1交通运输规划简介.pdf

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1、交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划简介信息技术研究室信息技术研究室交通部科学研究院交通部科学研究院2009年年8月月交通部交通部科学科学研究院研究院学习目标学习目标本课程的目的本课程的目的是让参与者了解基是让参与者了解基于城市交通运输模于城市交通运输模型系统（型系统（UTMSUTMS）的的交通运输模型的基交通运输模型的基本知识。本知识。土地利用模型土地利用模型出行发生出行发生出行分布出行分布方式分担方式分担交通分配交通分配城市交通运输模型系统（城市交通运输模型系统（UTMS）交通部交通部科学科学研究院研究院主要内容主要内容 背景背景 交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行发

2、生出行发生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院背景背景 国民经济的持续高速发展国民经济的持续高速发展 城市化进程加快城市化进程加快 机动车保有量的迅猛增加机动车保有量的迅猛增加交通运输规划的必要性交通运输规划的必要性交通部交通部科学科学研究院研究院背景背景 从城市规划、土地利用的角度，避免城市人口从城市规划、土地利用的角度，避免城市人口、城市功能过度集中，造成交通总需求超过城、城市功能过度集中，造成交通总需求超过城市的交通容量极限，避免城市商务区土地利用市的交通容量极限，避免城市商务区土地利用强度过大而使城市交通问题无法解决强度过大而使城市交通

3、问题无法解决 从交通结构的角度，采取各种有效措施优先发从交通结构的角度，采取各种有效措施优先发展公共交通，形成以公共交通为骨干的快速运展公共交通，形成以公共交通为骨干的快速运输系统，合理地利用城市有限的土地资源和交输系统，合理地利用城市有限的土地资源和交通设施通设施解决方法解决方法交通部交通部科学科学研究院研究院背景背景 通过提高路网容量，通过实现城市交通的科学通过提高路网容量，通过实现城市交通的科学化、现代化管理等措施，充分有效地利用现有化、现代化管理等措施，充分有效地利用现有道路网，使现有的道路交通基础设施发挥最大道路网，使现有的道路交通基础设施发挥最大作用作用解决方法解决方法交通部交通部

4、科学科学研究院研究院背景背景 为决策过程提供帮助为决策过程提供帮助 项目经济评价项目经济评价 政策评价政策评价 项目影响项目影响 设计目的设计目的交通运输规划的目的交通运输规划的目的交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 收集现状基础数据，包括：收集现状基础数据，包括：现状土地利用及相关数据现状土地利用及相关数据现状人口数据现状人口数据现状交通运输系统状况现状交通运输系统状况现状出行情况现状出行情况现状政府机构相关的目标、政策及战略现状政府机构相关的目标、政策及战略现状存在的问题和关心的问题现状存在的问题和关心的问题目前的资源状况和资金水平目前的资源状况和资金水平基本过程基本

5、过程交通部交通部科学科学研究院研究院 估计未来出行，包括由于未来土地开发利估计未来出行，包括由于未来土地开发利用产生的新的出行以及居民出行方式的变用产生的新的出行以及居民出行方式的变化产生的出行变化化产生的出行变化 估计目前和未来交通运输系统的性能，比估计目前和未来交通运输系统的性能，比较预期达到的和可接受的性能标准来确定较预期达到的和可接受的性能标准来确定目前和未来交通运输系统的目前和未来交通运输系统的不足不足交通运输规划交通运输规划基本过程基本过程交通部交通部科学科学研究院研究院 为克服目前及未来交通运输系统的不足，为克服目前及未来交通运输系统的不足，提提出并评估出并评估可供选择的交通运输

6、系统管理战略可供选择的交通运输系统管理战略以适应长期发展战略，并考虑未来资金需求以适应长期发展战略，并考虑未来资金需求交通运输规划交通运输规划基本过程基本过程交通部交通部科学科学研究院研究院 完成对某一通道或某一局部区域的规划研完成对某一通道或某一局部区域的规划研究，以便在保护土地和区域未来发展需要究，以便在保护土地和区域未来发展需要的基础上进一步形成更详细的建议和实施的基础上进一步形成更详细的建议和实施序列。序列。在长期发展战略、目前资金预算及计划实在长期发展战略、目前资金预算及计划实施的总框架下制定一个短期的行动方案施的总框架下制定一个短期的行动方案 监督并回顾交通运输系统性能监督并回顾交

7、通运输系统性能交通运输规划交通运输规划基本过程基本过程交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 概略规划模型概略规划模型 城市交通规划系统四阶段需求模型城市交通规划系统四阶段需求模型 多选择同步模型多选择同步模型 交通分配模型交通分配模型规划模型规划模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 出行发生出行发生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配四阶段需求模型四阶段需求模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划土地利用土地利用出行发生出行发生出行分布出行分布ijijTij基本交通运输模型基本交通运输模型交通部交通部科学科学研究

8、院研究院交通运输规划交通运输规划交通分配交通分配方式选择方式选择ijTijm1Tijm2ij基本交通运输模型基本交通运输模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行发生出行发生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院土地利用土地利用 为什么我们需要土地利用模型为什么我们需要土地利用模型 我们怎么模型化土地利用我们怎么模型化土地利用交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输与土地利用相互联系、相互影响，交通交通运输与土地利用相互联系、相互影响，交通运输发展与土地利用相互促进。从交通运输规划运输发展与土地利用相互促

9、进。从交通运输规划的角度来说，不同的土地利用形式，决定了出行的角度来说，不同的土地利用形式，决定了出行发生量和出行吸引量，决定了出行分布形态，在发生量和出行吸引量，决定了出行分布形态，在一定程度上决定了交通运输结构。一定程度上决定了交通运输结构。土地利用土地利用为什么我们需要土地利用模型为什么我们需要土地利用模型交通部交通部科学科学研究院研究院土地利用土地利用 居民区居民区 商业区商业区中心商业区中心商业区普通商业区普通商业区 工业区工业区 公共用地公共用地基本分类基本分类交通部交通部科学科学研究院研究院土地利用土地利用所谓土地利用模型是指描述区域内部经济活动所谓土地利用模型是指描述区域内部经

10、济活动的选址行为以及表现作为其结果的实际土地利的选址行为以及表现作为其结果的实际土地利用的空间分布模型用的空间分布模型。土地利用模型土地利用模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行发生出行发生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院第一阶段第一阶段-出行出行发生发生 出行分类出行分类 出行目的出行目的 影响出行影响出行发生的因素发生的因素 模型化模型化出行出行发生发生交通部交通部科学科学研究院研究院 工作出行工作出行 购物出行购物出行 上学出行上学出行 非居民出行非居民出行 商业车辆出行商业车辆出行 等等

11、等等多少出行多少出行?出行发生出行发生交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 上班上班 下班下班 放学放学 回家回家 购物购物 文化娱乐文化娱乐 其它其它出行目的出行目的交通部交通部科学科学研究院研究院家庭家庭工作工作非工作非工作家庭家庭工作工作非工作非工作出行出行发生发生出行分类出行分类交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 基于家庭的工作出行（基于家庭的工作出行（Home-based Work）基于家庭的上学出行（基于家庭的上学出行（Home-based School）基于家庭的购物出行（基于家庭的购物出行（Home-based Shopping）基于家庭的其他出行（基

12、于家庭的其他出行（Home-based Other）非基于家庭的出行（非基于家庭的出行（Non-home Based）出行分类出行分类交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 基于家庭的出行：指任一起始或终止于家基于家庭的出行：指任一起始或终止于家庭的出行庭的出行 非基于家庭的出行：指那些不始于家庭也非基于家庭的出行：指那些不始于家庭也不终止于家庭的出行。不终止于家庭的出行。出行分类出行分类交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生出行分类出行分类 出行时间出行时间高峰出行高峰出行非高峰出行非高峰出行交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 土地利用土地利用商业用地商业用

13、地工业用地工业用地住宅用地住宅用地影响因素影响因素交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 家庭家庭家庭规模、人口构成家庭规模、人口构成性别、年龄性别、年龄收入收入汽车（自行车）拥有率汽车（自行车）拥有率职业、职务职业、职务其他其他影响因素影响因素交通部交通部科学科学研究院研究院出行出行发生发生 出行产生出行产生 出行吸引出行吸引 出行平衡出行平衡计算过程计算过程交通部交通部科学科学研究院研究院出行发生出行发生 确定每个小区产生的总出行确定每个小区产生的总出行 确定每个小区吸引的总出行确定每个小区吸引的总出行 出行平衡使总产生出行等于总吸引出行平衡使总产生出行等于总吸引ij计算过程计算

14、过程交通部交通部科学科学研究院研究院出行发生出行发生 增长率法增长率法(Growth-factor Modeling)回归分析法回归分析法(Regression Analysis)类型分析法类型分析法（Category Analysis）预测方法预测方法交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行发生出行发生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院第二阶段第二阶段-出行分布出行分布 什么是出行分布什么是出行分布 出行分布模型出行分布模型交通部交通部科学科学研究院研究院出行分布出行分布预测在出行发生阶段计算的产生、

15、吸引预测在出行发生阶段计算的产生、吸引出行从哪来，到哪去，即推求各小区之出行从哪来，到哪去，即推求各小区之间的出行分布量间的出行分布量定义定义ijTij交通部交通部科学科学研究院研究院出行分布出行分布起点起点1234终点终点12340800300400800080050030080003004005003000出行分布矩阵出行分布矩阵交通部交通部科学科学研究院研究院出行分布出行分布 增长率法增长率法统一增长系数法统一增长系数法单约束增长系数法单约束增长系数法双约束增长系数法双约束增长系数法 重力模型法（重力模型法（Gravity Model）介入机会模型法介入机会模型法(Intervening

16、 Opportunity Model)数学模型数学模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行产生出行产生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院第三阶段第三阶段-出行方式选择出行方式选择 什么是出行方式选择什么是出行方式选择 影响出行方式选择的因素影响出行方式选择的因素 出行方式选择模型出行方式选择模型交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择一个出行（一个出行（Trip）与一种交通方式与一种交通方式(Mode)相相对应，一个地区对应，一个地区(Zone)的全部出行数中利用的全部出行数中利用该

17、种交通方式的人所占的比例叫做交通方式该种交通方式的人所占的比例叫做交通方式的分担，或简称为方式分担的分担，或简称为方式分担交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择ij公共汽车公共汽车Tijm1自行车自行车Tijm2Tijm1=小区小区i到小区到小区j使用交通方式使用交通方式m1的出行的出行m1,m2=交通方式交通方式m1和和m2选择过程选择过程交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择 出行者特性出行者特性性别性别年龄年龄收入收入家庭家庭驾驶执照驾驶执照小汽车小汽车其他其他 出行特性出行特性出行目的出行目的出行时间出行时间影响居民出行方式的因素影响居民出行方式的因

18、素交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择 交通设施特性交通设施特性出行时间出行时间出行费用出行费用过路费过路费停车场及停车费用停车场及停车费用舒适度和便利性舒适度和便利性可靠性和定时性可靠性和定时性安全性安全性可达性可达性影响居民出行方式的因素影响居民出行方式的因素交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择可供选择的出行方式，叫做“选择肢”可供选择的出行方式，叫做“选择肢”(Alternative)。某个选择肢具有的令人满意的程度叫做某个选择肢具有的令人满意的程度叫做“效用效用(Utility)”。关于效用有以下基本假定关于效用有以下基本假定，这些假定是基于人们

19、通常的这些假定是基于人们通常的心理选择行为心理选择行为，是非集计模型的基础：是非集计模型的基础：(1)个人在每次选择中总选择效用值最大的选择肢；个人在每次选择中总选择效用值最大的选择肢；(2)个人关于每个选择枝的效用值由个人自身的特性和个人关于每个选择枝的效用值由个人自身的特性和选择肢的特性共同决定选择肢的特性共同决定。Logit模型模型交通部交通部科学科学研究院研究院出行方式选择出行方式选择集计方法，集计方法，就是以一批出行者作为分析对象，将有就是以一批出行者作为分析对象，将有关他们的调查数据先作统计分析处理，得出平均意关他们的调查数据先作统计分析处理，得出平均意义上的量，然后对这些量作进一

20、步的分析和研究。义上的量，然后对这些量作进一步的分析和研究。非集计方法，非集计方法，则是以单个出行者做为分析对象，充则是以单个出行者做为分析对象，充分地利用每个调查样本的数据，求出描述个体行为分地利用每个调查样本的数据，求出描述个体行为的概率值。相对于集计方法，非集计方法有要求样的概率值。相对于集计方法，非集计方法有要求样本小、预测精度高、模型复杂的特点。本小、预测精度高、模型复杂的特点。Logit模型模型交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划 土地利用土地利用 出行产生出行产生 出行分布出行分布 方式选择方式选择 交通分配交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院第四阶段第四

21、阶段-交通分配交通分配 什么是交通量分配什么是交通量分配 交通量分配方法交通量分配方法 路径选择路径选择交通部交通部科学科学研究院研究院交通分配交通分配交通量分配交通量分配是将已经预测出的是将已经预测出的OD交通量按照一交通量按照一定的规则，实际地分配到道路网中的各条道路定的规则，实际地分配到道路网中的各条道路上，并求出各条道路的交通流量。交通量分配上，并求出各条道路的交通流量。交通量分配也可以用来将预测的也可以用来将预测的OD客流量按照一定规则分客流量按照一定规则分配到各条公交线路上。配到各条公交线路上。交通部交通部科学科学研究院研究院交通分配交通分配 交通分配的结果可以用于：交通分配的结果

22、可以用于：确定并评价现有或规划交通运输网络的缺陷确定并评价现有或规划交通运输网络的缺陷评价交通运输网络的性能评价交通运输网络的性能评估交通运输基础设施建议的影响评估交通运输基础设施建议的影响评估不同的运输系统及土地利用政策评估不同的运输系统及土地利用政策为设计提供预测的设计小时交通量和转向交通为设计提供预测的设计小时交通量和转向交通流量流量交通部交通部科学科学研究院研究院交通分配交通分配 全有全无分配法全有全无分配法(All-or-nothing Assignment Method)容量限制法容量限制法(Capacity Restraint)增量分配法增量分配法(Incremental Ass

23、ignment method)用户均衡分配法用户均衡分配法（User Equilibrium）随机用户均衡分配法（随机用户均衡分配法（Stochastic User Equilibrium）分配方法分配方法交通部交通部科学科学研究院研究院交通运输规划交通运输规划土地利用输入土地利用输入GISGIS出行率出行率将各人出行转换将各人出行转换为车辆出行为车辆出行将总出行分配到将总出行分配到各个交通分析小区各个交通分析小区使用使用GIS输出结果输出结果生成生成OD矩阵矩阵分配交通量到路网分配交通量到路网人口统计数据人口统计数据简单规划方法简单规划方法交通部交通部科学科学研究院研究院规划模型组合规划模型

24、组合G-MSDAGDAMSGD-MSAGDAMSGDA-MS注：注：G G表示出行发生、表示出行发生、D D表示出行分布、表示出行分布、MSMS表示方式划表示方式划分、分、A A表示交通分配表示交通分配交通部交通部科学科学研究院研究院TransCAD软件软件TransCAD系统是由美国系统是由美国Caliper公司开发的交通公司开发的交通GIS软软件件。TransCAD软件把地理信息技术和交通规划技术结软件把地理信息技术和交通规划技术结合在一起合在一起，可以方便地对各类交通运输及相关数据进可以方便地对各类交通运输及相关数据进行存储行存储、提取提取、分析和可视化分析和可视化。由于采用先进的由于采

25、用先进的Windows环境及一系列最新的开发方法环境及一系列最新的开发方法，使软件具有使软件具有较好的风格较好的风格、先进的菜单界面先进的菜单界面、强大的图形功能强大的图形功能、方方便的工具栏便的工具栏、良好的开放性良好的开放性、多文档多文档、多用户操作等多用户操作等等等。TransCAD是目前应用最广的交通规划软件包是目前应用最广的交通规划软件包，在美国在美国的市场占有率大概是左右的市场占有率大概是左右。交通部交通部科学科学研究院研究院TransCAD软件软件 Windows下的、功能强大的地理信息系统下的、功能强大的地理信息系统 扩展数据模型，提供显示和处理交通数据的扩展数据模型，提供显示和处理交通数据的基本工具基本工具 汇集了极其丰富的交通分析过程汇集了极其丰富的交通分析过程 各式各样、数量巨大的交通、地理、人口统各式各样、数量巨大的交通、地理、人口统计数据计数据 可以生成宏、嵌入、服务器应用及其他用户可以生成宏、嵌入、服务器应用及其他用户程序程序主要包括主要包括5大功能大功能交通部交通部科学科学研究院研究院TransCAD软件软件地图（点、线、面）属性信息及数据（矩阵、数据窗）网络文件路线系统交通需求分析模型物流、公交、GIS-DK交通部交通部科学科学研究院研究院欢迎提问欢迎提问