（交通运输规划与管理专业论文）广东西部沿海铁路客运量预测研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 交通量预测在交通工程建设的前期工作中处于十分重要的地位，运量预测 结果是决策项目建设必要性、建设方案、建设规模、建设标准的重要参考，也 是评估项目效益和风险的重要依据。 广东西部铁路通道是广东与西南地区交流的主要通道，但是该通道目前仅 由广茂既有铁路组成，等级低，标准落后，能力小，运输质量差，远不能满足 地区快速增长的运输需求，成为地区经济发展限制因素之一，对广东西部铁路 通道进行扩能建设十分必要和紧迫。新建广东西部沿海铁路就是扩能建设的重 要方案之一。 在这样的背景下，本文对广东西部沿海铁路客运量预测进行了比较详细和 深入的研究。在总结和分析国内外交通量预测技术研究发展现状后，首先对项 目功能定位进行定性分析，在对项目影响区域社会经济和交通现状及发展趋势 研究的基础上，建立起基于b p 神经网络，的四阶段法客运量预测模型，并就构 造的客运量预测模型进行了应用研究。包括建立和完善预测基础数据库，利用 b p 神经网络进行客运量生成预测，利用重力模型和增长模型法进行交通分布预 测，依据不同运输方式的广义运输费用构建的l o g i t 模型进行方式划分预测， 最后根据路网的运输径路比较进行运量分配预测。 论文创新点包括： 1 ) 在建立基础数据库时，主要利用地区主要客运站线路和客运量资料与道 路观测流量构建基础年度的公路客运o d ，与常规的上路进站现场调查相比， 显著节省人力物力财力和时间。 2 ) 在客运量生成预测阶段，将b p 神经网络引入四阶段法，在影响客运量 的主要因素( 如国民生产总值、人口等指标) 与客运量之间的建立自动逼近规 律函数，避免了常规单一指标预测法事先假定了规律函数的缺陷，提高了预测 精度。 3 ) 在客运量分布预测阶段，根据重力模型的实际应用，提出了模型限制因 素和改进方向。 关键词：交通量预测；四阶段法；神经网络 a b s t r a c t 1 r a m cf o r e c a s tp l a y s ak e yr o l ei np r e l i m i n a r yw o r ko ft r a n s p o r t a t l o n c o n s t r u c t i o np r o j e c t t h er e s u ro ft r a f f i c f o r e c a s t d e p e n d st h en e c e s s l 哆a n d r e s o l u t i o n 羽1 ds c a l ea n ds t a n d a r do ft h ep r o j e c t ，a n di t sa l s ot h ef o u n d a t i o nt h a tt h e o p e r a t i o no fp r o j e c tw e r ee c o n o m i c a l l ya p p r a i s e d 1 l l ew e s tr a i l w a yc o r r i d o ri nt h ew e s to fg u a n g d o n gp r o v m c e l st h em a l n c o r r i d o rb e t w e e ng u a n g d o n gp r o v i n c ea n dt h es o u t h - w e s ta r e ao f c h i n a a st h ew e s t r a i l w a yc o r r i d o rj u s th a sas i n g l e l i n e ( g u a n g z h o u z h a o q i n g m a o m i n g ) i np r e s e n t , i t d o e s n tb ef i 傲i df o rt h ed e m a n do fa r e ae c o n o m i c s o ，t h eg o v e r n m e n t h a sa u r g e n t p l a nm a tan e wh i g h - s t a n d a r dr a i l w a yl o c a t e da tt h ew e s t c o a s t a la r e ao fg u a n g d o n g p r o v i n c es h o u l db eb u l b a ss o o na sp o s s i b l e t h e p a p e r f i r s t l ya n a l y z et h em a i nu s eo ft h ew e s tb y c o a s tr a i l w a y 肌d t h ep r e s e n ts o c i a le c o n o m i c a ls t a t ea n di t st r e n d ，t o g e t h e rw i t ht h ep r e s e n ts t a t eo f t r a n s p o r t a t i o na n d i t sp l a n n i n gi nt h ep r o j e c t - i n f l u e n c i n ga r e a ，t h e nd i s c u s st h e t h e o r yo ft r a f f i cf o r e c a s t ，s u m m a r i z et h eu n i v e r s a lr u l e sa n d t h et e c h n i c a lp o i n t s ，a n d f i n a l l v u s eb a s e do nb pn e u r a ln e t w o r k4 - s t a g em e t h o d ，m a k ea f o r e c a s to nt h e 仃a f f i co ft h ep r o j e c ti nt h ef u t u r es p e c i f i cy e a r s t h em a i n w o r di n c l u d e st h a tt h eb p n e u r a ln e t w o r ki su s e di nt h es t a g eo f g r o w t hm o d e l a r eb o t hu s e di nt h es t a g e i nt h es t a g eo fm o d es p l i t t r i pg e n e r a t i o na n dt h eg r a v i t ym o d e la n d o ft r i pd i s t r i b u t i o n t h el o g i tm o d e l i su s e d t h ep a p e rm a j o ri n n o v a t i o np o i n t si sf o l l o w i n g ： 1 ) t h ep a p e ru s e st h el i n ea n dt h ef l o wo fp a s s a g e si nt h em a i n r o a d - s t a t i o na n d t h ef l o wo fh i g h w a yt ob u i l db a s er o a dp a s s a g eo d t h i sm e t h o dc a ns a v ep l e n t yo f m o n e ya n dt i m e 2 ) t h i sp a p e ri sm e a s u r e d n a t i o n a l st o t a lo u t p u tv a l u ea n dp o p u l a t i o ne t cf a c t o r a n dt h et r a f f i cf l o w s o fp a s s e n g e r sa n dh a sb e e nb u i l dt h ed i r e c tc o n t a c t ，t h u sc a r r i e s o nt h ef l o wo fp a s s e n g e r sf o r e c a s t i n g t h el i v i n ge x a m p l ec e r t i f i c a t i o ni n d i c a t e st h a t t h en e u r a ln e t 的r k sc a np l e d g et h es a t i s f a c t o r ym a p p i n gp r e c i s i o na n dg a i nt h e f o r e c a s t i n gr e s u l to fi d e a l i i 武汉理工大学硕士学位论文 3 ) b a s e do nt h er e a le f f e c to fu s i n gt h eg r a v i t ym o d e l ，t h ep a p e rs h o w st h e s h o r t c o m i n g so ft h em o d e la n di n d i c a t e st h eg u i d e l i n eo fd e v e l o p i n gi nt h es t a g eo f m o d es p l i t k e yw o r d s ：t r a f f i cf o r e c a s t ；4 - s t a g em e t h o d ；n e u r a ln e t w o r k i i i 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生( 签名) ：日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或 部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：导师期 武汉理1 = 大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 项目背景和研究目的 广东西部铁路通道是广东省与广西、贵州、云南和川渝等西南地区联系的 主要通道，据2 0 0 5 年铁路统计资料显示，该通道承担了广东省与西南地区之间 6 0 左右的铁路客货交流，对地区经济发展具有重要作用和意义。 但是通道现状仅包含广茂既有铁路( 广州肇庆茂名) 一线，而且广茂铁 路修建历史较久，是一条低标准的单线铁路，运输能力紧张，运输质量低下， 远远不能满足区域经济发展的需要，已经成为区域发展的限制因素之一，有必 要尽快对该通道进行扩能建设，其中新建广东西部沿海铁路就是通道扩能方案 之一。 铁路项目投资大，建设周期长，改建困难，一旦决策失误不仅会引起巨大 的投资浪费，对国民经济也将产生重大负面影响，因此，在科学客观公正的基 础上进行严肃和审慎的项目决策是十分必要的。在项目前期研究工作中，交通 量预测的结果是决定项目建设必要性、建设时机、建设标准以及建设方案的重 要依据，也是评价项目建设效益的重要依据，因此交通量预测是项目建设前期 工作的核心内容之一，研究如何提高运量预测的准确度具有十分重要和紧迫的 现实意义。 交通量预测涉及预测学和运输经济学，将不断发展创新的预测科学技术与 工程实践的逐步结合是提高交通量预测技术水平的重要途径之一。正是基于这 样的背景，在进行广东省西部沿海铁路交通量预测研究中，本文重点对新兴的 预测科学技术与工程实践结合的可行性及效果进行了较深入的探讨。虽然论文 中部分基础数据与实际可能存在一定的差距，但是论文的研究思路或许可以对 将来的工作实践提供一定的参考，以期达到不断提高预测技术水平的目的。 1 2 交通量预测国内外研究现状综述 交通量预测是交通运输领域的一项专门研究课题。进入2 0 世纪7 0 年代以 后，随着计算技术、数学模型的日益成熟以及计算机的广泛使用，预测技术也 日趋成熟，回归分析法、投入产出法、时间序列法、灰色模型法、系统动力学 武汉理工大学硕士学位论文 法等多种方法已广泛应用于交通量预测领域，但是这些方法基本上只能应用于 对单一运输指标的预测，使预测方法难以与运输活动的本质建立直接联系。 为了更系统和更完整的分析交通量变化，从地区运输需求着手，研究内容 涵盖运输需求的生成、分布、方式划分和分配的四阶段法越来越为人们所重视。 遵循四阶段法的研究思路，国内外有关专家学者在从运输需求调查开始的各个 阶段都已取得了一些研究成果，如： 苗沁2 0 0 5 年4 月完成的硕士学位论文交通需求调查及预测实务研究对 交通需求调查的常用方法和特点进行总结，重点对车牌照法o d 调查的可行性 和可靠性进行了论证分析，并提出车牌照o d 法转录程序的设计方法，探索直 接利用车牌照o d 调查结果建立实际客货运o d 的实现过程。相对于常规的上 路和进站人工调查，车牌照o d 法显著节省人力物力财力和时间，减少了交通 干扰，但是它的调查精度难以把握，而且缺乏校准依据，所以目前在实际工作 中还较少应用。但是车牌照o d 调查法的思路可以为完善交通信息统计体系提 供参考，具有相当的参考价值。 王艳辉等发表于2 0 0 5 年2 月铁道运输与经济的铁路客运量数据挖掘 预测方法及应用研究中采用分段模糊b p 神经网络对铁路客运量进行数据挖 掘预测，并在m a t l b 神经网络模型环境下建立了分段模糊仿真试验说明该模 型对铁路客运量有很好的预测效果。赵闯等发表与2 0 0 4 年1 月铁道学报的 基于广义回归神经网络的货运量预测文中建立了货运量预测的广义回归神 经网络模型，并以我国1 9 8 1 2 0 1 年的货运量和相关经济指标的历史统计数据作 为学习样本，通过拟合训练和外推预测分析，验证了g r n n 用于货运量预测的 有效性。这些文章对结合神经网络对铁路客货运量预测进行探讨并取得一定效 果，对研究铁路建设项目的交通量生成研究和预测具有借鉴作用。 2 0 0 1 年陈星在其北方交通大学硕士学位论文中提出根据b p 神经网络应用 于地区铁路行包量预测中，根据行包运输特征明确其主要影响因素作为输入变 量，行包运输量作为输出变量，由于神经网络具有无限拟和样本的特性，并且在构 件神经网络模型时对影响因素考虑比较全面，因此相比传统预测方法，验证可以 取得较好的预测效果。 李旭宏发表于东南大学学报1 9 9 7 年第2 7 卷增刊中的城市交通分布预测 模型研究一系统平衡模型及应用提出了一种适用面广泛的交通分布预测系统平 衡模型，该模型以交通分布的内在规律为建模基础，能够反映出特殊因素对交 2 武汉理工大学硕士学位论文 通分布的影响，在有无现状完整o d 的情况下都能使用。该文提出的系统平衡 模型实质上是对对重力模型常用阻抗函数的变形和改进，模型引入交通吸引和 产生特征系数，并增加了建立阻抗函数的约束条件，因此能够在一定程度上提 高模型预测精确度。但是对增加参数的计算和取值较为繁琐，而且在数理上还 没有得到完全的证明，所以模型实际应用的可行性受到很大影响。 冯焕焕在2 0 0 5 年3 月完成的硕士学位论文通道不同方式客运量分担率研 究中根据对公路、铁路和民航三种运输方式服务属性指标的综合分析和旅客 出行实际调查结论，建立了旅客出行广义费用函数，并提出利用层次分析法和 粗糙集理论相结合对广义费用函数进行标定的途径，同时研究了如何在不确定 的条件下，对运输通道各运输方式旅客最优和运输系统最优客运量分担率模型 进行建模，最后利用基于随机模拟的遗传算法对模型进行求解。该文对影响通 道不同方式客运分担率的关键因素广义费用函数进行了较深入分析，并提出量 化广义费用的新方法，提高了方式分担l o g i t 模型的实用性和有效性，对工作 实践具有一定的参考作用。 1 9 9 7 年d a v i dah e n s h e r 在进行悉尼堪培拉运输通道各运输方式分担率时 提出按照可达性) 将乘客分类，分别给出每种类型的乘客对运输方式选择的计 算模型。根据乘客的出行时间、时间价值、出行距离、票价以及h i g h s p e e dr a i l 和c o n v e n t i o n a lr a i l 的服务特点建立运输方式选择模型。该模型的合理性在于 将费用转化成时间，并给出了时间价值的计算公式。这样做要比只以车内时间 和车外时间为基础利用多项l o g i t 模型计算市场份额要合理，但如何在运输时 间和运输费用之间建立合理可比关系尚需要进一步探讨。 2 0 0 1 年l i j o o nc h a n g 博士在其博士论文将w a r d r o p 原理应用到预测区域运 输通道内各运输方式所占的市场份额中，并针对韩国京釜通道内的四种运输方 式分别从用户最优和系统最优的角度对其所占市场份额做了预测。并对传统广 义出行费用的求解做了改进，这一点主要体现在对时间价值的确定问题上，对 时间价值的求解摒弃了传统方法，采用w a r d r o p 原理来求解时间价值，得出了 各种运输方式旅客时间价值的概率密度函数，使时间价值不再是常量，然后再 利用w a r d r o p 原理预测通道内各运输方式的客运量分担率，但是在应用该模型 进行远期预测时，体现不出经济的发展和人们对价值观念认识的改变对时间价 值函数的影响，进而就影响了应用该模型的可靠性。而且，在论文中对交通条 件的假设过于理想，没有体现不确定因素对客运量分配的影响。 3 武汉理工大学硕士学位论文 1 3 论文主要研究内容 本文研究重点是广东话部沿海铁路未来年客运量预测，共包括四个章节： 第1 章主要内容简介项目背景，论述交通量预测的重要性，并综述国内外 交通量预测的研究发展现状； 第2 章主要内容包括介绍项目相关路网现状及规划，定性研究项目在区域 路网中的功能定位，并分析项目影响区域的社会经济和交通发展现状及发展趋 势，建立进行客运量预测的基础数据库； 第3 章对项目未来年度客运量进行预测，预测模型采用基于b p 神经网络的 四阶段法，对交通量的生成、分布、方式划分及分配等各阶段的预测学原理和 预测结果进行较详细地论述分析，分析和证实了各预测模型的实际应用效果， 并对应用效果进行了评价； 第4 章为论文的总结和展望。 下图为广东西部沿海铁路客运量预测的技术路线示意图。 4 武汉理工大学硕士学位论文 一砖一一l 耻 一- 一旷一； _ - 一护 出行者的社会经济特征 交通方式特征 交通网络及设施特征 运输径路比选 交通线网路段 及节点流量 广东西部沿海铁路客运量预测技术路线图 5 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章广东西部沿海铁路客运量预测研究基础 影响项目客运量因素主要有项目自身的功能定位和吸引地区的社会经济发 展，因此在本章首先对这两项因素进行分析研究。旅客出行是社会经济活动和 人员流通的衍生需求，因此预测客运量必须掌握现状和预测年度的有关社会经 济数据作为基础资料，本章下半部分重点对客运量预测的数据准备工作进行分 析。 2 1 项目功能定位分析 2 1 1 项目地理位置 广东西部沿海铁路全长2 5 2 k m ，东起广州，经江门、阳江等市后西止于茂 名。线路东端经广州枢纽连接既有京广线、广深线、广梅汕线，西端通过河茂 线、黎湛线连接湘桂线、南昆线、黔桂线等，是两广地区铁路通道的重要组成 部分，在国民经济和路网中具有重要意义和作用。 2 1 2 相关路网发展规划 根据中长期铁路网规划及相关省部会谈纪要文件，广东广西之间的铁路通 道将规划建设贵广铁路、南广铁路、广东西部沿海铁路，连同广西沿海铁路和 既有黎湛及广河线，两广铁地区路通道将形成四条通路的总体布局，自南向北 依次是： 广西沿海铁路和广东西部沿海铁路通路：由既有南防线、钦北线及规划合 河线、广东西部沿海铁路组成。 黎湛线、河茂线和广茂既有铁路通路：由既有黎湛线、河茂线和广茂既有 铁路组成，黎塘至河唇段2 5 7 公里1 公里，广茂既有铁路3 7 1 公里。 南广铁路通路：西起广西南宁市，途经广西贵港、梧州，终至广东广州市， 线路全长5 5 4 公里。 贵广铁路通路：西起贵州贵阳，途经广西桂林、贺州、广东肇庆、佛山， 东至广州市，线路全长8 3 2 公里。 6 武汉理t 大学硕士学位论文 2 1 3 项目及相关线路功能定位的定性分析 根据各通路在路网中的位置和合理吸引范围研究，定性分析各通路的合理 分工和功能定位是： 广东西部沿海铁路和广西沿海铁路：该通线路标准较高，速度目标值 2 0 0 k m h ，定位为以客为主，兼顾货运，主要承担海南、粤西、广西北部湾地区 与广东大部、福建及浙江沿海地区之间的旅客交流以及沿线客货流。 黎湛线、河茂线和广茂既有铁路：该通路主要线路广茂既有铁路线路标准 低，旅行速度慢，定位为以货为主，主要承担海南、粤西、广西北部湾地区与 广东大部、福建及浙江沿海地区之间的货物交流以及沿线客货流。 南广铁路：直接连通广东、广西两省省会，是两广通道中最为便捷快速的 客运主通路，主要承担广西大部分地区与珠三角及粤东地区的客货交流。也是 广西、云南等西南地区与珠三角及东南沿海地区客货交流的重要通道之一和珠 三角及东南沿海地区与东盟商贸陆路通道的重要组成部分。是一条以客为主， 兼顾货运的快速铁路。 贵广铁路：直接连通广东、贵州两省省会，是黔川渝及桂北等西南地区与 华南地区间交流最便捷的主通道和路网主骨架，也是西北与华南间、西南与闽 南间交流的便捷通道；是一条以客为主，兼顾货运的快速铁路。 7 匝艟惦删掣鄂菪密举螳艇齄陋*l = 圃 团艏情删迥剐舞凿举嫩恕箍目kl 戗甜毯扑书器扑kh副鼎幅 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 项目影响区域社会经济概况 在路网中，广东西部沿海铁路与南( 宁) 广( 州) 铁路共同组成两广铁路 通道；也是沿海大通道的组成部分，通过广深铁路与东南沿海铁路相连。因此， 本项目主要影响区域包括广东、广西、福建和海南等四个省( 市) 区。 2 2 1 社会经济 影响区域土地面积共5 7 3 万平方公里，占全国6 o ；2 0 0 5 年末总人口1 8 6 5 9 万，占全国1 4 2 ，其中城镇人口9 6 8 1 万人，占1 6 8 ，人口密度3 2 5 人k m 2 ， 是全国平均水平的2 3 4 倍。2 0 0 5 年共计完成g d p 3 9 3 2 4 亿元，占全国总量的 1 8 8 ，人均g d p 2 1 万元，是全国平均水平的1 3 2 。 区域内经济发展不平衡，广东、福建地处沿海，毗邻港澳，地理位置优越， 也是我国改革开放较早的地区之一，经济发展较快，人均g d p 达到2 6 万元， 是全国平均水平的1 7 倍：而广西和海南经济基础薄弱，目前经济发展尚处于 全国中下水平，人均g d p 仅为全国平均水平的6 7 。区域内各省区2 0 0 5 年主 要经济指标见下表。 表2 - 1研究区域2 0 0 5 年主要经济指标 区域区域全国 指标单位广西广东海南福建全国 合计 ( ) 土地砸积 1 0 4 k m 22 3 71 7 83 41 2 45 7 39 6 06 0 人口万人 4 9 6 19 3 0 48 3 63 5 5 81 8 6 5 91 3 1 4 4 81 4 2 其中：城镇人口 万人1 7 1 85 8 6 l3 9 41 7 0 89 6 8 i5 7 7 0 61 6 8 g d p 亿元 4 8 0 22 5 9 6 9 1 0 5 2 7 5 0 l3 9 3 2 42 0 9 4 0 71 8 8 一产 亿元 1 0 3 21 5 7 l3 4 48 8 53 8 3 22 4 7 0 01 5 5 二产 亿元 1 8 8 2 1 3 4 3 02 8 83 7 3 51 9 3 3 5 1 0 2 0 0 41 9 o 三产亿元1 8 8 81 0 9 6 84 2 02 8 8 l1 6 1 5 78 2 7 0 31 9 5 一4 人均g d p了i 二9 6 7 92 7 9 i l1 2 5 8 32 1 0 8 22 1 0 7 51 5 9 3 01 3 2 3 工农业总产值亿元3 9 5 43 7 1 6 49 5 49 5 9 05 1 6 6 22 7 5 9 6 8 1 8 7 其中：农业总值 亿元1 5 2 02 4 9 25 0 41 4 7 35 9 8 94 1 4 2 31 4 5 工业总产值亿元 2 4 3 43 4 6 7 24 5 08 l1 74 5 6 7 32 3 4 5 4 51 9 5 2 2 。2 交通发展 铁路：影响区域铁路线路较多，但技术标准普遍较低。2 0 0 5 年区域铁路运 9 武汉理工人学硕士学位论文 营里程达到5 5 7 6 公里，占全国的7 4 ，铁路网密度9 7 k m 万k m 2 。主要铁路干 线有湘桂、黎湛、黔桂、南昆、鹰厦、横南、京广、广深、广茂、等铁路，但 是目前大部分线路能力利用已经处于饱和状态。 公路：至2 0 0 5 年底，区内公路通车里程2 8 4 万k m ，占全国的1 4 0 ，公 路网密度4 9 4 5 k m 每万k r n 2 ，是全国平均的2 - 3 倍。区域内有京珠、广湛、广深、 桂林至海口、贵阳至南宁等高速公路；主要国道有g 1 0 5 、g 1 0 6 、g 1 0 7 、g 1 0 8 、 g 2 0 9 、g 2 1 0 、g 3 1 8 、g 3 1 9 、g 3 2 0 、g 3 2 4 、g 3 2 5 等国道。区域各省之间均有 高等级公路或国道连通。 水运：研究区域主要河流有西江、珠江、北江、闽江等，水运由于运输成 本低，为各流域地区尤其是边远地区的物资集散发挥着重要的作用，区域内河 通航里程4 3 1 4 公里。占全国内河通航里程的1 1 。 港口：区域内港口主要集中在华南沿海，主要港口有湛江港、防城港、钦 州港、北海港、广州港、深圳港、厦门港、福州港、汕头港等。 航空：区域内主要桂林两江机场、广州白云机场、厦门高崎机场、福州长 乐机场等。 2 0 0 5 年区域内全社会完成客运量3 2 3 亿人次，占全国总量的1 7 ，完成旅 客周转量1 9 8 8 亿人公里，占全国的1 1 4 。其中公路完成客运量占全社会的 9 3 7 ，是区域运输的主要运输方式，公路主要承担短途客流的运输，铁路及航 空主要承担中长距离的旅客运输。 区域内完成货运量2 2 4 亿吨，完成货物周转量5 2 2 0 亿吨公里，在大宗货 物长距离的运输中，铁路、水运具有明显的优势，公路在短途运输中发挥着主 要作用。 2 3 项目沿线地区社会经济概况 2 3 1 社会经济 项目沿线经过广州、江门、中山、阳江和茂名五市。据2 0 0 5 年统计，沿线 地区土地面积为3 。8 万k m 2 ，占广东省的2 1 2 ；当年常住总入口为2 5 7 9 万， 占广东省的2 7 7 ，人口密度分别是全国和全省平均水平的4 6 7 倍和1 2 4 倍。 2 0 0 5 年完成g d p 2 5 9 6 9 亿元，占广东省的3 5 8 。 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 22 0 0 5 年广东西部沿海铁路沿线地区主要经济指标 土地 常住 固定 指标人口 g d p 总值( 亿元)资产 消费品进出口 面积投资 零售总总额【亿 ( 万人) 额( 亿元)美元) 合计 撑一产捍二产撑三产 ( 亿元) 广州 7 4 3 49 7 65 1 1 61 2 22 0 4 l2 9 5 31 6 9 62 1 8 36 3 8 江门9 5 4 16 6 01 8 5 71 5 59 9 07 1 22 7 93 5 21 0 8 巾山1 8 0 02 4 91 0 3 63 26 3 83 6 63 4 33 3 l2 3 l 阳江7 8 1 32 3 42 7 46 61 0 89 91 0 l1 8 71 1 茂名 1 1 4 5 87 0 28 0 71 8 l3 2 03 0 61 7 53 4 25 沿线合计 3 8 0 4 62 5 7 99 3 0 85 4 94 0 5 84 7 0 l2 5 9 43 3 9 59 9 3 广东省 1 7 9 7 5 79 3 0 42 5 9 6 91 5 7 l1 3 4 3 01 0 9 6 88 1 1 79 1 1 75 2 7 2 沿线全省( ) 2 1 22 7 73 5 83 4 93 0 24 2 93 2 03 7 21 8 8 2 3 2 交通发展 项目沿线地区已经基本建成公路、铁路、航空和水运等多种运输房市构成 的综合交通运输体系。对外交通主要依靠铁路、公路，航空为辅，水运也承担 部分货物运输，地区内部客货交流主要以公路为主，铁路为辅。 公路：沿线地区主要纵向公路有1 0 5 、1 0 6 、1 0 7 、2 0 7 国道，横向有3 2 1 、 3 2 4 、3 2 5 国道及广浮、广湛高速公路等。与本项目并行的是3 2 5 国道和广湛高 速。广湛高速2 0 0 4 年底全线通车，四车道标准，主要承担城际间快速直达客货 流，目前车流量并不大，服务水平较高。3 2 5 国道是目前广东西部沿海地区最 繁忙的公路，各段车流量在1 1 4 2 万辆之间，愈靠近广州段车流量愈大，阳江 至茂名段较小。 铁路：目前有京广、广深、广茂、黎湛、湛海等构成沿线地区铁路网。广 茂线是广东省与西南部地区交流的重要运输通道。广州是全国六大客运中心之 一，京广、广深、广茂以及即将开工建设的武广客专和广深( 港) 客专、广珠 城际、贵广、南广、广东西部沿海等重要干线在此交汇。 航空：沿线地区航空主要依靠广州白云机场和湛江坡头机场。广州白云机 场是我国三大国际机场之一，也是华南最大的航空中心。 水运：水运包括沿海和西江等内河运输。广东西部沿海铁路沿线广州、江 门、阳江、茂名及湛江均有港口，2 0 0 5 年各市共计完成吞吐量3 5 亿吨，其中 广州港2 5 亿吨，排名世界第五；湛江、茂名是华南地区重要的油类吞吐港， 武汉理工大学硕士学位论文 原油和成品油吞吐量分别是全省总量的6 6 和8 。江门、阳江港口主要服务 于本市企业，吞吐量水平与城市经济发展息息相关。 2 4 客运量预测的数据准备 2 4 1o d 小区划分 为满足交通量预测工作需要，通常按照一定的规则将研究区域划分成o d 交通小区。进行o d 小区划分时一般遵照以下原则： 1 ) 现有统计数据采集的方便性 社会经济指标一般是按照行政区域为单位进行统计、预测的。交通小区划 分时，要充分利用这些行政区域的划分，以减少不必要的工作量，提高预测的 准确度。 2 ) 均匀性和由中心向外逐渐增大 对于对象区域内部的交通小区，一般应该在面积、人口和发生与吸引交通 量等方面保持适当的均匀性：对于对象区域外部的交通小区，因为要求的精度 降低，应该随着与对象区域之间的距离逐渐变远而逐渐增大交通小区的规模， 以减少不必要的工作量。 3 ) 充分利用自然障碍物 尽量利用对象区域内部的山体、河流、桥梁等自然障碍物作为交通小区的 边界线，河流上的桥梁便于作为交通调查核实线使用。 根据以上o d 小区划分原则，结合项目位置径路特点和预测年度路网构成 情况，在全国范围内划分1 5 个o d 小区，包括广州、江门、阳江、茂名、湛江 等5 个项目直接吸引区和佛山、肇庆、珠海、粤东、粤北、北部湾、海口、西 南、华东、其他( 包括华中华北西北等地) 等1 0 个间接吸引区。 2 4 20 0 小区基础资料 根据项目特点，确定本次研究的综合运输体系由铁路和公路组成，即相关 阶段工作中，仅对铁路和公路关系进行分析，运量基础资料也仅收集铁路和公 路部分。 收集1 5 个o d 小区2 0 0 0 - - - 2 0 0 5 年6 个年度的g d p 、人口、铁路和公路客 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 运量等基础资料，这类资料以有关地区的年度统计年鉴为准，通过查阅相关资 料即可获得。 预测年度的g d p 和人口没有统计资料，但是它们也是客运量预测所需要的 基础数据。对于这类资料一般参考地区发展规划的目标值，结合经济发展和人 口增长的一般规律综合确定。如地区g d p 年均增速在2 0 0 5 2 0 2 0 年一般按的7 考虑，2 0 2 0 2 0 3 0 年按4 , - - - 5 考虑。人口增长地区差异较大，对于人口已然高度 集中的地区规划人口增长率较小，甚至有负增长，对于人口密度相对较低的地 区，人口增长率2 0 0 5 2 0 2 0 年按0 7 1 考虑，2 0 2 0 2 0 3 0 年按0 4 0 6 考虑。 表2 - 32 0 0 0 - 2 0 0 5 年o d 小区g d p单位：亿元 序号o d 小区年度 2 0 0 02 0 0 l 2 0 0 2 2 0 0 32 0 0 42 0 0 5 l 广州 2 3 8 32 6 8 63 0 1 43 4 6 64 l1 55 1 1 6 2 江门 9 7 21 0 7 91 2 2 01 3 6 71 6 0 01 8 5 7 3 阳江 1 8 21 9 82 1 42 3 32 5 l2 7 4 4茂名5 0 75 5 06 0 06 5 67 2 38 0 7 5 湛江4 0 7 4 4 0 4 7 6 5 1 75 8 06 5 8 6 佛山 1 4 5 01 6 1 71 8 3 42 1 1 72 4 7 l2 9 2 6 7 肇庆 3 3 83 6 63 9 64 3 04 7 35 2 6 8 珠海4 4 34 8 65 3 75 9 36 6 6 7 4 9 9 粤东5 5 5 5 6 1 8 3 6 8 7 6 7 7 4 5 8 9 5 8 1 0 5 8 9 1 0 粤北2 5 82 8 03 0 3 3 2 93 5 83 9 4 1 l 北部湾 4 3 44 6 95 0 75 5 l6 0 86 7 9 1 2 海口5 2 55 8 66 6 37 6 28 8 81 0 5 2 1 3 西南1 5 0 4 11 6 1 0 41 7 3 0 81 8 6 8 72 0 4 3 l2 2 5 1 6 1 4 华东 1 7 3 3 41 8 7 3 82 0 3 4 42 2 2 0 32 4 5 7 82 7 4 5 5 1 5 其他 8 5 6 9 59 2 2 3 09 9 6 7 21 0 8 2 4 61 1 9 1 5 21 3 2 2 8 4 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 42 0 0 0 - 2 0 0 5 年o d 小区人口指标单位：万人 序号o d 小区年度 2 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 l 广州 9 5 01 0 3 39 4 89 6 29 9 49 7 6 2 江门 5 9 26 0 86 2 26 3 66 4 86 6 0 3阳江2 0 02 0 72 1 52 2 l2 2 82 3 4 4 茂名 6 1 46 3 46 5 36 7 06 8 77 0 2 5湛江5 7 85 9 96 1 86 3 56 5 36 6 9 6佛山5 4 75 6 l5 6 95 7 75 8 25 8 6 7 肇庆 3 2 63 3 63 4 53 5 43 6 23 7 0 8珠海1 3 11 3 51 3 81 4 l1 4 31 4 5 9 粤东 2 8 3 82 9 2 73 0 1 03 0 8 73 1 6 53 2 3 5 1 0粤北 2 7 92 8 92 9 83 0 63 1 3 3 2 0 1 l 北部湾9 3 69 7 0 1 0 0 21 0 3 l1 0 6 11 0 8 8 1 2海口6 5 l6 9 27 3 17 7 08 0 48 3 6 1 3西南1 9 8 9 02 0 6 9 42 1 4 0 52 2 0 6 92 2 7 0 72 3 2 8 8 1 4 华东 1 9 5 9 82 0 3 2 12 0 9 5 92 1 5 5 22 2 1 2 22 2 6 3 8 1 5 其他 6 5 0 4 86 7 5 6 26 9 7 8 47 1 8 5 37 3 8 4 27 5 6 4 8 表2 - 52 0 0 0 - 2 0 0 5 年o d 小区旅客运输量指标单位：万人 序号o d 小区年度 2 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 1 广州 2 4 3 0 02 6 8 3 02 9 3 5 02 9 8 0 03 4 6 8 03 9 5 3 5 2 江门 3 2 2 33 5 9 43 9 3 54 0 2 04 6 4 35 2 5 6 3阳江3 3 93 6 93 9 64 0 24 5 4 5 0 3 4 茂名 3 5 3 23 8 9 04 2 2 l4 2 9 84 9 0 55 4 9 6 5 湛江 4 2 9 24 7 5 95 1 9 95 2 9 76 1 1 66 9 2 2 6 佛山 9 6 6 8 1 0 8 6 91 1 9 8 41 2 2 6 41 4 3 1 7 1 6 3 5 8 7 肇庆2 2 9 82 5 5 52 7 9 52 8 5 i3 2 9 3 3 7 2 7 8珠海3 4 0 03 7 6 14 0 9 64 1 7 44 7 8 95 3 9 l 9 粤东 1 8 3 1 22 0 4 5 8 2 2 4 7 3 2 2 9 4 82 6 6 8 43 0 3 8 7 l o 粤北ll o l1 2 1 91 3 2 91 3 5 51 5 5 91 7 6 0 l 1 北部湾 5 2 7 45 7 5 26 1 8 66 2 8 97 0 6 7 7 8 1 3 1 2 海口 1 0 5 7 91 1 5 9 91 2 5 4 01 2 7 5 71 4 4 7 31 6 1 3 3 1 3 西南2 0 5 9 1 l2 2 3 7 1 12 3 9 9 0 22 4 3 6 7 32 7 2 7 5 93 0 0 5 0 3 1 4 华东 2 0 1 2 7 52 2 0 1 9 62 3 7 6 0 22 4 1 6 2 l2 7 3 2 3 23 0 3 7 0 l 1 5 其他 8 6 5 9 1 09 3 9 7 2 21 0 0 7 1 8 61 0 2 2 5 7 41 1 4 4 2 1 61 2 6 0 2 3 7 + 说明：表中客运量指公路和铁路客运量之和，不包括民航和水运部分。 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 表2 - 6 预测年度o d 小区g d p单位：亿元 序号o d 小区年度 2 0 0 52 0 2 02 0 3 0 l 广一州6 0 6 81 3 9 4 02 1 8 6 0 2 江门 1 8 5 74 5 2 07 3 7 0 3 阳江3 4 7 8 2 01 3 3 0 4 茂名 9 4 02 1 9 03 4 7 0 5 湛江 7 7 01 9 6 03 2 9 0 6 佛山2 9 2 67 6 4 01 2 9 3 0 7 肇庆5 2 61 3 4 02 2 1 0 8 珠海 7 4 91 8 5 03 0 2 0 9 粤东 1 0 5 8 92 6 4 8 04 2 7 3 0 1 0 粤北3 9 49 1 01 4 5 0 11 北部湾 6 7 91 5 0 02 2 9 0 1 2海口1 0 5 22 7 9 04 6 4 0 1 3 两南 2 2 5 1 65 7 1 0 09 5 7 1 0 1 4华东2 7 4 5 57 0 6 1 01 1 7 2 3 0 1 5 其他 1 3 2 2 8 43 2 1 5 5 05 2 3 7 8 0 表2 - 7 预测年度o d 小区人口单位：万人 序号o d 小区年度 2 0 0 52 0 2 02 0 3 0 1 广州9 7 6 9 0 08 0 0 2 江fj 6 6 07 2 07 5 0 3 阳江2 3 4 2 6 52 9 0 4 茂名7 0 2 7 5 08 0 0 5 湛江6 6 9 7 0 07 5 0 6 佛山 5 8 65 5 05 2 0 7 肇庆3 7 03 9 0 4 2 0 8 珠海1 4 51 7 0 1 9 0 9 粤东3 2 3 53 6 5 0 4 0 0 0 1 0 粤北3 2 03 6 03 9 0 l l 北部湾 1 0 8 81 2 0 01 3 0 0 1 2 海口8 3 69 2 09 8 0 1 3 西南2 3 2 8 82 5 5 0 02 7 0 0 0 1 4 华东2 2 6 3 82 4 8 0 02 6 3 0 0 1 5 其他7 5 6 4 88 2 0 0 08 8 0 0 0 1 5 武汉理1 = 大学硕士学位论文 第3 章广东西部沿海铁路客运量预测 3 1 预测模型四阶段法 3 1 1 四阶段法的结构及发展 四阶段法是以集聚分析思想为指导，包含各类预测方法和模型在内的运输 需求预测模型。四阶段法的产生以1 9 6 2 年美国芝加哥市发表的c h i c a g oa r e a t r a n s p o r t a t i o ns t u d y ) ) 为标志，此后1 9 6 2 年美国制订的联邦公路法规定凡5 万 人口以上城市，必须制订以城市综合交通调查为基础的都市圈交通规划，方可 得到联邦政府的公路建设财政补贴，该项法律直接促成交通规划理论和方法的 形成和发展。 四阶段法开始只是关于交通生成、交通分布、交通分配三个阶段的预测， 2