交通方式划分实用教案

1、概述概述(i sh)方式分担：一个出行与一种交通方式分担：一个出行与一种交通(jiotng)方式相方式相对应，一个地区的全部出行数中利用该种交通对应，一个地区的全部出行数中利用该种交通(jiotng)方式的人所占的比例。方式的人所占的比例。分担交通分担交通(jiotng)量：每个交通量：每个交通(jiotng)方式所方式所分担的量叫做该交通分担的量叫做该交通(jiotng)方式的分担交通方式的分担交通(jiotng)量。量。分担率：分担交通分担率：分担交通(jiotng)量在全部交通量在全部交通(jiotng)量中所站的比例叫做分担率（或选择量中所站的比例叫做分担率（或选择率）。率）。第1页/

2、共49页第一页，共50页。城市交通规划的方式城市交通规划的方式(fngsh)选择选择单独开车(ki ch)出行乘公共汽车出行乘地铁出行乘出租车出行骑自行车出行骑摩托车出行步行出行组合出行第2页/共49页第二页，共50页。1 1、研究背景、研究背景(bijng)(bijng)和意和意义义多模式(msh)城市交通城市(chngsh)轨道交通城市公共汽车出租汽车自行车私家车第3页/共49页第三页，共50页。综 合 运 输 规 划 的 方 式综 合 运 输 规 划 的 方 式(fngsh)选择选择公路运输铁路运输水运运输航空运输管道运输第4页/共49页第四页，共50页。客运运行速度(km/h)Co2排

3、放(g/人km)能 耗(千卡/人km)死亡人数(人/亿人km)运输能力(人/时单向)家庭轿车2344.6600 1.172200公共汽车1119.41540.0821.4-2.1万客轮3023.9-航空80030.2456-铁道30-200 4.785.50.0058.3万高速铁路200 5.6 0.08.3万地铁30-60 3770.0055.0-8.4万路面电车20-30 9-0.0050.5-1.4万新交通系统30 71190.0050.84-2.5万表1 各种交通(jiotng)方式的特性比较第5页/共49页第五页，共50页。3.34022.18.126.5地铁自行车公共汽车出租汽车私

4、人轿车第6页/共49页第六页，共50页。截至2007年5月26日，北京市机动车突破300万辆，机动化出行方式从38%提高到61%。小汽车在出行方式构成中所占比例由1986年的5%上升(shngshng)到2000年的23.2%，而公共交通方式份额由28%下降到26.5%。 第7页/共49页第七页，共50页。第8页/共49页第八页，共50页。“八五”期间道路（含公路）投资与公交（含地铁）投资的比例为7:3，“九五”期间这个(zh ge)比例达到8.2:1.8。 第9页/共49页第九页，共50页。北京市综合北京市综合(zngh)城市交通系统城市交通系统1 1、研究背景、研究背景(bijng)(bi

5、jng)和意和意义义公交公交(n jio)交通网络交通网络轨道交通网络轨道交通网络第10页/共49页第十页，共50页。自行车在城市自行车在城市(chngsh)公共交通系统中的重要性公共交通系统中的重要性居住地居住地公交车站公交车站地铁站地铁站工作工作(gngzu)地点地点公交公交(n jio)网络网络地铁网络地铁网络自行车出行自行车出行起点起点终点终点公交出行公交出行地铁出行地铁出行换乘1 1、研究背景和意义、研究背景和意义第11页/共49页第十一页，共50页。根据北京市政府公布的建设人文交通、科技交通、绿色交通行动计划根据北京市政府公布的建设人文交通、科技交通、绿色交通行动计划(2009到到

6、2015)，2015年北京市交通总体的出行格局年北京市交通总体的出行格局(gj)将变为公共交通占将变为公共交通占45%，小汽车出，小汽车出行占行占22%，出租车占，出租车占8%，而自行车要达到，而自行车要达到23%。 公共交通公共交通自行车自行车小汽车小汽车出租车出租车第12页/共49页第十二页，共50页。交通方式选择交通方式选择(xunz)的影响因素的影响因素一、交通特性一、交通特性上班、上学出行：汽车利用率低、公共交通利用率高。上班、上学出行：汽车利用率低、公共交通利用率高。出行目的：旅游、公务等，出租车。出行目的：旅游、公务等，出租车。出行距离：长距离，乘坐出行距离：长距离，乘坐(chn

7、 zu)轨道交通；短距离，自轨道交通；短距离，自行车出行。行车出行。二、交通服务水平二、交通服务水平时间、费用、等待时间、舒适性、安全性、可靠性等。时间、费用、等待时间、舒适性、安全性、可靠性等。第13页/共49页第十三页，共50页。三、个人属性三、个人属性职业职业(zhy)、年龄、性别、收入、驾照持有与否、汽车保有、年龄、性别、收入、驾照持有与否、汽车保有与否等等。与否等等。业务员、推销员汽车使用率高，业务员、推销员汽车使用率高，2040岁汽车利用率高，其岁汽车利用率高，其它年龄段公共汽车利用率高，男性比女性汽车利用率高，它年龄段公共汽车利用率高，男性比女性汽车利用率高，收入高汽车利用率高。

8、收入高汽车利用率高。四、家庭属性四、家庭属性 单身、夫妻、有否小孩、是否与老人同居。单身、夫妻、有否小孩、是否与老人同居。 老人、小孩上医院机会多老人、小孩上医院机会多汽车利用机会增多。汽车利用机会增多。五、其他因素五、其他因素第14页/共49页第十四页，共50页。出行距离 步行(bxng) 3km 自行车 5km 摩托车 8km 公共汽车 300km 轿车 500km货车 1000km、高附加值货物 水运(内河) 短途、捷径、观光 水运(近海、远洋)旅游、散货、低附加值货物。第15页/共49页第十五页，共50页。第16页/共49页第十六页，共50页。（1 1）区域模型：用以规划区域全体为对象

9、的变量说明交通方式选择特性的方法；（2 2）出行终端模型：将规划对象区域划分为若干个交通小区时，以交通小区的固有特性说明交通方式选择的方法；（3 3）ODOD对模型：针对各ODOD对的交通特性，给各ODOD对间的交通方式分配交通量的方法；（4 4）路径(ljng)(ljng)模型：依次考虑到达目的地的路径(ljng)(ljng)选择决定交通方式的方法。 交通方式交通方式(fngsh)(fngsh)划分模式划分模式第17页/共49页第十七页，共50页。交通(jiotng)方式划分的模式G 交通生成(shn chn) （Generation)D 交通分布 （Distribution)MS交通方式划

10、分（Mode Split)A 交通分配 （Assignment)G-MSDAGMSDAGD-MSAGDMSA第18页/共49页第十八页，共50页。根据交通方式选择特性进行分类(fn li)（1）一阶段分担率模型不分为固定阶层和选择阶层，而是一齐来考虑。（2）二阶段分担率模型分固定阶层和选择阶层，不考虑地区间的交通服务水平。第19页/共49页第十九页，共50页。OD交通量个人(grn)属性小 汽 车 利 用(lyng)者固定阶层交 通 手 段 选择(xunz)可能者公共交通利用者固定阶层小汽车利用者公共汽车利用者二阶段分担交通量预测框架二阶段分担交通量预测框架第20页/共49页第二十页，共50页

11、。根据方式选择的基本单位进行分类(1)集计模型以交通小区为单位将利用者的方式选择集计起来进行说明的模型。（2）非集计模型以个人为单位构造模型来确定各交通方式的选择概率，然后再将每个人的方式选择结果(ji gu)集计起来，预测分担交通量的模型。第21页/共49页第二十一页，共50页。根据方式选择步骤来分类（1）二者择一法 把交通方式的选择分为两步的方法（2）多项选择法用包含各种方式的选择率公式一次求出选择率的方法。方法简单，但正确(zhngqu)提取方式选择的要素十分困难。徒步，自行车徒步以外徒步自行车全 交 通方式个人运输工具公共运输工具汽车摩托车公共汽车铁路第22页/共49页第二十二页，共5

12、0页。交通方式划分交通方式划分(hu fn)模型模型线性模型(mxng)这是函数模型中最早开发出来的模型。它把影响交通(jiotng)方式分担的各种要素用线性函数的形式表示，从而推求交通(jiotng)方式分担率。不过，用这种方法求出的分担率Pi无法保证满足0Pi1。第23页/共49页第二十三页，共50页。LogitLogit模型模型(mxng)(mxng)OD对之间某种交通方式的分担率可以(ky)表示为：KiiiVVip1)exp()exp(mimmiXaV第24页/共49页第二十四页，共50页。imXmaKiViP式中的符号(fho)表示：第i种交通方式(fngsh)的交通分担率；：第i种

13、交通(jiotng)方式的效用函数；：交通方式的总数；：待定参数；：第i种交通方式的第k个属性值（时间、费用等）；第25页/共49页第二十五页，共50页。在Logit模型(mxng)中，满足：10iP1iiP在这个模型中，参数 是通过个人出行调查的结果(ji gu)标定的。ma第26页/共49页第二十六页，共50页。方式4方式1划分率1.00.0第27页/共49页第二十七页，共50页。参数参数(cnsh)标定标定设有N N 次观测，对于第n n 次观测中的交通方式k k ，其解释变量样本是 ， 是待定参数向量；方式的总效用是 。设第n n 次观测的结果为：出行者选择了方式k k ，可表达为 。

14、 kn),(kkVkcn极大似然估计法来估计参数 ，对于第n n 次观测，解释变量取值为 ，这种取值服从概率密度函数 Tnkn),()(nAf出行者已知 时选择方式 的概率为 ，由Logit选择模型，有 nnc),(ncnP第28页/共49页第二十八页，共50页。mVVncnmnmnknkneeP),(),(),(由数学中的概率论知，第 次观测出解释变量为 和方式 被选中的联合概率密度应为 nnnc)(),(),(nAncnnnfPcf第29页/共49页第二十九页，共50页。次观测结果的似然就是nNnnAncnfPL1)(), ,()(似然仅是 的函数，因为通过(tnggu)调查， 和 ， n

15、，均是已知样本。取对数，得nncNnnAncnfPL1)(ln),(ln)(ln令上式取极大，就可获得(hud)(hud)的 值。由于右边第二项不是 的函数，故在求极大问题时，可以去掉第二项。 第30页/共49页第三十页，共50页。例子例子(l zi)1设有一个方式(fngsh)(fngsh)选择问题，某O-DO-D之间有两种方式(fngsh)(fngsh)供出行者进行选择，令 和 分别为第一种方式(fngsh)(fngsh)与第二种方式(fngsh)(fngsh)的广义效用， 和 分别为两种方式(fngsh)(fngsh)的行驶时间，按照LogitLogit模型的定义有 1V2V1t2t11

16、tV22tV选择(xunz)概率为)(2112121111),(ttttteeeettP),(1),(211212ttPttP第31页/共49页第三十一页，共50页。通过四次调查，有关时间差和方式(fngsh)选择的样本值列于下表中，因此可构造问题的似然函数如下：21tt 观察次数样本值( )选择结果1-3.0方式12-0.50方式23-2.0方式24-1.0方式1)11ln()111ln()111ln()11ln()( ln25 . 03eeeeL简化(jinhu)似然函数得)1ln()1ln()1ln()1ln()( ln25 . 03eeeeL第32页/共49页第三十二页，共50页。)(

17、 logL1.02.03.04.05.01.00.0-1.0-2.0-3.0-4.0唯一极大点 1.44 第33页/共49页第三十三页，共50页。在仅有公共汽车和私人汽车两种交通方式的地区，假设有下述Logit交通方式选择模型，试用下表所示行驶(xngsh)时间和费用以及划分率，求出这两种交通方式的将来分布（OD）交通量。例子例子(l zi)2第34页/共49页第三十四页，共50页。CijBijBijVVVBijeeep，BCpp1 BijBijBijCdV CijCijCijCdV 其中:CijBijpp,分别为公共汽车和汽车的划分率。 CijBijdd,分别为公共汽车和汽车的利用时间。 C

18、ijBijCC,分别为公共汽车和汽车的费用。 、r 为标定系数。 第35页/共49页第三十五页，共50页。A现现状状 时间（公共汽车） 时间（汽车） Bijd 1 2 3 Cijd 1 2 3 1 50 110 130 1 30 80 100 2 100 120 120 2 80 70 110 3 140 160 70 3 100 110 30 费用（公共汽车） 费用（汽车） BijC 1 2 3 CijC 1 2 3 1 130 140 180 1 21 45 58 2 140 130 220 2 45 42 60 3 180 220 130 3 58 60 19 第36页/共49页第三十六

19、页，共50页。BijPCijP12310.2730.2650.25320.2820.2480.25530.2390.1920.24412310.7270.7350.74720.7180.7520.74530.7610.8080.756划分(hu fn)率（公共汽车）划分(hu fn)率（汽车）现状(xinzhung)第37页/共49页第三十七页，共50页。B将将来来 时间（公共汽车） 时间（汽车） Bijd 1 2 3 Cijd 1 2 3 1 50 100 120 1 30 80 100 2 100 90 130 2 80 70 110 3 120 130 50 3 100 110 30 费

20、用（公共汽车） 费用（汽车） BijC 1 2 3 CijC 1 2 3 1 160 170 220 1 26 56 73 2 170 160 280 2 56 52 75 3 220 280 160 3 73 75 24 第38页/共49页第三十八页，共50页。OD123Oi117.7816.304.2838.36216.4663.0912.1291.6733.9511.0821.4436.46Dj38.1990.4737.83166.50将来(jingli)OD分布表第39页/共49页第三十九页，共50页。解：（1）利用(lyng)现状数据确定参数值BijBijBijCdVCijCijCi

21、jCdVCARijBUSijBUSijBUSijVVVp（） expexpexpCARijBUSijCARijCARijVVVp（） expexpexp第40页/共49页第四十页，共50页。回归(hugu)得出：= -0.0796; = -0.00387; =0.390BUSijCARijBUSijCARijBUSijCARijccttpp)/ln(BUSijCARijBUSijCARijBUSijCARijBUSijCARijBUSijCARijccttVVVVppexp)exp()exp()exp(21xxy第41页/共49页第四十一页，共50页。（2）利用， 和给定的将来行程时间和费用值

22、，计算将来的交通(jiotng)方式划分率BijBijBijCdVCijCijCijCdV将来的时间和费用第42页/共49页第四十二页，共50页。1231-0.46-0.94-1.042-0.86-0.78-1.143-1.04-1.14-0.4612310.14-0.27-0.432-0.27-0.19-0.523-0.43-0.520.14公共汽车(gnggngqch)的效应值汽车(qch)的效应值将来(jingli)CijVBUSijCARijpp 1CARijvBUSijvBUSijveeeBUSijpBijV第43页/共49页第四十三页，共50页。12310.3540.3380.35320.3560.3560.34830.3530.3480.35412310.6460.6620.64720.6440.6440.65230.6470.6520.646公共汽车(gnggngqch)的划分率汽车(qch)的划分率将来(jingli)CijpBijp第44页/共49页第四十四页，共50页。（3）利用(lyng)将来的