（交通运输规划与管理专业论文）交通方式划分——交通分布组合模型研究与软件设计.pdf

摘要 摘要 交通方式划分模型是交通规划中最重要的模型之一。交通方式选择问题，是交通规划和政策制 定中的重要部分。它影响着我们在城市中出行的效率，影响到城市交通用地的数量，影响到是否能 向出行者提供更多的选择可能性。 目前我国交通规划中采用较多的交通方式划分方法是以分担率乘以分布交通量得出各个交通 方式的分担交通量，它假定了备个交通区都具有一样的交通方式划分，这与实际的情况有较大的差 异，导致了交通需求预测精度的降低。因此，对交通方式划分方法的改进显得十分必要。 本文建立了交通方式划分交通分布组合模型，分两个阶段对交通方式划分方法进行改进。 首先从居民出行方式选择心理的角度入手，对城市居民出行需求心理、居民对居住地和工作地 的选择心理、居民出行目的构成、居民个人私密空间的需求心理等进行具体分析，同时对影响城市 居民出行方式选择的外在因素出行距离和出行时耗进行讨论，具体分析它们对居民出行方式选择的 影响。讨论了交通方式和城市规模之间的关系，提出在规模不大、机动化水平不高的城市，出行距 离是影响出行者选择出行方式的主要因素。对收集的蚌埠、常德、常州、苏州、番禺、昆山、濮阳、 松陵、盛泽9 个城市的居民出行调查数据进行分析处理。建立各个城市分交通方式的距离曲线，从 横向上研究不同类型的城市交通方式距离曲线的特性，从纵向上研究各交通方式分担率在不同出行 距离范围内变化的规律，并确定各交通方式模型的具体数学形式。讨论影响各交通方式距离曲线的 主要因素，确定距离曲线模型所采用的参数，并提出一些参数的简单量化方法，建立出行方式距离 曲线模型。 第二阶段。由于出行方式距离曲线模型在实际应用时存在两大缺陷：一是模型计算出的小区之 间的各出行方式分担率之和不能保证等于1 0 0 二是模型计算出的菜种出行方式在小区间的分担 量总和不能保证等于该出行方式分担总量。因此，本文针对两大难点问题，提出解决方法一总量 平衡法，通过迭代计算使模型满足约束条件，并与距离曲线模型结合，建立交通方式划分交通 分布组合模型，编制模型的应用软件，并用实例对模型进行检验，得出结论：本文所建立的交通方 式划分交通分布组合模型能够体现不同出行方式在不同距离范围的优势，并且能够保证计算出 的小区之问的各出行方式分担率之和等于1 0 0 ，计算出的某种出行方式在小区间的分担量总和等 于该出行方式分担总量，具有良好的可操作性。 关键词：交通方式划分。出行方式，出行距离。距离曲线，总量平衡，交通分布 东南大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h em o d a ls p l i tm o d e li so n eo f k e ym o d a lo f t r a n s i td e m a n d d u r i n gt h ef o u rs t e p so f t r a n s p o r t a t i o n p l a n n i n g ，t h et r a f f i cm o d es p l i ti sap i v o t a ls t e p h o w e v e r , t h ep r e s e n tm e t h o do f t r a f f i cm o d e s p l i ta s s u m e s t h a te v e r yt r a f f i cz o n eh a st h es a m em o d e s p l i tr a t e ，w h i c hh a sr e l a t i v eg r e a tg a pw i t ht h ef a c ta n db r i n g i m p r e c i s i o nt ot r a f f i cd e m a n df o r e c a s t ，b e c a u s ei nr e a l i t y , w i t hd i f f e r e n td i s t a n c eb e t w e e n t r a f f i cz o n e s ，t h e m o d es p l i tc o u l dn o tb eh es a m e t h e r e f o r e ，t h ea d j u s t m e n to ft r a f f i cm o d es p l i tr a t eb e t w e e nd i f f e r e n t t r a f f i cz o n e si sn e c e s s a r y t h e r ea r et w os t e p st oc o n s t i t u t et h ec o m b i n e dm o d a l s p l i t t r i pd i s t r i b u t i o nm o d e l f i r s t l y , t h et h e s i sa n a l y z e sc i t i z e n st r a v e lc h o i c em i n d ，t r a v e ld i s t a n c ea n dt r a v e lt i m e c o n s u m e d t h et r a v e ld i s t a n c ec u r v em o d e li sd o n eb y u s i n g d i s t a n c ed i v e r s i o nc u w c s ，w h i mi sm o d e l e d b a s e do nh o u s e h o l dt r a v e ls u r v e yd a t ao fb e n g b u ，c h a n g d e ，c h a n g z h o uc h a n g z h o u , s u z h o u , p a n y u ， k u n s h a n ，p u y a n g ，s o n g l i n ga n ds h e n g z e ，a n dm a i n f a c t o r st h a ti n f l u e n c e p a s s e n g e r t r a f f i cs t r u c t u r ea r e a n a l y z e d n i n ep a r a m e t e r s a r eu s e dt ob u i l dt h et r a v e lc u r v em o d e l s e c o n d t y , t h et h e s i sp u tf o r w a r d sg r o s sb a l a n c em o d e lt os e t t l et w oi m p o r t a n tp r o b l e m so f t h et r a v e l c u r v em o d e l t h e n ，t r o u g ht h ec o m p a r i s o no f t r a f f i cv o l u m ef o r e c a s ti nt h euv i r t u a lz o n eb yt h en e wm o d e l a n dc o m m o no n er e s p e c t i v e l y , i ti sf o u n dt h a tt h ec o m b i n e dm o d a ls p l i t t r i pd i s t r i b u t i o nm o d e le s t a b l i s h e d i nt h i st h e s i sc a nb e t t e re m b o d yt h ea d v a n t a g eo fd i f f e r e n tt r a v e lm o d e so nr e l e v a n td i s t a n c es e g m e n t s ， m o r e o v e r , c o r r e s p o n d w i t hc i t i z e n s t r a v e lm i n d k e yw o f l s ：s p l i tm o d e l ，t r a v e lm o d e ，t r a v e ld i s t a n c e ，d i s t a n c ec u r v e ，g r o s sb a l a n c e ，t r i pd i s t r i b u t i o n i l 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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。尽我所知，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，也不包含为获得东南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： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：导师签名： 日期： 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 交通需求预测是进行城市交通规划的前提，准确地把握城市交通需求，对于制定城市交通发展 战略，进行城市道路网规划与建设，科学组织管理城市交通具有重要的意义。城市交通需求预测作 为城市交通规划的关键技术环节之一，其预测结果的准确与否，将在很大程度上影响规划的科学性。 且城市交通涉及到人文、地理、社会、经济各方面，要准确把握城市交通复杂系统的特点，对交通 需求做出科学预测，就需要综合运用多学科知识，采用定性与定量相结合、科学理论与经验相结合、 宏观与微观相统一的研究方法。交通需求预测主要是根据交通系统及其外部系统的过去和现状预测 未来，根据历史经验、客观资料和逻辑推断，寻求交通系统的发展规律和未来趋势的过程。 交通方式划分预测作为传统的需求预测方法“四阶段”预测方法中一个重要环节，近年来 越来越受到重视。 城市交通规划中的交通方式划分，是为了预测在未来城市社会经济发展水平下属民出行对各种 交通方式的可能利用情况。很明显，所有个体交通方式的选择行为结果反映到整个交通状态上去， 应体现为各种交通方式承担的客流流量或客流负荷。交通方式划分预测实质上是为了预测各种交通 方式究竟会分担到多少客流流量，所以通常也称交通方式划分预测为交通方式分担率预测。无疑， 合理、客观的交通方式划分预测能够为优化城市未来交通运输方式结构提供科学的决策依据：此外， 由于交通负荷( 或交通流状态) 与交通组成密切相关，所以交通方式划分预测也有助于从总体上比较 真实、客观地把握未来城市可能产生的交通运输负荷。交通方式划分预测是城市交通规划交通需求 预测的重要组成部分，也是城市交通规划的重要步骤之一。 传统的“四阶段”模型根据方式划分的位置不同，可划分为四种模型1 1 2 3 1 2 9 ：( a ) 与交通生成结 合在一起；( b ) 在交通生成和交通分布之间( 出行端点模型) ：( c ) 与交通分布结合在一起：( d ) 在交通分布和交通分配之间( 出行选择模型) 。 | 甲甲甲甲 ( a )( b )( c )( d ) g 一出行生成；m s - - 交通方式划分；d 一交通分布：a 一交通分配 图1 1四阶段法中方式划分的不同位置 总体上来说交通方式划分预测方法可以分为两大类：一类是以统计学为基础的榘结方法 f a g g r e g a t em e t h o d ) ，这一类方法一般以交通分区为研究单位将分区中的个人或家庭的调查数据进 行统计处理。如求平均值、求比例等，再用这些统计值来标定方式划分模型中的参数。在这一过程 中关于个人和家庭的原始资料被统一处理了，这就是集结方法，得出的模型就是集结模型；另一类 东南大学硕士学位论文 是以概率论为基础的非集结方法( d i s a 鲳r e 酎t em e t h o d ) ，这一类方法分析的对象是个体，它将个体的 原始资料不加任何处理直接用来构造模型。 但是，无论交通方式划分的位置如何采用的是集结模型还是非集结模型，都存在不同程度上 的缺陷。因此对交通方式分担率的预测技术尚需作进一步的深入研究。 1 2 国内外研究概况 1 2 i 国外研究概况 国外对交通方式划分预测技术的研究起步于5 0 年代初期。p u g e t s o u n d1 2 0 1 分类预测模型是美国 最先发展起来的交通方式分担率预测模型之一。由于该模型涉及极其广泛的调查统计和分类工作， 因而不适用于大、中型城市的交通预测，也不适用于城市交通方式结构有很大调整的场合。 交通方式划分预测的离散概率选择模型d c m l 2 1 1 ( d i s c r e t ec h o i c em o d e l ) 是基于最大随机效用 r u m ( r a n d o mu t i t i t ym a x i m i z a t i o n ) 理论基础上的一类相对完善的模型，它从微观经济学的角度，致 力于对人的交通方式选择行为的客观解释，是目前应用极其广泛的交通方式划分预测模型。在d c m 方式划分模型中，对随机效用误差变量采用g u m b e l 口”分布及多项式态分布m v , n 1 2 3 l ( m u l t i v a r i a t e n o r m a ld i s t r i b u t i o n ) 可分另i j 得到方式划分的l o g i t 模型和p r o b i t 模型口”。l o g i t 模型具有物理意义明确 且便于计算等优点，因此在实践中被广泛利用。但l o g i t 模型存在一个致命的缺陷，即其效用随机 项是单独假设的，在实际交通系统中，诸交通方式的运行状况实质上是相互作用的。例如。当公共客 运交通系统取得长足的优先发展之后，其便利性、舒适性和准点率的提高。势必会吸引其它方式的 客流，有利于整体交通运输效益的提高和整个交通环境质量的改善，从而减少其它交通方式的在途 时问和出行费用，出行舒适度也随之得到提高，也就是说，其它交通方式的出行效用也会因此而提 高：反之，当公交服务水平以及准点率下降时，则会造成诸交通方式运输效用的同步下降。所有这些 均表明交通系统中诸方式的营运效用是密切相关的。l o g i t 模型忽略了这种影响机制，限制了l o g i t 模型对交通出行者交通方式选择行为特征解释的准确性，从而也就弱化了l o g i t 模型对整体交通状 态的描述。p r o b i t 模型虽然克服了l o g i t 模型这一缺陷，但是该模型往往需依赖于极其复杂的 m o n t e - c a r l o 仿真算法或者多项式c l a r k 求解逼近算法1 2 ”。 1 2 2 国内研究概况 1 目前交通方式划分中的不足 在实际规划的过程中。对方式划分的处理方法般是在居民全方式交通分布o d 矩阵的基础上， 乘以各交通方式的分担率，得到各交通方式的交通分布o d 矩阵。但这样的方法存在明显的不足之 处： ( 1 ) 从交通方式纵向上来看，没有考虑到各交通方式随各自的特性不同的优势运行距离范围。 对于不同的o d 点对来说，交通小区之间的距离不同各交通方式之间的分担率也会有所差异。 ( 2 ) 从交通方式之间的横向影响看没有考虑到交通方式之间的相互作用。 2 国内学者对方式划分方法的研究 非集结模型方面，同济大学的王正p 1 通过方式效用相关描述参数的引入以及出行者交通方式选 择行为的效用解释，建立了广义g l o g i t 交通方式划分预测模型及参数估计算祛。将g l o g i t 模型 2 第一章结论 用于桂林市居民出行交通方式选择特征描述，分析结果表明，g l o g i t 模型的精度优于l o g i t 方式划 分模型。 集结模型方面，东南大学的范操1 2 6 1 和王辛t 2 7 1 在他们的硕士论文中已经提出了交通方式划分与交 通分布组合模型，突出了不同出行方式在不同出行距离具有不同的分担率，提高了实际规划时方式 划分方法的科学性。但是，该模型也存在一些问题： ( 1 ) 该模型计算出的小区之间的各出行方式分担率之和不能保证等于1 0 0 ； ( 2 ) 该模型计算出的某种出行方式在小区间的分担量总和不能保证等于该出行方式分担总量。 以上两点直接影响了模型的可用性和精度，是模型的难点，又是模型急需解决的问题。 另外，模型距离曲线的数学形式多为分段函数，在实际的操作过程中的实用性不强；模型的参 数选择较为单一，有些参数无法量化：这些方面都值得进一步深入的研究。 1 3 研究的目标、主要内容和技术路线 i 3 1 研究的目标 如前所述，由于常用的“四阶段”预测方法在预测各个交通小区间的不同交通方式分担的交通 量方面存在着难以克服的缺陷。因此，本文研究目标在于改进交通方式划分的方法。 本文将在范操和王辛提出的模型基础上收集更多的资料，针对模型中的两大难点问题以及模型 距离曲线的数学形式、参数的选择与量化方面进行进一步深入的研究，以提高交通需求预测的精度。 本文将结合我国规模不大、机动化水平不高的城市的特点，通过建立距离曲线研究不同交通 方式分担率与出行距离之问的相关性规律，同时研究影响交通方式分担率变化的因素，标定影响交 通方式分担率的参数，建立出行方式距离曲线模型；针对模型中的两大难点问题，寻求切实有效的 解决方法在出行方式距离曲线模型的基础上建立适合于这些城市的交通方式划分交通分布组 合模型，并设计模型的软件以便于工程应用。本论文将针对上述两方面问题进行研究。 1 3 2 研究的主要内容 ( i ) 对城市居民出行选择进行分析 本文将首先从居民出行方式选择心理的角度入手，对城市居民出行需求心理、居民对居住地和 工作地的选择心理、居民出行目的构成、居民个人私密空间的需求心理等进行具体分析，同时对影 响城市居民出行方式选择的外在因素出行距离和出行时耗进行讨论具体分析它们对居民出行方式 选择的影响。 ( 2 ) 根据出行距离建立方式划分模型 分析交通方式和城市规模之间的关系，根据所收集城市的规模确定了根据出行距离建立方式 划分模型的方针。 ( 3 ) 距离转移曲线的研究 对收集的蚌埠、常德、常州、苏州、番禺、昆山、濮阳、松陵、盛泽9 个规模不大、机动化水 平不高的城市的居民出行调查数据进行分析处理，建立各个城市分交通方式的距离曲线从横向上 研究不同类型的城市交通方式距离曲线的特性，从纵向上研究各交通方式分担率在不同出行距离范 围内变化的规律，并确定各出行方式模型的具体数学形式。 ( 4 ) 出行方式距离曲线模型的建立 东南大学硕士学位论文 分析讨论影响各城市出行方式距离曲线的主要因素，确定方式划分模型所采用的参数，茹提出 一些参数的简单量化方法，建立模型。 ( 5 ) 交通方式划分交通分布组合模型的建立 针对出行方式距离曲线模型中的两大难点问题：小区之间的各出行方式分担率之和不恒等于 1 0 0 ，某种出行方式在小区间的分担量总和不恒等于该出行方式分担总量，提出总量平衡法加 以解决，并与距离曲线模型结合，建立交通方式划分交通分布组合模型。编制模型的应用软件。 ( 6 ) 用实例对模型进行检验 采用所研究的9 个城市中的一个城市和9 个城市之外的一个城市分别对模型进行验证，考察模 型的精度。 1 3 3 研究的技术路线 本论文采取理论研究与实例检验相结合的研究方法。在理论研究方面，大量收集国内外有关科 研成果的合理、有用和科学成分，在对真实数据进行处理、研究的基础上，进行合理的抽象、推理， 建立理论、方法和模型体系。在研究过程中不断检验，并与传统模型比较。 数据是本次研究的基础，论文所需的数据主要是居民出行调查的统计资料，其来源于东南大学 交通工程研究所已完成的部分城市综合交通规划、城市道路交通管理规划居民出行调查统计数据。 这些数据的调查背景、调查方法相似，不仅真实而且可用，为论文所从事的研究提供了详实的基础 资料。 4 第二章出行方式距离曲线研究 第二章出行方式距离曲线研究 2 1 城市居民出行选择分析 居民出行交通方式分类根据我国现有的城市客运交通工具的类型，一般划分为十种交通方式： 步行、白行车、助力车、公共交通、出租车，轻骑摩托车、私家车、单位小车，单位大车、其他。 居民出行方式选择行为既受出行者主观心理需求、愿望和目的的影响，又受到出行距离、城市交通 设施建设水平、布局结构、服务水平的制约。 2 1 1 城市居民出行方式选择心理 居民出行行为心理实际是人们在出行之前和出行之中的一系列选择决策过程。出行方式选择是 居民出行选择决策的一项重要内容，是形成城市客运交通结构的内在原因。 1 居民出行需求心理 行为科学告诉我们，人们的行为选择通常是受心理要求支配的，交通行为是受人们的交通需求 心理支配的。几乎所有的交通出行者，多是从自己方便的角度来理解交通和选择出行方式的，其目 的无非是省时省力，减少在途时间和体力消耗。人们对理想的出行方式的要求是独立、快速和舒适。 所谓独立，是指其交通运动不受限制，可以凭个人意志来决定走向。这是个体交通所具有的特点， 自行车、小汽车和步行就是独立交通的典型方式；所谓快速，是指在最短的时间内到达目的地，出 行方式和出行路线都可以根据自己的条件选择；所谓舒适，是指人们在出行中到达目的地时体力消 耗最少。因为对出行方式有这种理想要求，人们在出行时就会对各种交通方式进行权衡，以获取最 大的心理满足作为决策的依据。一般来说，交通出行者一手握着金钱一手握着时间，在选取出行 方式时，他总会在这两者中进行权衡，要么以金钱获取时间，要么以时间赢得金钱。当然其他些 环境因素也会对交通方式的选择产生一定的影响。当对某种交通方式表现出一定的期望值后，如果 这种期望值一时不能满足自己的需求，一旦突破一定限度，出行者就会愿意付出某种代价来谋求另 外的交通方式以平衡自己的心理l i h 。 2 居民对居住地和工作地的选择心理【6 】 城市居民出行一般可以分为家基出行和非家基出行。所谓家基出行就是以家为起点或者以家为 终点的出行总称，这部分出行占居民出行总量中的绝大多数。在居民出行目的的构成中，上下班、 上下学是其主要部分，因此家庭区位和工作区位直接影响到家庭成员每天的出行距离和所花费的时 间。因此，人们对工作地和居住地的选择是非常慎重的。 3 居民出行目的构成 出行目的，即出行动机，是出行者之所以出行的原因，也是出行行为选择的基点。出行目的大 致可以分为：上班、上学、购物、公务，看病、文娱体育、探亲访友、回程、其他等。不同的出行 目的，人们对交通方式选择的比重是不同的。例如上班、上学强调快速、准时，人们往往选择可达 性好，营运效率高的出行方式；公务目的的出行选择单位车的比例大；而游客期望舒适采用出租车 的较多等等。 东南大学硕士学位论文 4 个人私密空间的需求心理1 6 j i ”l 社会人类学研究表明人和动物都具有本能的自我保护、自我防范意识。人与社会接触过程中在 其周围划定了一个属于他自己的不可见的领域，即所谓私密空间或称个人心理空间。如果一个不相 干的人，或不相熟的人闯入他所划定的这个无形的心理空间，他就会感到不舒服，甚至感到压抑、 厌恶。例如，在蚌埠市、扬州市、苏州市等城市所做的市民对公交出行决策心理调查中，出行者对 公交服务最不满意的原因就是认为乘公交车拥挤，不舒服p 。这正是人们个人私密空间没有得到保 证的反应。事实上，很多出行者选择骑自行车而不乘公交的主要原因是自行车为人们提供了足够的 个人空间。 2 1 2 城市居民出行方式选择的外在影响因素 1 出行距离 出行距离是一次出行从起点到目的地之间的距离。距离常常会影响居民选择出行方式的主要因 素，因为各种交通方式所适宜的出行距离是不同的。因此，出行者可以根据出行距离的大致远近来 选择相应的交通方式。这种选择有时是针对一次出行的具体情况，但对于占城市居民日常出行量最 多的上下班来说，这种选择可能是一种长期的决策。从这个角度来说居住地和工作地点的距离， 实际上是影响交通出行工具拥有和交通方式选择的晟重要因素。 2 出行时耗 出行时耗是出行起点到终点之间所有的时间消耗。一次出行中可用交通方式之间的时耗差别， 也是影响交通方式选择的重要因素之一。出行者对于出行时耗的观点往往是经验性的。由于出行者 一般无法知道每次出行时不同方式的具体时耗，因此，他只能依据道路拥塞程度的估计和自己的习 惯及经验来判知。在出行距离固定时，出行时耗主要取决于交通方式的实际速度。实际速度的快慢 则取决于交通工具的行驶速度和交通供应的水平。另一方面，出行时耗不仅包括交通工具的行驶时 间，还包括两端步行时间、存放时间( 对于私人交通工具) 、等候时间和换乘时间( 对于公共交通 工具) 这一部分的时间消耗，也基本上取决于交通供应。所以，城市交通系统的供应水平，决定 了不同交通方式的出行时耗。随着居民经济能力和生活水平提高，他们对出行时耗要求更短，这也是 居民在选择机动化交通方式( 选私人交通工具还是选公共交通工具) 时必然要考虑的。 2 2 根据出行距离建立方式划分模型 2 2 1 城市规模与交通方式选择的侧重点 交通方式和城市发展规模之间有着必然的联系。有人对不同建成区面积的城市的合理交通方式 作了估计，结果如下： 6 第二章出行方式距离曲线研究 表2 - 1 城市发展规模与交通方式的关系【7 】 建成区面积( 平方公里)交通方式 2 0步行 1 0 0自行车 3 0 0公共汽车、无轨电车 7 0 0地铁、市郊铁路 t 3 0 0市域快轨、小汽车 ( 1 ) 当城市的发展规模不大时，居民单程出行的距离有限，出行时耗不大，机动化程度高、 出行速度快的交通方式在这样的城市尚无用武之地。居民主要依据出行距离来选择出行方式。 ( 2 ) 随着经济水平的提高，城市土地的开发和空间的扩展单程出行的出行距离会变长出 行次数会增加，城市交通问题出现，出行对耗变长。但是居民所能承受的出行时间是有限度的，不 会因为出行距离的增长而无限的增加，人们将会选择速度更快的交通工具以解决出行距离变长而 出行时间有限的矛盾。为解决城市交通拥挤问题。满足居民的出行需求，地铁、轻轨等高速高效的 交通方式出现。此时。人们对交通方式的选择不仅仅取决于出行距离，而是决定于出行距离和出行 速度共同作用的结果出行时耗。 可以发现，本论文讨论的九个城市在进行居民出行调查时的建成区面积均在4 0 0 平方公里以下， 城市机动化水平不高，交通方式是单一的地面道路交通方式，居民出行方式以步行、自行车、摩托 车、公交车为主，地铁、轻轨等快速的交通方式在这些城市还没有出现，交通拥挤现象也不多见。 居民主要依据出行距离而不是出行时耗来选择交通方式。 表2 - 29 个城市建成区面积 l 城市蚌埠 常德常州苏州濮阳 番禺昆山盛泽 松陵0 m 8 城市建成区面积( 平方公里) 4 64 1 6 29 03 9 2 32 7 4 2 1 9 8 02 5 61 15 n s 因此，本文将依据出行者的出行距离建立方式划分模型，而此模型也仅适用于城市规模不大、 机动化不高、交通方式单一、轨道交通尚未出现的城市。 2 2 2 出行时耗向出行距离的转换 在本论文中，为相对减少数据统计的工作量，将出行方式划分为步行、自行车、公交车、摩托 车( 包括助力车) 、机动车( 出租车、私家车、单位小车、单位大车) 。 由到达时间和出发时间之差求出的时耗为出行时耗。将居民出行调查所得的单次出行时耗乘以 各交通方式的平均速度，得到单次出行的出行距离。 1 影响交通方式速度的因素 ( 1 ) 步行方式 步行出行的速度会随着行人密度增大而降低，随着人均步行面积增大而提高一般情况下步 行速度受到路段交通状况的影响较小，但交通出行者不同的出行目的会使得步行速度差异较大。 ( 2 ) 自行车、助力车、摩托车 对于以上三种出行方式，其出行速度受到出行目的和出行时段的共同影响。高峰时段的出行速 度低于非高峰时段：生存出行的速度大于弹性出行。 7 东南大学硕士学位论文 ( 3 ) 公交车、机动车 认为公交车、机动车出行的速度主要受出行时段的影响，即高峰时段的出行速度低于非高峰时 段；而出行目的对其影响较小。 2 各种出行方式平均速度的确定 根据一些城市居民调查所得平均速度，以及文献【2 6 】f 2 7 】1 3 8 】，对各种出行目的下的出行方式平均 速度进行调整。 表2 _ 3论文假定的各出行方式在不同出行目的和不同出行时段的出行速度 单位： 文娱探亲 上班上学回程公务看病贿物其它 公里川、时 体育访友 步行4 ，54 2 54 4 2 5 自 非高峰 1 21 l 行 生 高峰1 01 0 助 非高峰1 6 1 4 力 车 高峰 1 21 2 摩 非高峰2 0 1 8 托 生 高峰 1 61 4 公 非高峰 1 6 交 车 高峰 1 2 机 非高峰 2 5 动 生 高峰 2 0 8 第二章出行方式距离曲线研究 2 3 出行方式距离曲线的建立 2 3 1 各类城市出行方式距离曲线分析 i 苏州市、常州市一城区面积相对较大的沿海经济发达城市 k 孽 1 0 距离( k m ) 1 5051 0 距离( k m ) 1 5 一步行 - 卜自行车 * 一公交车 - - 机动车 十一摩托车 助力车 圈2 - 1 苏州市出行方式距离曲线图图2 - 2 常州市出行方式距离曲线图 苏州市和常州市居民短距离出行方式以步行、自行车为主，中等距离的出行以自行车、摩托车 为主，长距离出行以机动车、公交车、摩托车为主。 苏州市和常州市均为沿海较为富裕的城市，城区面积相对较大，受周边特大城市的辐射，经济 较为发达。其居民在选择交通方式时，大部分更加看重自由、快捷、舒适的交通工具，而对经济方 面的考虑较少，这使得摩托车、机动车在这两个城市的中长距离出行比例较高；另一方面公交发展 的滞后使得公交的服务水平无法满足居民的需求，只有在长距离出行中才有部分出行者采用公共交 通。 由于苏州市采取了限制摩托车发展的政策，园此该市的摩托车出行比例( 特别是中短距离出行 的摩托车比例) 要低于常州市。 可以看到，7 公里以上的中长距离出行中，自行车和公交车的距离曲线此消彼长而摩托车和 机动车的距离曲线也存在这个情况。这说明中长距离出行时，收入水平较低的居民可能会在自行车 和公交车之问进行选择，而经济实力允许的居民可能会在摩托车和机动车之间选择，7 - 1 2 公里范 围是自行车和公交车、摩托车和机动车之间的争夺区。1 2 公里后，随着出行距离的继续增加自行 车出行在体力和时间上的要求让人们无法承受时，居民就逐步放弃了自行车而选择公交车。同样， 摩托车在性能和舒适度方面远不如机动车，当出行距离持续增加时，有条件的出行者就会选择机动 车而放弃摩托车。 9 东南大学硕士学位论文 2 蚌埠市、常德市城区面积中等的内陆城市 蚌埠市出行方式距离曲线 比例 常德市出行方式距离曲线 1 - - 0 - - 步行 _ 卜自行车 - - n - - 公交车 卜机动车 卜摩托车 助力车 图2 - 3 蚌埠市出行方式距离曲线图图2 4 常德市出行方式距离陆线图 蚌埠市和常德市是以公交车、自行车、步行出行为主的城市，公交车在中、长距离出行中比例 高，摩托车、助力车、机动车的出行比例较低。 蚌埠市和常德市均为内陆城市，经济不够发达，居民收入低，居民愿意投入到交通费用的比例 也较小。与经济发达的城市相比出行者常常因为经济原因选择出行费用小的交通方式，而对出行 省时省力叉相对自由，但购买和使用费用较高的摩托车、助力车和机动车等却并不热衷。 在7 公里以上的中长距离出行中自行车与公交车、摩托车与机动车之间的竞争关系也是存在 的。 3 盛泽市、松陵市、昆山市和番禺市城区面积相对较小的沿海发达城市 ： 05 1 0 距离( k m ) 】5051 0 距离 k n ) 1 5 一步行 - _ 自行车 一公交车 + 机动车 卜摩托车 助力车 图2 - 5 盛泽市出行方式距离曲线图图2 - 6 松陵市出行方式距离曲线图 1 0 州 言 眦 螂 挑 帱 第二章出行方式距离曲线研究 1 0 距离( k m ) 1 5051 0 距离( k i n ) 1 5 一步行 卜自行车 * 一公交车 一机动车 卜摩托车 助力车 图2 - 7昆山市出行方式距离曲线图图2 - 8 番禺市出行方式距离曲线图 很明显，以上四个城市居民出行以私人交通为主公共交通不发达。 盛泽市、松陵市、昆山市和番禺市都为沿海城区面积相对较小的城市，受周边大、中城市的辐 射，经济发达。收入水平的提高和生活节奏的加快使人们在出行时往往选择独立、快速的私人交通 工具，因此摩托车、助动车和机动车在这几个城市的出行比例较高。与同样发达而规模较大的另 两个城市相比，这些城市的公交发展更为落后，但近几年的公交优先发展政策使得公交在中远距离 出行中的比例有所增加。 与其他三个城市相比，番禺市的自行车出行比例很低。而摩托车在中短距离出行中所占比重很 高。究其原因，除了与番禺市本身的自然环境和城市性质有关外也与盛泽、松陵、昆山三个城市 的交通政策相关。这三个城市与苏州市一样都采取了限制摩托车发展的政策，因此中短距离的摩托 车出行要比番禺市低。 在7 公里以上的中长距离出行中，自行车与公交车、摩托车与机动车之间的竞争关系也很明显。 4 濮阳市城区面积相对较小的内陆城市 051 0 距离( 1 c m ) 1 5 步行 白行车 公交车 机动车 摩托车 助力车 图2 - 9 濮阳市出行方式距离曲线图 濮阳市居民中短距离出行以步行和自行车为主，中长距离出行以机动车、公交车为主。 濮阳市为内陆城区面积相对较小城市，经济不发达，人们在出行时，考虑较多的还是经济因素。 因此，不花钱的步行和自行车是中短距离出行者首选的交通方式。虽然公交系统和其他规模较小的 城市一样很落后，但出行费用相对较低使得公交在中长距离出行中也占有一席之地。 同样，7 公里以上的中长距离出行中，也存在自行车与公交车、摩托车与机动车之间的竞争关 东南大学硕士学位论文 系。 2 3 2 各出行方式距离曲线分析 i 步行 步行方式具有良好的规律性，与距离的相关性非常良好。由步行距离曲线可以看出，即使是对 于不同规模、不同用地布局和不同发展阶段的城市，步行的出行范围仍然比较稳定，随着出行距离 的增加，步行方式的出行比例明显下降，3 公里后出行比例逐渐趋向于0 。 0 24 68 1 0 + 盛泽 + 松陵 * 昆山 + 番禺 + 濮阳 + 苏州 一常州 一常德 - - - 4 - - 蚌埠 距离( k m ) 图2 - 1 0 各城市步行出行方式距离曲线图 根据9 个城市的居民出行调查统计资料，9 9 以上的居民步行出行的距离在1 0 公里以内，因 此，以1 0 公里为步行方式研究距离的范围，得出拟合的曲线模型。 图2 - 1 1 盛泽市、松陵市、昆山市步行出行距离曲线图 1 2 榭 螂 慨 螂 l i 傩 第二章出行方式距离曲线研究 图2 1 2 番禺市、濮阳市、苏州市步行出行距离曲线图 图2 一1 3 常州市、常德市、蚌埠市步行出行距离曲线图 表2 - 4 各城市步行方式拟合所得的距离曲线模型 城市拟合曲线模型r 2 盛泽 y = 0 , 5 1 x - 2 2 “。 o 9 9 1 2 松陵 y = 0 5 3 1 3x 2 o 。7 0 9 9 4 昆山 y - - 0 6 7 5 x 。9 0 2 0 ，9 9 7 7 番禺y = 07 7 1 9 x 2 0 5 ” 0 9 2 2 濮阳y = 0 7 3 7 9 x i i 柏s o 9 6 7 6 苏州y = 0 6 9 7 2 x 1 5 0 9 0 1 4 常州 y = 0 5 6 7 7 x 。2 l ” 0 ，9 6 6 3 常德y 印9 5 7 7 x - i 2 ”7 0 9 8 6 蚌埠 y 卸9 5 7 2 x + 1 3 08 7 5 2 2 自行车 从各城市自行车出行距离曲线图中可以看出，自行车距离曲线有以下特点： ( 1 ) 自行车出行与距离的相关性较好，距离曲线呈三次曲线形式。 ( 2 ) 在3 公里以内，由于步行出行比例呈明显下降的趋势，而其他出行方式的出行比例还没 有较大的增幅，自行车出行比例在这一范围内增跃较快。 ( 3 ) 盛泽、松陵、昆山、番禺、濮阳等规模较小的城市的自行车出行距离曲线在3 公里左右 出现了峰值。3 公里后，自行车出行比例下降；而苏州、常州、常德、蚌埠四个相对规模较大一些 的城市的自行车出行距离曲线的峰值出现在3 5 - - 4 5 公里，4 5 公里后，自行车出行率下降。这说明 随着距离的增加，自行车这种半机动化交通方式对人们在体力和时间上的要求也越来越高，当这种 要求超过了人们所能承受的心理限度时，人们就会放弃这种出行方式而选择其他更加省时省力的交 通方式，它的出行比例就会降低。然而，不同的城市规模，居民所能承受的心理限度是不同的。在 东南大学硕士学位论文 规模较小的城市，由于一次出行的距离和时间都比规模较大的城市短，因此居民心理上所能承受的 对于体力和时间的支出也较规模较大的城市少。所以不同的城市规模，自行车方式距离曲线的峰值 位置就会不同。 ( 4 ) 与其他城市相比，番禺市自行车出行比例低，但曲线特征与其他规模较小的城市相同。 说明番禺市过高的摩托车出行对其他出行方式都有一定影响，但自行车出行的适宜范围还是比较稳 定的。 比例 8 0 各城市自行车方式距离曲线 + 盛泽 + 松陵 * 昆山 + 番禺 + 濮阳 十苏州 一常州 一常德 + 蚌埠 024681 0 距离( k 口) 图2 1 4 各城市自行车出行方式距离曲线图 根据9 个城市的居民出行调查统计资料。9 7 以上的居民自行车出行的距离在1 0 公里以内， 因此，以l o 公里为自行车方式研究距离的范围得出拟合的曲线模型。 比例 8 0 6 0 4 0 2 0 0 o5 距离( k i n ) 1 0 图2 1 5 盛泽市、松陵市、昆山市自行车出行距离曲线图 图2 1 6 番禺市、濮阳市、苏州市自行车出行距离曲线图 4 第二章出行方式距离曲线研究 图2 1 7 常卅f 市、常德市、蚌埠市自行车出行距离曲线图 表2 - 5 各城市自行车方式拟合所得的距离曲线模型 城市拟合曲线模型r 2 盛泽 y = 0 0 0 3 8 x 3 - 0 0 6 3 x 铀2 6 2 6 x + 0 1 9 0 8 0 9 2 8 5 松陵 y - - 0 0 0 5 x 3 - 0 0 8 5 6 x 2 + 0 3 8 2 1 x + 0 1 3 1 5 0 9 7 6 3 昆山 y = 0 。0 0 5 6 x 3 0 1 0 0 5 x 2 + 0 4 6 5 9 x 0 0 6 7 1 0 9 8 4 i 番禺 y = 0 0 0 3 1 x 1 - o 0 5 3 1 x 2 + 0 2 4 2 9 x - 0 0 9 8 8 0 9 5 1 i 濮阳 y ：0 0 0 7 x l o 1 3 0 1 x 2 + 0 6 4 8 6 x - 0 2 4 5 7 0 9 9 2 2 苏州 y = 0 0 0 4 1 x 3 - 00 8 3 5 x 2 + 0 4 5 7 8 x - 0 11 4 i 常州 y = o 0 0 3 8 x 3 - 0 0 7 4 x 2 + o 3 6 5 4 x + o 0 7 2 8 0 9 9 4 6 常德 y 卸，0 0 2 9 x 3 - 0 0 6 7 4 x 2 + 0 4 0 6 x - 0 2 2 8 4 0 9 9 9 9 蚌埠y = 0 0 0 2 7 x 3 0 0 6 8 8 x 2 + 0 4 3 2 8 x - 0 2 2 0 80 9 9 0 6 3 摩托车、助力车 摩托车、助力车出行距离曲线比自行车和步行的距离曲线复杂特点也很明显： ( 1 ) 摩托车、助力车出行与距离的相关性没有步行、自行车出行与距离的相关性好，距离曲 线一般呈二次曲线形式。 ( 2 ) 与自行车出行的距离曲线一样，随着出行距离的增加，摩托车、助力车的出行比例也是 先增后减，存在峰值，并且距离曲线峰值处的距离值明显大于自行车出行距离曲线峰值处的距离值。 这也符合人们随着出行距离增大更愿意选择快捷省力的非体力出行方式的心理特征。 ( 3 ) 从距离曲线图上可以发现番禺市摩托车、助力车距离曲线的峰值在3 - - 4 5 公里处出现， 而其他城市距离曲线的峰值都在7 公里左右出现。3 4 5 公里正是大部分城市自行车出行比例较高 的距离范围。从城市性质来看，可以发现，番禺市是个商业性城市，居民出于从商心理用摩托车运 货、购物、私人接送客等，因此即使是较短的出行距离，选择摩托车、助力车出行的比例也很高。 ( 4 ) 各种交通方式的出行比例是和其交通工具的拥有量密切相关的，购买交通工具是城市居 民出行长期决策的一项重要内容这是以居民的经济承受能力为前提的。从摩托率、助力车出行距 离曲线图中可以看到，濮阳、常德、蚌埠三个城市的摩托车、助力车出行比例比其他经济发达的城 市低。可见，城市的经济发展程度会影响摩托车、助力车的拥有量和出行比例。 东南大学硕士学位论文 比例 6 0 各城市摩托车、助力车方式距离曲线 + 盛泽 + 松陵 * 昆山 + 番禺 + 濮阳 十苏州 一常州 一常德 + 蚌埠 距离( k i n ) 图2 - | 8各城市摩托车、助力车距离曲线图 根据9 个城市的居民出行调查统计资料，9 7 以上的居民摩托车出行的距离在】4 公里以内， 因此，以1 4 公里为摩托车方式研究距离的范围，得出拟合的曲线模型。 5i o 砸高h ) 1 5051 0 砸