交通规划课件 第4章 交通需求分析

第四章交通需求分析1.交通生成分析2.交通分布分析3.交通方式划分4.OD矩阵分析5.

实验作业：交通分布预测基本输入要求基本计算原理基本操作过程TranStar交通需求分析模块交通需求分析是根据交通系统及其他影响交通系统发展的外部系统，分析交通系统需求产生、发展与分布的技术。对交通系统发展规律的预见；在现有条件下对交通需求发展的有效引导和控制。通过选取自变量和因变量，借助数学工具描述交通需求变化的规律，建立影响因素与交通系统的关系模型，进而分析交通需求量、交通分布等技术指标，为交通规划、建设、管控等提供决策性依据。交通需求分析TranStar交通需求分析模块传统的交通需求预测四阶段模型具有强大的

交通需求分析与预测功能。1.交通生成分析交通生成分析交通生成分析是城市交通需求预测的第一阶段，是进行交通需求分析与预测工作的基础，交通生成分析结果的精确与否将直接影响交通需求分析的结果。

交通生成分析的任务确定所分析城市的交通需求总量；分析各个交通小区的发生与吸引量。TranStar交通生成分析方法（根据对象分类）

常住人口出行发生吸引量预测

客运需求量

流动人口出行发生吸引量预测客运需求量货运交通发生吸引量预测

货运需求量常住人口出行发生吸引量分析流动人口出行发生吸引量分析货物运输发生吸引量分析基本输入输出要求1.交通生成分析常住人口发生吸引量分析常住人口所产生的出行需求是城市居民出行需求中最主要部分。常住人口出行发生吸引量分析包括4个部分：（1）基于小区人口分析（2）基于出行目的分析（3）基于职业结构分析（4）基于土地利用分析最终常住人口发生吸引量：由这4种分析结果综合加权得到。⑴.常住人口发生吸引量分析1.交通生成分析输入文件

交通小区常住人口信息TripPopulation.txt输出文件交通小区常住人口出行发生量（万人次）TripGResiPopu.tsd交通小区常住人口出行吸引量（万人次）TripAResiPopu.tsd基本原理采用原单位法，根据交通小区常住人口与常住人口日均总出行次数进行预测，在此基础上对发生吸引量进行平衡，最后分配到各交通小区中。1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（1）基于小区人口分析

1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（1）基于小区人口分析

1.交通生成分析（1）基于小区人口分析⑴.常住人口发生吸引量分析输入文件

输出文件交通小区常住人口出行发生量（万人次）

TripGResiPurp.tsd交通小区常住人口出行吸引量（万人次）

TripAResiPurp.tsd基本原理采用原单位法，在此基础上对发生吸引量进行平衡，最后分配到各交通小区中。交通小区常住人口信息出行目的结构信息TripPopulation.txtTripPuse.txt1.交通生成分析（2）基于出行目的分析⑴.常住人口发生吸引量分析基于出行目的结构预测出行发生吸引量公式如下：1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（2）基于出行目的分析

1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（2）基于出行目的分析输出文件

交通小区常住人口出行发生量（万人次）

TripGResiProstru.tsd

交通小区常住人口出行吸引量（万人次）

TripAResiProstru.tsd基本原理采用原单位法，在此基础上对发生吸引量进行平衡，最后分配到各交通小区中。输入文件交通小区常住人口信息城市居民职业结构信息TripPopulation.txtTripJob.txt1.交通生成分析（3）基于职业结构分析⑴.常住人口发生吸引量分析基于职业结构预测出行发生吸引量公式如下：1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（3）基于职业结构分析

1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（3）基于职业结构分析输入文件输出文件交通小区常住人口出行发生量（万人次）TripGResiPurp.tsd/TripGResiProstru.tsd交通小区常住人口出行吸引量（万人次）TripAResiPurp.tsd/TripAResiProstru.tsd基本原理根据交通小区各类用地面积和权重，按照一定规则将出行总量分配至各交通小区，在此基础上对发生吸引量进行平衡，最后分配到各交通小区中。交通小区常住人口信息出行目的结构信息交通小区土地利用信息土地类型利用强度信息交通小区区位权重信息TripPopulation.txtTripPuse.txtLanduse.txtLanduseStrength.txtLandZoneWeight.txt1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（4）基于土地利用分析

1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（4）基于土地利用分析基于交通小区土地利用类型预测出行发生吸引量，公式如下：

1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析（4）基于土地利用分析预测结果综合加权输入文件输出文件交通小区常住人口出行发生量（万人次）TripGResiComp.tsd交通小区常住人口出行吸引量（万人次）

TripAResiComp.tsd基于小区人口分析

基于出行目的分析基于职业结构分析

基于土地利用分析TripGResiPopu.tsdTripAResiPopu.tsdTripGResiPurp.tsdTripAResiPurp.tsdTripGResiProstru.tsdTripAResiProstru.tsdTripGResiLanduse.tsdTripAResiLanduse.tsd1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析预测结果综合加权基本原理综合考虑4类影响因素，确定各影响因素的权重，对发生吸引量进行加权平均平衡，最后分配到各交通小区中。1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析601525001015操作过程——“交通需求分析”节点，“交通生成分析”子节点，“常住人口出行发生吸引量”模块

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认常住人口发生吸引量运行特征参数；TranStar运行“常住人口出行发生吸引量运算”程序；得到输出文件，完成常住人口出行发生吸引量分析。1.交通生成分析⑴.常住人口发生吸引量分析⑵.流动人口发生吸引量分析1.交通生成分析输入文件交通小区流动人口信息TripPopulationFloat.txt交通区与路网节点对照表Chnn.txt输出文件交通小区流动人口出行发生量（万人次）TripGFloPopu.tsd交通小区流动人口出行吸引量（万人次）TripAFloPopu.tsd基本原理采用原单位法，根据交通小区流动人口数量与流动人口出行次数进行预测。

输入文件居住用地货运量信息LanduseResidential.txt工业用地货运量信息LanduseIndustrial.txt商业用地货运量信息LanduseCommercial.txt交通设施用地货运量信息LanduseTraffic.txt物流仓储用地货运量信息LanduseLogistics.txt输出文件交通小区货物运输发生量（万人次）TripGFreight.tsd交通小区货物运输吸引量（万人次）TripAFreight.tsd⑶.货物运输发生吸引量分析1.交通生成分析基本原理货物运输发生吸引量分析通过以下3个步骤完成：步骤一：假定货运发生量（吸引量）与用地面积和实际货运发生率（吸引率）之间有如下关系：货运量={用地面积，实际货运发生率（吸引率）}，且假定自变量与因变量之间呈线性关系：⑶.货物运输发生吸引量分析1.交通生成分析

⑶.货物运输发生吸引量分析1.交通生成分析1.交通生成分析客运需求量货运需求量2.交通分布分析交通分布分析交通分布预测是城市交通需求预测的第二阶段：在城市交通需求预测中，不同交通方式的出行量均需要进行交通分布预测；不同交通方式的分布预测，采用的方法一致：通过估计交通生成总量随阻抗相关信息（出行距离、出行时间等）的变化分析；分布模型所依据的交通阻抗及模型参数完全不一样。TranStar交通分布分析方法双约束重力模型平均增长模型

2.交通分布分析输入文件交通网络最短路权矩阵MatrixDist.tsd区内出行距离矩阵InsDistance.tsd交通小区常住人口出行发生量TripGResiComp.tsd交通小区常住人口出行吸引量TripAResiComp.tsd输出文件O-D分布矩阵Distribution.tsd⑴.双约束重力模型2.交通分布分析双约束重力模型分布预测

⑴.双约束重力模型2.交通分布分析

双约束重力模型分布预测操作过程——“交通需求分析”节点，“交通分布分析”子节点，“双约束重力模型法”模块

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认双约束重力模型交通分布预测运行特征参数；TranStar运行“双约束重力模型法分布”程序；得到输出文件，完成双约束重力模型分布预测。⑴.双约束重力模型2.交通分布分析双约束重力模型分布预测需先标定模型参数输入文件初始O-D矩阵【可以是局部的】OLD_OD.txt交通网络最短路权矩阵 MatrixDist.tsd区内出行距离文件

InsDistance.tsd输出文件重力模型参数估计范围值

ZLMXCS.txt数据格式说明：第1列为模型参数值，第2列为模型参数值对应的平均行程

时间相对误差。⑴.双约束重力模型2.交通分布分析双约束重力模型参数标定

⑴.双约束重力模型2.交通分布分析双约束重力模型参数标定

操作过程——“交通需求分析”节点，“交通分布分析”子节点，“重力模型参数标定”模块

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认双约束重力模型参数标定运行特征参数；TranStar运行“双约束重力模型参数标定”程序；得到输出文件，完成双约束重力模型参数标定。⑴.双约束重力模型2.交通分布分析常用模型①FRATAR模型交通分布预测

②Furness模型交通分布预测③Detroit模型交通分布预测

④平均增长率模型交通分布预测输入文件初始O-D矩阵【不同于重力模型】

OLD_OD.txt交通小区常住人口出行发生量

TripGResiComp.tsd交通小区常住人口出行吸引量

TripAResiComp.tsd输出文件O-D分布矩阵

Distribution.tsd⑵.平均增长模型2.交通分布分析基本输入⑵.平均增长模型2.交通分布分析参见：软件界面的交通需求分析交通分布分析的参数设置操作过程——“交通需求分析”节点，“交通分布分析”子节点，选择平均增长模型

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认交通分布预测运行特征参数；TranStar运行程序；得到输出文件，完成交通分布预测。⑵.平均增长模型2.交通分布分析重力模型适合于新开发城市（城区）的交通分布预测，对老城区的交通分布分析不精确。增长模型适合于老城区更新规划的交通分布预测，对新开发城市（城区）的交通需求快速增长不精确。我国大多数城市的交通规划，交既有新城区开发，又有老城区更新，交通分布分析需要多种方法综合运用。发明专利：一种结合重力模型与Fratar模型的交通分布组合分析方法设重力模型参数=1，①用重力模型分析OD1，②以OD1为初始OD用FRATAT模型分析OD2，③用OD2标定重力参数R，④返回①，反复迭代至R收敛计算。⑤用重力模型分析OD矩阵。

⑶.重力-增长组合模型2.交通分布分析3.交通方式分析居民以什么样的交通方式完成从一个交通区到另一个交通区的出行。3.交通方式分析基于城市居民出行距离分布规律与各交通方式优势运输距离内在规律的交通需求分布预测，是理想的交通结构优化。在有限目标下的交通方式分布。如既定目标：公交出行比例提升至25%、小汽车出行比例降低至10%以下，….。短距离

ShortDistance中距离

Mid-distance长距离

LongDistance基本原理Percentage步行Walk自行车Bicycle普通公交Bus有轨电车Tram地铁轻轨MetroLightRail小汽车Car城市居民出行距离分布TravelDistanceDistribution各方式优势出行距离

BestTransportDistanceofModes

中小城市特大城市大城市特大城市优化组合OptimizedCombination3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析各交通方式的最佳出行分担率模型TripModalSplitModel交通模式Mode小汽车Car普通公交Bus自行车Bicycle步行Walk轨道交通RailLightRail:A=4,B=1Metro:A=1,B=4参数变化范围Range标定值Value参数PARM通过对具体城市的出行距离分布密度函数及各交通方式优势出行距离的标定，可建立具体城市的各交通方式居民出行分担率模型。无出行距离分布数据时，可用下列模型分析各交通方式出行分担率。基本原理3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析

输入文件居民出行距离文件（米）Distance.txt全方式居民出行OD矩阵Distribution.tsd交通网络最短路权矩阵

MatrixDist.tsd

输出文件每档距离内的出行次数和频率DisStatistics.txt出行距离函数标定的结果DistancePara.txt操作过程居民出行距离分布函数标定3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析■基本原理——居民出行距离函数标定三步骤：步骤一：使用出行距离文件进行标定。基于统计学原理，输入出行距离并按照升序排列；设定一定距离划分档位（案例中使用500米为划分档位）；对该档位内的出行次数和频率进行统计。步骤二：使用居民出行OD矩阵进行标定。读取出行OD矩阵及小区间最短路矩阵；设定一定的距离划分档位，将最短路数据划分入合适的档位内；将该小区间OD量叠加即可得到出行次数及频率。步骤三：采用最小二乘法的固定形式对统计结果进行拟合。3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析居民出行距离分布函数标定

输入文件居民出行距离文件（米）Distance.txt全方式居民出行OD矩阵Distribution.tsd交通网络最短路权矩阵MatrixDist.tsd操作过程输出文件各交通方式优势出行距离拟合函数DisTribuPara.txt各方式优势出行距离函数标定■3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析步骤一：构建各交通方式用户出行费用消耗模型，从用户的角度，考虑选择一种交通方式需要的费用，并用人均单位出行时间价值将出行时间成本归一化。交通模式出行费用消耗模型步行自行车小汽车常规公交轨道交通3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析各方式优势出行距离函数标定优势出行距离函数标定三？五步骤：步骤二：构造交通方式的效用函数与出行费用消耗函数互为倒数。步骤三：考虑出行者体力的限制，对各出行方式的效用函数进行修正。步骤四：各交通方式在同一距离下的概率密度函数表示如下（公式中的上标表示考虑体力修正后的出行效用函数）。步骤五：采用最小二乘法的固定形式对统计结果进行拟合。

3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析各方式优势出行距离函数标定优势出行距离函数标定三？五步骤：由此概率密度函数可以得到各交通方式的出行距离概率密度曲线步骤五：采用最小二乘法的固定形式对统计结果进行拟合。3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析各方式优势出行距离函数标定优势出行距离函数标定三？五步骤：基于出行距离和方式优势的OD矩阵分析3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析操作过程“交通需求分析”-“交通分布分析”-“基于出行距离和方式优势的OD分析”

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认基于出行距离的出行方式选择预测运行特征参数；TranStar运行程序；得到输出文件，完成交通出行方式选择预测。基于出行距离和方式优势的OD矩阵分析■3.交通方式分析

⑴.基于出行距离与方式优势的交通方式分析3.交通方式分析

⑵.基于方式结构目标值的OD分析在城市交通规划与管理的不同发展阶段，相关部门往往会制定城市交通结构的控制目标，以满足国家相关发展政策，如：城市交通畅通工程：（2000年制定的交通发展政策）限制发展摩托车、总量控制出租车、合理引导自行车、大力发展公交车、理性使用小汽车公交都市建设计划：大城市公交出行比例不小于50%城市体检交通指标：慢行交通出行比例达到合理规模往往会制定一个未来居民出行结构目标分担率城市目标分担率是在城市规划时设定的，力求城市在发展中逐渐达到的一种目标值。需要基于目标分担率，反推各交通方式的OD矩阵。3.交通方式分析

⑵.基于方式结构目标值的OD分析操作过程“交通需求分析”——“交通分布分析”——“基于方式结构目标值的OD分析”

（注意：该模块可以在系统中集成运行，也可以单独运行）确认基于方式结构目标值的出行方式选择预测运行特征参数；TranStar运行程序；得到输出文件，完成交通出行方式选择预测。3.交通方式分析

⑵.基于方式结构目标值的OD分析4.OD矩阵分析OD矩阵分析的目的服务于交通需求预测“四阶段模型”中的第四阶段“交通分配”对前三阶段分析获得的居民出行OD矩阵进行整理、转换为交通工具OD矩阵，以满足“交通分配”对OD矩阵的要求重点考虑：时段系数、标准车当量数、载客人数、载货吨数等【在参数设置表中确认】交通管理措施对OD矩阵的影响。TranStar交通方式分析方法机动车客运交通OD矩阵分析机动车货运交通OD矩阵分析非机动车交通OD矩阵分析公共交通乘客OD矩阵分析交通管控措施下的OD矩阵修正OD矩阵的合并OD矩阵的拆分将交通方式与交通分布分析中获得的OD矩阵（全日OD量、以人次数、吨数为单位）转换成道路网络交通分配的高峰小时标准小汽车当量OD矩阵、公交乘客OD矩阵。根据交通方案的分析要求，对OD矩阵进行必要的修正、合并与拆分运算。4.OD矩阵分析OD矩阵分析的目的输入文件小汽车交通需求OD矩阵DistribCar.tsd出租车交通需求OD矩阵DistribTax.tsd摩托车交通需求OD矩阵DistribMot.tsd常规公交交通需求OD矩阵DistribBus.tsd操作过程

输出文件小汽车OD矩阵ODCar.tsd出租车OD矩阵ODTaxi.tsd摩托车OD矩阵ODMotor.tsd常规公交OD矩阵ODBus.tsd

⑴.机动车客运交通OD矩阵分析4.OD矩阵分析输入文件大中货车交通需求OD矩阵DistribTruck.tsd小型货车交通需求OD矩阵DistribTruCar.tsd操作过程

输出文件大中货车OD矩阵ODTruck.tsd小型货车OD矩阵ODTruCar.tsd

⑵.机动车货运交通OD矩阵分析4.OD矩阵分析输入文件步行交通需求OD矩阵DistribWalk.tsd自行车交通需求OD矩阵 DistribBic.tsd操作过程

输出文件步行交通OD矩阵ODWalk.tsd自行车交通OD矩阵ODBic.tsd

⑶.慢行交通OD矩阵分析4.OD矩阵分析输入文件常规公交交通需求OD矩阵

DistribBus.tsd轨道交通需求OD矩阵

DistribSub.tsd操作过程

输出文件地面公交乘客OD矩阵

ODBusPsgr.tsd轨道交通乘客OD矩阵

ODSubPsgr.tsd公共交通乘客OD矩阵

ODPublicPsgr.tsd

⑷.公共交通乘客OD矩阵分析4.OD矩阵分析TranStar可实现禁行、限号、拥堵收费三种城市交通管控措施对OD矩阵的影响修正，程序的具体执行顺序为：先禁行管理、再拥堵收费管理、最后限号管理。对于某种出行方式，将转移OD量按照同一OD对出行量的比例转移到其他方式的OD矩阵上，并将原OD矩阵折减上述转移OD量。

⑸.交通管控措施下的OD矩阵修正4.OD矩阵分析输入文件步行交通OD矩阵ODWalk.tsd自行车交通OD矩阵ODBic.tsd小汽车OD矩阵ODCar.tsd出租车OD矩阵ODTaxi.tsd摩托车OD矩阵O