货运交通模型

货运交通模型：

最新研究进展与实例周江评交通规划与政策助理教授美国爱荷华州立大学概览什么是模型，为什么需要模型？什么是好模型？什么是好的货运交通模型？最新货运交通模型研究进展案例研究：如何搭建区域性交通模型？问与答什么是模型，为什么需要模型？

什么是好模型？

什么是模型简化了的现实世界协助了解现实世界的变化及其影响因素模型有假设，以协助简化模型需明晰的时空边界模型具一定的适用性，即一个模型不能放诸四海皆准为什么需要模型？提供多方交互、协商的统一背景材料促进系统思维、定量思维能对复杂的现实世界变化进行预测能对不同政策效果的敏感性进行分析，即进行场景分析可得到横向比较的指标，如交通拥挤指数什么是好模型？有助于回答所研究的问题假设清晰，对现实世界合理简化把握现实世界的主要要素时空边界明确可重复性、可验证性可拓展性方便不同人群使用什么是好的货运交通模型？

什么是好的货运交通模型？(Hedges)模型“考虑行为模式的”，意思是说，模型可预测特定交通需求关系及反映需求的决定因素。模型应该是“多模式的”，并且可以处理多种交通模式。模型同时考虑客运和货运交通。什么是好的货运交通模型？(续)模型应该是“动态的”，即模型可以很快地对政策的改变进行回应。模型应该具有“普遍适用性”，即，模型对于在“地理、人口、经济和交通系统等方面”有可比性的地方，可以跨地方进行应用。什么是好的货运交通模型？(Fisher等)具有地理环境针对性：提供政策决定者感兴趣的、不同地理单元级别的货运汽车出行信息。数据驱动性：建模所需数据的成本要在可以接受的范围之内。预测工具：尽量多地整合现有模型和已知的预测方法。什么是好的货运交通模型？(Fisher等)多模式。与Hedge提出的观点类似。创新。与Hedge提出的“考虑行为模式的”观点类似。综合。与Hedge提出的“同时性”观点一致。最新货运交通模型研究进展各国货物运输模型尚处于初步开发阶段模型分类尚无一致标准本演讲里分类：·增长因子和出发地/目的地综合模型·基于货物的模型·基于出行方式和交通工具的模型·基于出行链的模型·物流及供应链模型增长因子模型第一种方法在利用预测的个人交通出行O/D表作为交通模型输入数据前，通过倍增的方法扩大了该预测，使其可以应用于货运出行。第二种方法则推迟货运汽车出行和货物流量分析过程，直到区域出行需求模型获得路段水平下的客运交通方式出行数量为止。增长因子模型(续)FTi=PTi*Mi其中，FTi

为PCE计量的货运汽车出行或是货物流量，i是区域交通网络的一个路段；PTi为PCE计量的客运交通方式出行，i是区域交通网络的一个路段；Mi为路段水平的校准因子，在给定区域内，对于所有路段来说，Mi可以针对某一路段确定的，也可以普遍适用于所有路段。增长因子模型(续)FTn=FTb*(1+α)n,其中FTn为自基准年起，n年间的货运出行；FTb为基准年货运出行；α为预测及校准的增长因子，对于第一类方法，预测α的所需的最少数据为两个不同年份的货运出行，T1和T2，α可以通过公式α=(T2/T1)1/Y2-Y1得出，其中Y1为T1相对的年份；Y2为T2数据获得的相应年份，且Y2>Y1.

对于第二类方法来说，α的确定方式与第一类相同，但是T2和T1由I2和I1代替，其中I可以是几种指标，如总就业人数，总国内生产总值或是研究区域的总人口数量。出发地/目的地综合(反推)模型12311010025203120240流量分配的逆运算出发地/目的地综合(反推)模型(续)使用TransCAD，输入数据：网络文件带路段观测流量路网文件历史OD矩阵估算方法（多选一，一般选用户平衡或者随机用户平衡）迭代次数、收缩水平OD反推之后可以根据分配的交通量跟已知交通量进行比较分析以确定反推结果出发地/目的地综合(反推)模型(续)步骤：Chapter14,TransCADUser’sGuide案例：

基于货物的模型基于货物的模型-几点注意事项机场、港口、货场和铁路站点需特别处理家庭产生的货运量需考虑主要进出研究区域的出入口需考虑货物是否要考虑细分(美国、加拿大在做大型货运调查、经济普查已分类）不同类型货物是否需要特别处理，如重力模型的参数，车辆荷载系数货运模型里使用的重力模型表达式如下：其中，Oijk为从TAZi移动到TAZj的商品k总量，以吨记；Oik为TAZi上的商品k生产总量，以吨记；Djk为TAZi中吸引商品k的吸引物，以吨记；dij为TAZi到TAZj的阻抗，可为运输时间，运输成本或距离；b为根据经验数据确定的校准常数，不同的货物有不同的b值。不同目的地、地点、

不同模式的货物信息基于货物的模型：洛杉矶基于出行方式和交通工具的模型与基于货物的模型类似，但直接以PCE为单位基于出行链的模型

出行链(tour):一系列连续的出行，这些出行由几个中间站连接，并且由同一辆交通工具产生，通常出行链是为了满足商业需求。基于出行链的模型(续)不同货车类型的不同出行链政府和非盈利组织用车运输和装卸公司车辆快递公司、大型企事业单位车队基于出行链的模型(续)基于出行链的模型(续)如何考虑不同TAZ成为中间站点的可能性？基于出行链的模型(续)如何考虑效用？其中，

ASC为任意给定的出行链目的和交通方式类型的可替代常数；各类分别为针对交通工具类型和出行链目的而言的常数，同时针对土地利用类型、出行链产生分区（出行链基地所处的地方）、及机构的不同而不同。ASC及两类可达性指标的值可以通过当地商业运输调查数据计算得到的两类可达性指标。Θ为常数，和地块性质，出行目的、车类种类、企业性质等有关基于出行链的模型(实例)物流链模型物流链模型的四步法第一步通过调查全部各行业生产者、配送者及零售者来确定供应链框架下应该研究的货物运输对象。一方面，供应链这一概念在某些行业应用得更好。另一方面，供应链框架下，不同行业间支持货物运输研究的可行性、成本、质量和数据可靠性会各有不同。因此，单单利用供应链框架去机械地模拟各行业货运运输是不恰当的。第二步是确定各行业供应链的关键节点并量化任意两节点间的货物流量。这些节点一般为生产者、分送者和零售者使用的相关设施，如仓库、货运终端和超市等。I/O模型及商品金融业务数据可以用来估计每个节点产生或吸引的货物流量。物流链模型的四步法(续)第三步将第二步获得的货物流量在节点水平上进行模式选择。这一步也会根据货物种类或行业类型，利用简化版本的供应链模拟节点间的货物流量规模和频率。第四步根据货运交通不同模式的抽象网络，将第三步得到的各模式货运流量进行分配。通常情况下，只考虑货运汽车模式产生的货运流量，因为就城市和地区而言，汽车货运占主导地位。实例：

利用投入产出模型搭建

的洛杉矶货运交通模型

（基于货物的模型与

物流链模型的混合物）洛杉矶概况南加州六个县（以洛杉矶县为最出名），36000平方英里，约1900万人口5个机场，2个主要港口，12个跨区域的出入点今后20年，人口可能再增加数百万——增加一个芝加哥的人口3191个交通小区洛杉矶交通网络图模型考虑的货运出行内部小区之间3191*3191内部小区到区域外部3191*12区域外部到小区12*3191过境货运交通12*12总体框架投入/产出表区域就业聚类货运产生和吸引小区水平的货运美元，工作岗位

机场货运水运过境和出入口小区相连换算为恰当的产业，美元/吨数字区内、跨区聚合得到区域总数进入交通模型区内跨区补充调查如何得到货运产生、吸引校核第三方校验主要数据来源项目来源评论投入产出MIG,IncIMPLAN,commerciallyavailable,updatedannually,reliable分小区的就业SCAG2000pointdataEmptotals<IMPLAN;adjusttoIMPLAN;updatedinfrequently水运WCUSDataareavailableonlineandupdatedannually航空货运LAXFlowsbysectoronlyforLAX陆路卡车一头在外运输SCAGtrucksurveys“one-shot”surveys铁路ITMSDatanotreliable准备数据中的主要挑战数据来源多样，货物分类不统一（最后需要设计换算体系，统一转化为29类）数据更新速度不一，非同一年份数据格式多元化……对策：人工+数据库+定制程序处理数据数据处理全流程一览其它挑战从交易的美元转化到工作岗位（含机场、港口、陆路出入口的虚拟工作岗位）从吨数到货车数的转化从货车数到当量小汽车的转化缺乏第三方总量控制或校核数据，如日均道路上的总卡车数大量数据是1年的数据，转换到天，到高峰时段需要作其它调研核查线早高峰分配结果校验早高峰分配结果校验模型拓展：情境分析洛杉矶港口进出口货运量（按钱估算）减少25%洛杉矶对外货运中，铁路份额（按吨估算）增加25%洛杉矶港口实施高峰小时拥堵收费港口货运量减少25%

洛杉矶港口进出口货运量减少25%

铁路份额增25%港口高峰小时拥堵收费高峰时段进入港口的货车收取45美元OD计算在本模型外完成，主要假设货车的时间价值47美远/小时价格弹性-0.84一般性运营成本1.10美远/英里OD再计算的主要公式：流量变化OD再计算的主要公式：价格变化港口高峰小时拥堵收费模型的云计算、用户界面开发模型的云计算、用户界面开发References

Fischer,M.,etal.,InnovativeFrameworkforModelingFreightTransportationinLosAngelesCounty,California.TransportationResearchRecord.2005,1906(1):105-112.Hedges,C.A.,Demandforecastinganddevelopmentofaframeworkforevaluationofurbancommodityflow:Sta