数值根据调查区间适当选取； a o 常数( 玻尔理论中n = 1 的圆轨道半径) ，本文是表明居民出行分布特征的待定 系数，根据不同的出行目的对此系数进行标定； 厂( r ) 距原子核距离为r 处的几率密度函数。 对式( 1 ) 进行积分得到： F ( ，：) ：( 譬+ 2 r 。+ 1 ) e - 等l r l ( 2 ) o u o r 2 其中：，( r 。，r ：) 居民的出行时间在( r 。，r ：) 内的分布概率； 可得累计概率模型： F ( ，) ：1 一( 兰+ 2 r + 1 ) e 一2 r( 3 ) 0 0 0 令：z = 三，则累计概率模型变为： O F ( 戈) = 1 一( 2 x 2 + 2 省+ 1 ) e 一2 ( 4 ) 3 模型验证 ， 为了验证模拟电子云模型，本课题组成员于2 0 0 1 年7 月对长春市的红旗、景阳、旺达以及 银龙小区进行了居民出行调查，这是本文的数据来源。根据( 4 ) 式计算出不同戈值时( 令口。= l O m i n ，实际值取各调查区间上限值，出行时间在3 0 m i n 以上的取5 0 m i n ) 的分布概率，通过对实 际调查数据的整理可得到出行时间分布，将二者进行比较，如表l 和图2 ；按不同出行目的整 理实际调查数据，与理论值进行比较，如表2 与图3 ；对总体和不同出行目的的出行分布进行 4 7 5 ；( 2 检验，检验结果如表3 ： 出行时间分布的实际累计频率与理论累计频率表表l 出行时间( m i I I ) l1 92 95 实际累计频率 0 3 8 1O 8 8 9O 9 6 7l 理论累计频率 O 3 2 30 7 3 10 9 2 80 9 昕 不同出行目的的出行时问分布的实际累计频率与理论累计频率表表2 出行时间( z l l i l l ) O 1 0l l ，1 92 0 2 9 3 0 上班O 2 9 BO 8 8 5O 9 7 5 l 上学O 4 5 lO 9 5 50 9 8 7 l 弹性O 5 4 8 O 8 4 l 0 9 2 7 l 理论值 0 3 2 30 7 3 10 9 2 80 9 9 7 1 O 8 蒸 n 6 葛0 4 啊 O 2 O 0l2345 出行时间r a i n 一实际累计频率- 理论累计频率 图2 理论累计频率与实际累计频率对比图 l O 8 篓 n 6 奎0 4 醮 0 2 O 出行时间m i n - - 4 1 - - - 上班+ 上学+ 弹性嵌一理论值 图3 不同出行目的的出行分布累计频率理论 值与实际值时比图 总体出行分布和不同出行目的的出行分布z 2 检验结果 表3 检验内容样本量 Z 2 值Z 2 临界值 检验效果 总体出行57 1 85 1 0 859 2 7 6显著 上班出行34 0 65 7 6 335 6 7 8显著 上学出行l0 8 42 8 1 9l1 7 5 3显著 弹性出行 12 ：撂 3 0 9 213 2 5 1显著 综上所述，无论是总体的出行分布还是不同出行目的的出行分布都与电子云的理论模型 吻合，检验效果显著，模型可靠。通过对不同出行目的的出行分布参数的标定，建立不同出行 目的的出行分布模型，用以研究其分布规律。 4 参数标定 在模拟电子云模型当中，口。是惟一的待定系数，本文按照不同出行目的对此系数进行标 定。在进行模型验证过程中，取t 。= l O m i n 是经验值，虽然通过了检验，但无法具体判断其检 验结果的优劣。为此我们建立了一种以X 2 值为依据的参数标定方法。Z 2 值的计算公式是： 4 7 6 。2 一弋 ! ! ! 二翌i ! 元一X b a l n p i 其中：m 调查数据所分的区问数，即实际中按几个调查区间进行调查，本文r n = 4 ； n 总样本量； n ；前i 个调查区间的累积样本量； ， P i 前i 个调查区间的累积理论频率。 标定思路为：先将口。赋初值( 根据经验选取) ，口。每循环一次，便可以得到一个z 2 值，然 后对Z 2 值进行比较，取Z 2 最小值所对应的口。值。 标定过程由编程完成，程序框图如图4 所示。 图4 系数标定程序框图 4 1 上班出行 通过对实际调查数据的整理可得上班出行的出行时间分布情况，将变量r = 1 0 ，1 9 ，2 9 和与 其对应的F ( r ) 值o 2 9 8 ，0 8 8 5 ，0 9 7 5 ，带入公式( 3 ) ，解得：g o = 8 7 3 ，再将a 。与变量r = 1 0 ，1 9 ， 2 9 带入公式( 3 ) 或( 4 ) 中得到理论累计频率，并与实际累计频率进行比较，见表4 和图5 。 上班出行的出行时间分布实际累计频率与理论累计频率表 表4 出行时间( 1 l i l l )O l Ol l 1 92 0 2 9 3 0 实际累计频率 O 2 9 8O 8 8 5O 9 7 51 0 0 0 理论累计频率0 4 0 40 8 1 0O 9 6 l1 0 0 0 4 7 7 样本数：3 4 0 6 人，置信度：9 5 ，z 2 临界值：3 5 6 7 8 ，z 2 值为：1 3 6 7 ，检验效果显著，模型可靠。 4 2 上学出行 通过对实际调查数据的整理，可得上学出行的出行时间分布情况，将变量r = 1 0 ，1 9 ，2 9 和与其对应F ( 厂) 值：0 4 5 1 ，0 9 5 5 ，0 9 8 7 带入公式( 3 ) ，得：口。= 0 7 6 ，再将口。与变量r = 1 0 ， 1 9 ，2 9 带人公式( 3 ) 或( 4 ) 中得到理论累计频率，并与实际累计频率进行比较，见表5 和图6 ： 姗 壕 七 咚 0I234 5 6 出行时间r a i n - 一实际累计频率- - - - 理论累计频率 02468 出行时间r a i n _ 一实际累计频率理论累计频率 图5 上班出行的出行时间分布累计频率拟合图图6 上学出行的出行时间分布累计频率拟合图 上学出行的出行时间实际累计频率与理论累计频率表表5 出行时间( r a i n ) O _ l Ol l 一1 92 0 2 9 3 0 实际累计频率 O 4 5 1 0 9 5 5O 9 8 7 l 理论累计频率 O 5 0 lO 8 8 4 0 9 8 4 l 样本数：1 0 8 4 人，置信度：9 5 ，x 2 临界值： 1 1 1 7 5 。3 ，z 2 值为：1 1 6 ，检验效果显著，模型可靠。 o 8 4 3 弹性出行 蹩0 6 通过对实际调查数据的整理，可以得到弹性出蠢0 4 行的出行时间分布，将变量，= 1 0 ，1 9 ，2 9 与其对应 的F ( r ) 值：0 5 4 8 ，0 8 4 1 ，0 9 2 7 带人公式( 3 ) ，可得：0 246 口0 = 8 4 1 ，再将口。与变量r = 1 0 ，1 9 ，2 9 带入公式 出行时间m i n ( 3 ) 或( 4 ) 中得理论累计频率，并与实际累计频率进行 + 实际累计频率- - - 理论累计频率 比较，见表6 和图7 ： 图7 弹性出行的出行时间分布累计频率拟合图 样本数：1 2 2 8 人，置信度：9 5 ，x 2 临界值： 1 3 2 5 1 ，z 2 值为：4 6 1 ，检验效果显著，模型可靠。 弹性出行的出行时间分布实际累计频率与理论累计频率表表6 出行时间( m m ) O _ 1 0l l 一1 92 0 2 9 3 0 实际累计频率0 5 4 8O 8 4 l0 9 2 7l 理论累计频率O 4 2 50 8 2 90 9 1 6 8l 4 7 8 1 8 6 4 2 0 。 瞄 o 斛骚# 酶 l 8 6 4 2 0 0 O O 0 5 结语 本文通过对不同出行目的模拟电子云出行分布模型系数口。的标定，得到不同出行目的的 系数值，上班出行：口0 = 8 7 3 ；上学出行：a 。= 7 4 6 ；弹性出行：口0 = 8 4 1 。在城市的总体布局 上，为满足孩子的就学问题，学校是均匀分布的，使得上学出行的平均出行时间最短。弹性出 行随机性很大，同时随着人们生活水平的提高，社会经济的发展和交通的便利性以及购物场所 的多样化等因素的影响，使人们在较短的时间内就能完成各种弹性出行。 将标定所得的系数值带入公式( 2 ) 或( 3 ) ，便可得到不同出行目的的出行分布模型，我们可 以计算出某一出行目的的居民出行分布模型；如果要计算累计频率，可以将要计算的出行时间 t 经公式菇= t a 。转换成单一变量z ，直接带入公式( 4 ) ，可以得到同样的结论。在进行城市总 体规划时，我们可以以某一就业区或居住区为中心，通过计算其不同出行目的下的出行分布情 况，为城市规划和交通规划提供依据。 无论是上班、上学还是弹性出行，都要受到很多因素( 如居民收入和文化素质、基础设施的 完备性及所研究区域的经济水平等) 的影响，在应用本文结论时，要视这些因素的影响程度适 当加以考虑或修正。 参考文献 1 美 沃尔特赫利城市系统模型 M 胡运权主译哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 1 9 8 7 2 杨涛，过秀成城市交通可达性新概念及其应用研究 J 中国公路学报，1 9 9 5 3王殿海等模拟电子云居民出行分布模型研究 J 系统工程理论与实践，1 9 9 6 4 曹萱龄等物理学 M 北京：人民教育出版社，1 9 8 1 C a l i b r a t et h eC o e f f i c i e n to fT r i pD i s t r i b u t i o nM o d e lo fS i m u l a t i n gE l e c t r o n C l o u d B a s e do nD i f f e r e n tT r i pP u r p o s e L I A N GC h u n y a n Q UZ l m o w e i W A N GD i a n h a i ( T r a f f i ca n dT r a n s p o r t a t i o p nC o H e g eo fJ i l i nU n i v e r s i t yC h a n g c h u n1 3 0 0 2 5 ) A b s t r a c t ：I no r d e rt or e s e a r c ht h ed i s t r i b u t i o hm o d e lo fd i f f e r e n tt r i pp 1 1 r F 峭e W ec a l i b r a t et h eC O - e f f i c i e n to fd i f f e r e n tt r i pp u r p o s eb yp r a c t i c ed a t ad e p e n do nt h e o r ya b o u tt r i pd i s t r i b u t i o nm o d e lo f8 i m u - l a t i n ge l e c t r o nc l o u d ，t h e nw ec a ng a i nt r i pd i s t r i b u t i o nm o d e lo fd i f f e r e n tt r i pp u I p o 舱( w o r k ，s c h o o la n d e l a s t i c i t yt r i p ) ，w h i c hc a np r o v i d eb a s ef o rc i t yc o l l e c t i v i t yp r o g r a m m i n ga n dt l a 伍Cp r o g r a t m m n g K e y w o r d s ：T r a f f i cp r o s r 枷n gT r i pd i s t r i b u t i o n E l e c t r o nc l o u d T r i pp u r l x 4 7 9 基于出行目的的模拟电子云出行分布模型参数标定基于出行目的的模拟电子云出行分布模型参数标定 作者：梁春岩， 曲昭伟， 王殿海 作者单位：吉林大学交通学院 长春 130025 相似文献(10条)相似文献(10条) 1.学位论文 梁春岩 基于电子能量的出行分布模型研究 2004 本论文是依托国家自然科学基金项目“居民重组和出行分布中的复杂问题及模型研究”和吉林省杰出青年基金资助项目“宏观交通流理论研究”完成的。全 文共分为五章，第二章和第四章是本文的重点，其中第四章是本文的核心部分。 第一章介绍了本论文的研究背景、研究意义、研究内容及研究方法。自改革开放以来，我国逐渐由计划经济体制向市场经济体制转变，在这个转变过程中 ，我国的经济体制、人事制度、土地使用制度以及住房制度等均发生了较大的变化。市场经济制度的不断深入，使得各种商品、技术、信息、人才等都在逐渐走 向市场，当然包括人们所关心的住房，进而打破了我国原有的与计划经济体制相匹配的职工宿舍住宅区，使商品房住宅区占据了主导地位。在由职工宿舍住宅区 向商品房住宅区转变的过程中，两种住房制度并存，出现了一个特殊现象居民重组。居民重组将打破原有的居住区居民结构和城市交通平衡系统，将导致居住 小区间的明显差异性，从而影响城市的可持续发展。研究居民重组规律，并找出适合这种规律的定量数学模型，就成了我们亟待解决的课题。通过研究居民的重 组规律，建立在居民重组过程中的居民出行分布模型具有很深远的现实意义。其研究成果可以指导我们进行城市土地利用规划、居住区和就业区的建设以及城市 交通规划等，对城市的外延扩大与城市“郊区化”现象的研究也可以提供一定的理论依据。 第二章分析了房改后的居民出行分布特征和居民的重组规律及其对交通影响。本章从住房制度改革入手，以住房制度改革的进程为主线，探讨住房制度改革 发展到不同阶段对居民出行分布的影响情况，它是一个由量变到质变的过程，即只有当房改进行到一定程度的时候，对居民出行分布才会有一个质的影响。为了 找到新的住房模式下的居民出行分布特征，本文应用长春市三个商品房住宅区居民的出行情况实际调查数据，从出行时间、出行距离和出行方式的角度分析了商 品房住宅模式下的居民出行分布特征。通过与职工宿舍住宅区模式下居民的出行分布规律进行对比，我们发现居民的出行距离和出行时间都有所增加，出行方式 多样化，居民趋向于选择速度较快的出行方式，但是除了步行方式以外，基于不同出行方式的居民出行时间分布变化并不大，这说明不管采用什么样的出行方式 ，居民都有一个可以接受的时间极限值，这对研究居民的出行分布规律很重要。而基于不同出行方式居民的出行距离分布并没有明显的规律可循，所以作者以居 民出行的时间距离为研究对象。通过对居民出行分布变化的研究可以揭示居民重组规律，并从中找到居民重组对交通所产生的影响。 第三章是本文的理论基础部分，本章就所应用到的量子力学中相关的电子能量和能级跃迁理论作了详细地阐述。玻尔为解决原子结构问题上实验与经典理论 的矛盾，于1913年提出了两条量子假设。由波尔的原子定态假设我们知道电子的能量是不连续的存在的，即是量子化的；而波尔频率条件告诉我们电子当从一个 能量为En的定态跃迁到另一个能量为Ek的定态，它辐射或吸收单|E-E|色辐射的频率kn与电子能量的变化量成正比关系，即kn=|Ek-En|/h，比例系数h为布朗 克常数。在此基础上，重点论证了电子能量，它是由动能和势能两部分组成，以氢原子为例，找到了电子能量与电子轨道半径之间的关系，用此来描述居民个人 收入与出行距离之间的关系。另外，引入电子云描述核外电子径向几率密度，通过电子云立体剖面图所得到了电子云平面投影示意图，我们可以看到，与基于出 行时间的居民出行分布情况非常相似，作者即以此为切入点进行研究。能级跃迁理论表述的是两个变化量之间的关系，即能量变化与吸收或发射单色辐射频率之 间的关系，以此为理论基础研究城市总体经济水平与居民出行距离变化量之间的关系。 第四章是本文的核心。通过前面对商品房住房模式下的居民出行分布规律的研究以及相关理论基础的描述，建立了基于电子能量的模拟电子云居民出行分布 模型。在建立模型过程中，将居民比作核外电子，居民的收入比作电子的能量，居民的出行距离比作电子距原子核的距离。首先从电子能量与半径的关系入手 ，推导出了居民收入与出行距离(这里用时间距离)之间的函数关系，并通过美国NPTS实际数据的验证。 从实际调查数据中找到了居民出行分布规律，利用与氢原子核外电子绕核运动所形成电子云的平面投影示意图的相似性，作者从总体和不同出行目的(上学、 上班和弹性出行)角度分别对模型进行了验证，结果全部通过了检验，证明模型可靠。在可靠的理论基础上，笔者按照不同的出行目的对模拟电子云模型中的唯一 待定系数进行了标定，建立了基于出行目的的模拟电子云居民出行分布模型，并通过了实际数据的验证，这也进一步证明了模拟电子云模型即具有可靠的理论基 础又具有应用面广、使用灵活、参数容易标定等特点。 本章的另外一部分研究内容是基于能级跃迁理论的居民出行分布研究。主要探讨的是居民收入(以人均国内生产总值表征)变化量与居民出行距离(以建成区半 径来表征)变化量之间的关系，这里我们假设建成区面积是以某一点为中心而均匀分布的，所以将建成区面积转换成建成区半径以后来表征居民的出行距离。通过 长春市和常州市实际数据的拟合验证，得到了居民收入增量与出行距离增量之间是线性关系，并得到了相应的数学模型。 第五章是全文的总结，即对论文完成过程中所作的工作进行了总结，又提出了在工作中还要继续进行研究的内容和方向。 2.学位论文 姚荣涵 基于最大信息熵的居民出行分布模型研究 2004 本学位论文依托国家自然科学基金资助项目“居民重组与出行分布中的复杂问题及其模型研究”、吉林省杰出青年基金资助项目“宏观交通流理论研究”和 高等学校骨干教师资助计划项目“居民重组与出行分布理论及模型研究”而完成。本论文主要研究基于最大信息熵原理的居民出行分布模型及其参数标定和数据 验证。全文共分五章，第二、三、四章是论文的研究重点，其中第四章是论文的核心部分。 众所周知，改革开放进程的加快使我国逐渐由计划经济体制向市场经济体制转变，在这个转变过程中，我国的经济体制、劳动分配制度、土地利用制度以及 住房制度均发生了较大变化。住房制度改革使得原来缚于职工宿舍住宅区上的约束力解除，从而使住房格局形成统一的商品房体系。一部分原来居住在职工宿舍 住宅区的居民受到影响，必然要重新选择住宅，从而导致城市居民的重新组合与分布。在我国城市快速发展变化的今天，城市交通规划就更不能脱离城市的经济 活动，尤其是被城市政府当局作为经济增长点的房地产业。由于城市的出行生成、出行分布、出行方式及出行分配都必将随着城市房改政策的变化而变化，这要 求在交通规划过程中有科学的理论体系作依据，对上述变化进行预测，从而使规划满足未来的交通出行需求。合理有效地预测城市居民出行分布规律对城市土地 利用规划、城市交通规划、城市总体布局规划等都具有重要意义和参考价值。 目前国内外在预测居民出行分布时普遍采用的模型主要有增长系数模型、重力模型、介入机会模型等。增长系数模型的理论基础是假定观测到的出行的全部 或部分都有一致的增长率，并且出行分布模式现在和将来变化不大。这种方法比较简单，容易理解，需要完整的基年出行矩阵，对基年出行矩阵精度的依赖性较 大，最严重的缺陷是没有考虑网络中与广义费用有关的诸多影响出行分布的属性。因而，仅仅适用于规划区域交通情况变化较小的短期规划或粗略的出行分布预 测。重力模型源于牛顿万有引力定律，假定出行生成和吸引行为受到外部因素的影响，主要用来研究当网络中出现比较大的变化时未来年的出行预测。其优点源 于引入了阻抗函数，考虑的因素较增长系数法更为全面，对交通阻抗参数的变化能敏感地反应，预测的出行分布更为精确，而且在没有完整的现状OD调查资料时 也能使用。其缺点在于当交通阻抗趋近于零时，出行分布量会趋近于无穷大，因此不适合计算短距离的出行分布。介入机会模型在建模根据上较重力模型强，其 令人耳目一新的地方在于它的出发点：将距离作为一个普通变量，而不是核心变量，一直很明确地考虑从起点出发后介入出行目的地的机会。但由于其理论基础 不很著名，难于理解，实际中很难获得从起点开始按终点距离由远到近排列的矩阵，且缺少必要的软件支持等原因，实际中较少被采用。最大熵方法是产生模型 的一种好方法，不过，现有的研究主要局限于证明重力模型的产生或标定其参数。 为研究新的居民出行分布模型，论文先以长春市调查数据为例，研究不同影响因素下居民出行分布规律。影响居民出行分布的因素主要有：出行方式、出行 目的、职别、出行次数/天以及出行日数/周等。对比分析大量的出行分布曲线发现其曲线形式基本符合两种类型，即递减型和先增后减型。进一步认识到这两类 分布曲线可以通过合理划分区间来达到统一。重点对出行方式的分布曲线作了比较，某种出行方式的速度与其平均出行距离之间有直接相关性，因而，平均出行 距离可以与出行方式之间形成一一对应关系。这部分工作将为后续构造理论模型奠定统计基础。 以往研究成果表明，最大熵方法是新的理论工作的基础，本论文因此从一个新的视角来探讨该方法在居民出行分布中的应用。为此首先介绍协同学理论中熵 、信息、信息熵的概念及最大信息熵原理。然后根据最大信息熵原理并结合数理统计建立了基于原点矩典型特征量的居民出行分布模型，用调查数据检验了模型 ，并详细探讨了最高阶原点矩之阶数，得到了一些规律。由于交通规划中方式选择与出行分布密不可分，受构造出行分布熵模型的启发，进一步建立了基于出行 距离或时间两种方式选择熵模型，用实例对模型进行了说明。为评价不同模型对同一问题的描述优劣，从熵原理本身出发，得到了可以确定系统分布的熵方法 ，运用调查数据对此进行了验证。结果表明，该方法可以简单有效地区分模型好坏，具有实际可操作性，为模型比较提供了理论依据与实际标准。 论文在以下方面有一定创新：(1)建立了出行分布的熵模型，充实了出行分布模型体系，证明了最大熵方法产生模型的优势；(2)建立了出行方式选择的熵模 型；(3)提出了区分模型优劣的熵方法。 本论文的研究成果在如下几方面具有应用价值：(1)建立的熵模型可以预测某一研究中心周围居民的分布状态，从而把握出行分布的宏观规律，对服务于城市 居民的各种就业、上学、购物、娱乐等场所的选址决策提供正确可靠的理论依据；(2)居民出行调查在实施或数据处理时，必须把出行距离或时间划分为适当的区 间，通过统计分析仅仅能够得到特定距离上的出行概率，而熵模型根据数学函数可以将离散问题转变为连续问题，从而能够得到任意距离上的出行概率；(3)熵方 法是比较模型优劣的方法，该方法简单有效，可操作性强，同时可以通过理论熵值与实际熵值的相对误差来说明模型对实际问题描述的精度。 3.学位论文 邹志云 城市公交规划模型及应用研究 2000 城市公共交通规划模型是城市公共交通规划科学性、合理性的基本保证.该文从模型的建立、标定、求解及其假设条件等方面研究了城市公共交通规划模型 ,建立了出行生成模型、出行分布模型、方式划分模型、客流分配模型、线网优化模型、公交配车模型及公交运行状况诊断模型等适用于城市公共交通规划的数学 模型,为城市公共交通规划的科学性、合理性提供了定量化的手段.最后,在分析湛江市居民出行特征的基础上,以其公共交通规划为例说明了上述模型的合理性和 可操作性. 4.学位论文 华晓烨 基于TransCAD的城市交通需求空间分析 2009 近三十年来，中国经济始终处于飞速发展之中，改革开放的成果日益显著。随着中国城市化进程脚步的不断加快，中国的交通也经历着日新月异的发展过程 。然而，在中国交通事业蓬勃发展的同时，各种各样的交通问题相继出现在人们面前，而各种交通问题的根源，在于交通设施供给的建设无法满足交通需求的飞 速发展。如何科学地、合理地进行交通规划，解决愈演愈烈的交通问题，为中国的交通事业谋求可持续发展之路，成为了当代中国交通规划者们的重要使命。 科学合理的交通规划，应以科学合理的理论和实现方法为基础。在交通量预测领域，TransCAD作为一款先进的交通规划软件，为交通规划者提供了分析预测的良 好平台。TransCAD结合了GIS系统，具有集成各种格式的交通数据、真实直观地反映路网空间属性、便捷地分析路网信息、高速地进行模型预测运算等优势。运用 TransCAD进行交通量预测分析，能够更加科学、合理地模拟现实路网交通量的产生、分布、方式选择及分配。本文研究的目的，是如何有效地运用TransCAD进行 交通量预测的建模、参数标定和预测运算，以及如何根据运算结果，从管理交通需求和增加交通设施两方面，对城市交通网络进行科学的规划和完善。 本文针对基于TransCAD的交通需求预测及交通需求分析进行了以下内容的研究： 1、在对居民出行调查基础数据进行分析后，利用TransCAD所提供的GIS数据库功能建立了可以海量、高效调用数据的常德市武陵区交通数据库；研究了 TransCAD交通数据库地理数据及统计数据的创建及编辑方法并在交通数据库中输入交通量预测所必需的属性数据。将交通数据库中的数据与地理文件(路网、小区 等地理信息)进行了集成。 2、针对交通量的出行产生、出行分布、方式划分和出行分配模型进行了研究，重点对出行产生和吸引模型中的交叉分类模型、出行分布模型中的重力模型、方 式划分模型中的多项式Logit模型以及出行分配模型中的随机用户平衡模型作了阐述。运用TransCAD软件所提供的交通规划模型，结合依托工程，在选择适合依托 项目的预测模型进行建模和参数标定后，预测得到未来特征年依托工程的路网交通量分配结果。 3、分析了交通需求与供给产生矛盾的原因，以及我国城市交通需求与矛盾失衡的具体表现，并提出了基于扩大供给和基于管理需求的城市交通网络改善策略 ，提出了城市交通网络畅通性评价指标。通过TransCAD软件的可视化功能，得到了依托工程未来特征年的现状路网v/c和交通流量直观图以及OD分布期望线图。依 托工程实例，从管理交通需求和建设交通设施供给两方面，针对工程现状交通存在的问题拟定了改善策略。在TransCAD中对所拟定的改善策略分别进行了交通量 预测分析，并将结果与未改善前的路网交通量预测结果进行了比对，分析了基于管理需求和扩大供给的不同改善策略各自对交通网络产生的影响。 5.学位论文 胡劲松 信息化条件下居民出行分布及方式选择模型研究 2004 随着信息时代的到来,信息对交通运输的影响变的愈来愈明显.先进的通信技术不仅替代了部分出行,也极大地拓展了人们的视野,从深层次影响着人们长期以 来的出行习惯和模式.居民出行习惯和模式的改变,对现有的城市交通规划理论提出新的要求.作为国家自然基金项目(考虑信息影响的城市交通规划模型与方法)的 子课题,论文主要针对出行分布与方式选择两个方面进行了研究,主要内容如下:通过逐项分析了各种的现代通信工具对城市交通的影响程度,从固定分布与弹性分 布两方面确定了信息对出行分布的影响机理;从各种出行方式受信息影响的程度方面确定了信息对方式选择的影响机理.从信息影响出行目的地选择的角度,解释了 现有出行分布模型预测结果与实际情况偏离较大的原因.以人均相对信息化程度作为信息交换量的替代指标,并将其引入出行分布模型,建立起新的基于出行产生、 出行吸引、区间阻抗及人均相对信息化程度等四个影响因素的重力-信息出行分布模型,该模型操作简单,预测精度较高.引入卡尔曼滤波理论,同时考虑了信息因子 的影响,建立了基于卡尔曼滤波理论的出行分布模型.该模型从含有误差的预测数据中滤出噪声,对出行分布量做无偏最优估计.该模型在预测精度上较现有其它模 型都更具优势.为解决现有分布模型难以扩展的缺点,建立了基于神经网络理论的出行分布模型,该模型在预测精度上不及重力-信息模型,但可扩展性很好,可以很 容易地将新量化的影响因素添加到模型中.同时,对文中给出的三类模型进行了比较分析,提出用重力-信息模型替代现阶段常用的双约束重力模型来进行居民出行 分布预测.最后,通过分析信息社会城市空间布局分散化、混合化的发展趋势,提出一个与土地混合利用率有关的步行与非机动车分担率预测模型;另外,把信息影响 因子作为Logit模型中效用函数的一个特性变量进行考虑,并结合“直觉乘车时间“的概念,对效用函数计算方法进行了改进. 6.期刊论文 姚荣涵.王殿海.R. H. YAO.D. H. WANG 出行分布的信息熵模型 -交通运输系统工程与信息2005,5(3) 熵最大化方法被广泛应用于交通规划,为交通需求预测模型提供了理论依据.本文使用信息论中的熵概念描述居民出行分布,并根据最大信息熵理论提出了基于 原点矩典型特征量约束条件下的出行分布模型,详细阐述了模型中各个参数的实际含义,该模型是一个普适性模型,其具体形式决定于最高阶原点矩阶数的取值,此 值对模型精度及参数标定难易程度有重要影响.为确定模型参数,提出了实用的参数标定方法.由于模型中原点矩的最高阶数对模型精度有较大影响,为找到两者之 间的关系,利用长春市出行调查数据研究了四种出行方式分别对应于五种原点矩最高阶数的模型拟合情况.因文中所建立的模型是一系列模型,为比较其描述问题的 优劣差异,按照最大信息熵原理给出了确定系统分布的熵方法,并运用该方法对前述模型进行了比较.调查数据的验证结果表明,出行分布的信息熵模型可以正确地 描述出行分布规律,熵方法可以简单有效地评价不同模型对同一问题描述的优劣差异.本文提出的熵模型和熵方法对城市交通规划具有指导意义. 7.学位论文 缐凯 基于HIS数据的出行OD矩阵推算研究 2006 出行OD矩阵是交通需求分析和交通规划中不可缺少的基础数据。目前关于出行OD矩阵推算方法的研究已经比较成熟，相关的矩阵推算软件也得到了广泛应用 。本论文从实际应用出发，对基于居民出行调查(HIS，HouseholdInterviewSurvey)数据的矩阵推算方法进行研究，形成一套比较完整的出行OD矩阵推算系统。 初始OD矩阵是矩阵推算中重要的输入数据，它提供基本的出行分布特征。为提高推算精度，本论文研究了利用HIS数据获得初始OD矩阵的方法。本论文中初始 OD矩阵由两部分组成，一部分是HIS样本放大后的OD矩阵，另一部分是无样本小区计算出的OD矩阵。 HIS样本放大方法是以家庭数、人口数、机动车保有量为指标，将HIS样本放大到现状控制量。考虑到三个指标间的约束，其思路是先放大机动车保有量，并 且假设有车家庭的放大率与机动车的放大率相同，最后放大无车家庭。样本小区的出行OD矩阵直接从HIS放大后的数据中得到。 无样本小区的出行OD矩阵通过出行产生、出行分布模型计算得到。两个模型均是针对无样本区域，利用扩样后的HIS数据建立和标定出来的。其中出行产生模 型用交通小区基础数据计算出小区产生的出行量(本论文指小区所有人的出行量)。出行分布模型分别对基于家的出行和非基于家的出行计算分布。其中非基于家 的出行分布采用了特别的方法，即先计算家与出行起点之间的分布，再计算出行OD分布。 本论文将以上求解初始OD矩阵的过程用CUBEVoyager软件实现，并与矩阵推算模块CUBEME结合，在CUBE平台下形成一套较为完整的矩阵推算系统。其中 ，CUBEME用基于极大似然原理的方法和优化程序进行OD矩阵推算。 最后，本论文通过推算北京市域现状出行OD矩阵，表明应用上述过程得到的推算结果较好，说明了推算过程的合理性。 8.学位论文 曹爱请 兰州市交通决策支持系统 2004 兰州市作为中国西北部地区的重要城市,近年来,经济增长迅速,原有的交通体系已不堪重负.改善城市交通基础设施和提高城市交通服务水平、促进城市交通 良性发展,尽快建立兰州市交通决策支持系统是一项非常重要的工程.交通决策支持系统通过信息加工与管理、仿真试验分析、多样化的输出信息表达等方式,为交 通规划工作提供必要的技术支持,是进行相关分析与决策所不可缺少的工具.同时交通规划决策支持系统所支持的分析模型与规划对象的特点具有密切联系,与管理 体制约定的规划工作程序密切相关.因此需要根据兰州市交通规划的特点,开发合适的交通规划决策支持系统,这也是交通规划领域的一项重要课题.该