第五章轨道交通系统客流预测(1)

城市轨道交通规划与设计,第五章城市轨道交通系统客流预测,机电与控制工程学院,本章主要内容,5.1交通需求预测基础5.2交通生成预测5.3交通分布预测5.4方式划分预测5.5交通分配预测5.6轨道交通系统客流预测,2,机电与控制工程学院,5.1交通需求预测基础,5.1.1交通需求预测概述5.1.2交通规划调查5.1.3居民出行调查,3,机电与控制工程学院,5.1.1交通需求预测概述,交通需求预测交通需求预测是交通规划中的核心内容之一。是以交通分区为基本分析单元，以城市总体规划确定的土地使用发展规模为基本依据，预测交通分区未来的交通需求状况；其目的是为交通系统的规划、评价提供依据。,4,机电与控制工程学院,交通分区的划定,交通分区（TrafficZone）是城市交通规划预测的基本分析区。理论上要求交通分区具有土地性质一致，土地使用强度均匀，居民出行特征相同等性质。但实际上很难做到。,5,机电与控制工程学院,交通分区的划定,交通分区划分的原则：一个交通分区内应有一种主要的土地使用性质；一个交通分区内的居民出行应有一种主要的特征；交通分区界限尽量与行政区划界限相吻合；尽量迁就自然或者人工界限。,6,机电与控制工程学院,交通分区的划定,7,机电与控制工程学院,昆明主城区32个交通小区分布示意图,交通需求预测方法,对于交通需求预测，目前国际上比较常用的是“四阶段法”，即把交通需求预测的过程分为四个阶段：交通生成、交通分布、方式划分和交通分配。,8,机电与控制工程学院,1,2,3,4,交通生成,交通分布,方式划分,交通分配,交通需求预测方法,9,机电与控制工程学院,交通生成(TripGeneration/ProductionandAttraction),交通分布(TripDistribution),交通需求预测方法,10,机电与控制工程学院,交通分配(TrafficAssignment),方式划分(ModalSplit),交通需求预测过程,11,机电与控制工程学院,调查,分析,建模,预测,社会经济基础资料城市土地使用居民出行交通流量交通基础设施,对调查数据加以分析整理，供预测时使用,利用已经建立的模型对未来城市土地使用产生的交通量进行预测,利用现状数据，建立四个阶段预测模型并标定其参数,5.1.2交通规划调查,社会经济基础资料调查人口资料：城市人口总量及各交通区分布，人口年龄结构、性别结构、职业结构、出生率、死亡率、机械增长率；国民经济指标：国民收入、各行业产值、人均收入、产业结构等；运输量：客货历年运输量、各运输方式比重等；交通工具：各方式、各车种的交通工具拥有量。,12,机电与控制工程学院,5.1.2交通规划调查,城市土地使用调查土地使用性质：各交通区主要土地使用类别的土地面积，如工业、商业、居住、科教卫等土地使用类别的面积；就业、就学岗位数：全部交通区或典型交通区的就业、就学岗位数；商品销售额：全部交通区或典型交通区的商品销售额。,13,机电与控制工程学院,5.1.2交通规划调查,交通流量调查道路机动车流量：主要道路分车型、分时段交通量，重要路段连续调查24h，一般路段调查16h或12h；交叉口机动车流量：主要交叉口分车型、分时段、分方向交通量，流量调查16h或12h，流向调查两个高峰小时；核查线流量：核查线流量用于校核交通预测模型。每条核查线把规划区分成两部分，尽可能利用天然障碍线（如河流、铁路、城墙等），核查线与道路相交处需进行流量调查。,14,机电与控制工程学院,5.1.2交通规划调查,交通基础设施调查道路网络：各路段等级、长度、交通管理方式（机非、单行线、公交专用线）等；交叉口类型、控制方式等；公共交通网络：公交线路情况、乘客分布规律、平均乘距、平均乘车时间、平均换乘时间、公交平均载客量等；轨道交通网络：轨道交通线路建设情况、客流特征等。,15,机电与控制工程学院,5.1.3居民出行调查,开展城市交通规划预测，必须先弄清城市现状的居民出行规律，包括出行总量、各个交通分区的出行发生量、吸引量、交通分区之间的出行分布量、各种交通方式承担的出行比例。同时还要掌握一些基本的宏观数据：如人均出行次数、平均出行时耗等。此外，各种时距、各种年龄、各种目的等的出行频率等数据，也是正确预测未来居民出行规律的重要参考依据。这些数据的获取，均需要开展居民出行OD调查。,16,机电与控制工程学院,主要调查内容,居民出行调查的主要内容包括城市居民和流动人口的出行，调查的内容包括居民的职业、年龄、性别、收入等基础情况，以及各次出行的起点、讫点、时间、距离、出行目的、所采用的交通工具等出行情况。,17,机电与控制工程学院,调查方法,家访调查法电话询问法邮递调查法,20,机电与控制工程学院,调查方法,（1）家访调查法由调查人员当面了解该住户中包括学龄儿童在内的全体成员全天的出行情况，按调查表格逐项填写。或由调查员将表格发放到家庭时对表格内容及填写要求作详细说明，由家庭成员在指定的调查日自己填写，然后再由调查员负责回收。此种方法精度高，表格回收率高，但成本也高。,21,机电与控制工程学院,调查方法,（2）电话询问法被调查者可在电话本中随机选择，电话询问。与家访调查法相比成本低，取样可较多，结果有倾向性。,22,机电与控制工程学院,调查方法,（3）邮递调查法将调查表格寄送或发给居民来进行调查，通过回寄的方式回收。调查项目务必少而精，一般为57个题目，以免费寄回的方法可以增加回收率。回收率不应小于20方为有效。此法简便，但调查内容不全面，有一定的局限性，可用于对居民出行0D的某一方面进行的重点调查，或作为补充调查的方法。,23,机电与控制工程学院,抽样方法,简单随机抽样顺序随机抽样分类随机抽样整群随机抽样,24,机电与控制工程学院,抽样率,抽样率应该按能确保调查精度的原则来确定。,25,机电与控制工程学院,不同城市规模的家庭访问调查抽样率,调查成果表达,出行量（分区）平均出行次数（性别、年龄、职业、收入、家庭人口）出行方式构成（总体、出行目的、出行者特征、出行时距）平均出行时距（总体、出行目的、出行方式、区域）居民出行OD矩阵,26,机电与控制工程学院,现状OD矩阵,27,机电与控制工程学院,发生交通量,吸引交通量,生成交通量,本章主要内容,5.1交通需求预测基础5.2交通生成预测5.3交通分布预测5.4方式划分预测5.5交通分配预测5.6轨道交通系统客流预测,28,机电与控制工程学院,5.2交通生成预测,交通生成预测是交通需求四阶段预测中的第一阶段，是交通需求分析工作中最基本的部分之一。目标是求得未来各个交通分区的交通发生量和吸引量。,29,机电与控制工程学院,5.2交通生成预测,5.2.1影响交通量产生的因素5.2.2交通生成预测方法,30,机电与控制工程学院,5.2.1影响交通量产生的因素,（1）土地利用土地利用是影响交通产生的主要因素之一；住宅区是重要的交通发生源；工厂、机关、学校、商业中心等也是重要的交通发生吸引源。,31,机电与控制工程学院,5.2.1影响交通量产生的因素,（2）家庭家庭规模、人口构成性别、年龄收入交通工具拥有率职业、职务单位公房其他,32,机电与控制工程学院,5.2.1影响交通量产生的因素,33,机电与控制工程学院,平均出行次数(男),不同年龄男性日人均出行次数（1986年北京市）,5.2.1影响交通量产生的因素,34,机电与控制工程学院,女性不同年龄的平均出行次数,平均出行次数(女),5.2.2交通生成预测方法,输入数据：规划对象区域的人口、土地利用、各项经济指标等。计算过程：确定每个小区产生的总出行；确定每个小区吸引的总出行；出行平衡，使出行总产生量等于总吸引量。,35,机电与控制工程学院,5.2.2交通生成预测方法,交通生成预测的方法：原单位法、交叉分类分析法、增长率法、回归分析法等。注意事项：对于小区发生交通量、吸引交通量的预测也可以分别采用不同的方法进行，这主要是由于发生交通量的形成以出行者的社会经济特性为主、而吸引交通量的形成则以吸引区的土地利用形态为主。,36,机电与控制工程学院,（1）原单位法,基本思想：将单位用地面积（单位人口或单位经济指标等）的平均交通产生、吸引量作为原单位，如假定其是稳定的，则预测的交通生成总量即为该原单位与规划期限各交通区的用地面积（人口量或经济指标等）相乘得到的结果。原单位确定的原则：用居住人口或就业人口每人平均的交通发生量来进行推断的个人原单位法；以不同用途的土地面积或工作面积内，单位面积发生的平均交通量来预测的面积原单位法。,37,机电与控制工程学院,（1）原单位法,例1：某规划区域由3个交通小区组成，下表列出了各小区现状的出行发生量和吸引量，在常住人口平均出行次数不变的情况下，用原单位法预测未来的生成交通量。,38,机电与控制工程学院,（1）原单位法,39,机电与控制工程学院,166.0,166.4,发生吸引量原单位,未来发生吸引量（调整前）,（1）原单位法,出行平衡的方法以生成交通量为基准进行出行平衡（总量控制）。其它出行平衡方法以发生交通量为基准进行出行平衡，调正各交通小区的吸引交通量；以吸引交通量为基准进行出行平衡，调正各交通小区的发生交通量；以发生交通量和吸引交通量的加权和作为基准进行出行平衡。,40,机电与控制工程学院,（1）原单位法,总量控制,41,机电与控制工程学院,现状平均出行率T/N：105.0/41.0=2.561次/（日人）,将来的生成交通量：Tn=M(T/N)=65.02.561=166.5(万次/日),未来发生吸引量（调整后）,（1）原单位法,例2：某交通分区有172家独户住宅，287家集体住宅，550家公寓住房，他们的生成率分别为：2.38；2.38；2.31车次/户，另有40000m2的商业中心，平均1000m2有2.2个雇员，其吸引率为1.82车次/雇员，求交通分区的交通发生量和吸引量。,42,机电与控制工程学院,解：交通分区的交通发生量：172*2.38+287*2.38+550*2.31=2362.92车次/d交通分区的交通吸引量：2.2*1.82*40000/1000=160.16车次/d,（2）交叉分类分析法,基本思想：以家庭作为基本单元，按家庭规模、收入、拥有小汽车数等进行分类调查统计，得出不同类型家庭的出行产生率，由此推算各交通分区的出行量。,43,机电与控制工程学院,（2）交叉分类分析法,交叉分类分析法的预测发生量:,44,机电与控制工程学院,式中：,分区i规划年每个单位时间出行产生量；,全市目前第s类家庭的出行率；,第i分区规划年第s类家庭的数目；,第i分区规划年各类家庭的总数目；,第i分区规划年第s类家庭的比例。,（2）交叉分类分析法,例3：我国某城市的交通规划将家庭分作34336类，住宅类型：独户住宅、集体住宅、公寓；家庭人口：1、2、3、4；家庭拥有自行车数量：0、1、2。,45,机电与控制工程学院,住宅类型为公寓的出行率(人次/d),（2）交叉分类分析法,例4：,46,机电与控制工程学院,澳大利亚某城市类别出行率(人次/d),已知：某交通分区低收入、无小汽车、每户3人的住户100户；低收入、无小汽车、每户4人的住户200户；中等收入、有1辆小汽车、每户4人的住户300户；高收入、有2辆小汽车、每户5人的住户50户。求该区的总出行。,解：查表得出相应的出行产生量：100*3.4+200*4.9+300*8.3+50*12.9=4455人次/d,（2）交叉分类分析法,例5：依据现状OD调查统计出某规划市区的出行率如表1和表2所示，又知未来市区土地使用增长情况如表3所示，试预测该市区的未来出行量。,47,机电与控制工程学院,表1现状不同家庭类别的出行发生率,表3未来各交通分区的家庭组成及工作岗位情况,表2现状不同用地类型的出行吸引率,（3）增长率法,把现在的不同分区的发生、吸引交通量Ti与到预测时点的增长率相乘Fi，即,48,机电与控制工程学院,发生、吸引交通量增长率，通常可以用表示各交通小区活动的指标的增长率来表示。,（3）增长率法,49,机电与控制工程学院,式中：人口增长率汽车拥有数的增长率,（3）增长率法,例6：一个区域共有500户家庭，250户有1辆小汽车，另外250户没有小汽车。假设有汽车家庭出行发生率为6.0次/天，无汽车家庭为2.5次/天。假设未来所有家庭都有1辆小汽车，求规划年的出行发生量Ti。,50,机电与控制工程学院,解：该区域现在状出行量：t=250*2.5+250*6=2125次/天增长系数为：Fi=500/250=2.0该区域未来出行量：Ti=2*2125=4250次/天。,（4）回归分析法,基本思想：根据调查资料，建立交通产生或吸引与其主要影响因素之间的回归方程，并对方程中的系数进行标定。利用所建立的回归方程，通过对主要影响因素的预测，进而预测交通产生量或吸引量。,51,机电与控制工程学院,（4）回归分析法,一元线性回归：y=+x,52,机电与控制工程学院,式中：y因变量（交通产生量或交通吸引量）x自变量（即：分区人口、收入、车辆拥有量或各种用地面积）回归常数回归系数,（4）回归分析法一元线性回归,模型标定最小二乘法与数据拟和最好的线是该线与数据点的竖向差的平方和为最小的线。,53,机电与控制工程学院,（4）回归分析法一元线性回归,如国外某城市根据调查资料分析，得出居民出行产生量预测回归方程为：,54,机电与控制工程学院,其中X为私人小汽车拥有量。,（4）回归分析法一元线性回归,湛江市公交规划将规划范围划分为26个分区，每个分区的现状出行量与其出行人口之间的回归方程为：,55,机电与控制工程学院,其中X为分区人口数。,（4）回归分析法一元线性回归,例7：某城市经过调查