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1、第第5章汽车运输调查与运输量预测章汽车运输调查与运输量预测第一节第一节 货货(客客)流分析流分析第二节第二节 汽车运输调查汽车运输调查第三节第三节 汽车运输量预测汽车运输量预测第一节 货(客)流分析一、运输对象概念及类型运输对象概念及类型1 货物的种类及特性货物的种类及特性（1）按照货物的装卸方法，可以将货物分为：记件货物；（有一定的重量、形状、体积）堆积货物；（按体积或重量来计量）罐装货物；（汽车车身必须具有专用装置）第一节 货(客)流分析一、运输对象概念及类型运输对象概念及类型1 货物的种类及特性货物的种类及特性（2）按照货物的运输和保管条件，可以将货物分为：普通货物；特种货物；（特大、长
2、型、沉重、危险、易腐）第一节 货(客)流分析一、运输对象概念及类型运输对象概念及类型1 货物的种类及特性货物的种类及特性（3）按照货物的运输批量，可以将货物分为：小批货物；（品种多、批量小、不稳定、轻微型汽车）大批货物：（装卸地点不变、大型运输、装卸机械）第一节 货(客)流分析一、运输对象概念及类型运输对象概念及类型2 旅客的种类及特性旅客的种类及特性(1)按旅客的乘车距离不同，可以将旅客分为：长途旅客；（舒适、准点，对运输组织要求高）短途旅客；（乘距短、频次高、客流的时间、地理分布不均匀）(2)按旅客出行的目的不同，可以将旅客分为：通勤乘客；通学乘客；公务乘客；商（事）务乘客；生活乘客；旅游
3、乘客；第一节 货(客)流分析一、运输对象概念及类型运输对象概念及类型2 旅客的种类及特性旅客的种类及特性(3)按旅客是否包租车辆，可将旅客分为：团体旅客；（直达运输、统一结算、规定旅游线路）零散旅客；（人数不多、地点各异）第一节 货(客)流分析二、货流及其分布1 货流的概念与特征货流的概念与特征货物在运输线路上有目的的运动，便构成了货流货流。包括五大要素，即货物的类别、数量、方向、距类别、数量、方向、距离和时间离和时间。货流的基本表示方法包括路段货物流量路段货物流量和和流向。流向。二、货流及其分布2 货流图及其功能货流图及其功能用于表示一定时期内沿某运输线路货流特征的图像，叫做货流图货流图。货
4、流图的主要功能在于，可以帮助运输企业更好地组织汽车货运和安排生产计划。确定各路段或整个运输线路上的总的和按货物种别构成的货运量、货物周转量；确定所需车辆类型和数量；按货流方向组织车辆的运行线路；确定装卸站的工作能力等。货流图的绘制从货物起运点开始，以道路轴线为横坐标。按比例给出各货运点间的距离，再将不同种别构成的货物数量按一定比例，用不同符号(或颜色)标在纵坐标上。同时，将同一方向的货流表示在横坐标的一侧(如上方)而将相反方向的货流表示在另一侧(如下方)。这样便得出一个表明不同货物种别构成的流向和流量的货流图。货流图上每一矩形的面积表示了每种货物的周转量。二、货流及其分布3 货流的分布规律货流
5、的分布规律（1）货流的不平衡性。包括货流沿流动方向和沿时间流动的不平衡性。货流的方向不平衡性方向不平衡性，系指货流在运输线路上下两个方向的货流量不相等。这种不平衡的程度可用回运系数进行度量。回运系数回运系数(rd)指运量较小方向的货流量(Qmin)与运量较大方向的货流量(Qmax)之比。（备注）即：二、货流及其分布3 货流的分布规律货流的分布规律货流的货流的时间不平衡性时间不平衡性，系指货流在不同时间的货流量不相等。这种不平衡的程度可用波动系数进行度里。波动波动系数系数(rt)指全年运量最大季节(或月份)的货流(Qma)与全年平均季度(或月份)货流量(Qm)之比。即：二、货流及其分布(2)货流
6、的分布规律货流的分布规律。系指货流在其起、终点的发运量或运达量沿某段时间内的分布特征。选择货物流量（如以货物批量计）作为随机变量，则货流按运输时间的分布规律大体包括以下三种类型：离散型分布离散型分布。如果货流量是离散型的随机数，则对同类货流来说，基本可按泊松分布处理，即在时间t内货物批量数为n个的概率Pn(t)为：式中：入式中：入t-t-单位时间货物批量的均值。单位时间货物批量的均值。当上式中的入当上式中的入t t值很大时值很大时(即入即入t t10)10)，泊松分布将近似于正态分布，泊松分布将近似于正态分布，此时货物批量将近似为连续型随机变量。此时货物批量将近似为连续型随机变量。二、货流及其
7、分布连续型分布连续型分布。如果货流量是连续型随机变量，则它多服从或近似服从正态分布。此时随机变量的概率密度函数f（x）为：而随机变量而随机变量x x落在区间落在区间(x1(x1，x2)x2)的概率为：的概率为：式中：式中：x x，x-x-分别表示随机变量及其均值；分别表示随机变量及其均值；-随机变量随机变量x x分布的标准差。分布的标准差。二、货流及其分布二、货流及其分布混合型分布混合型分布。如果货流量x兼有连续和离散两种特性，则其服从混合型分布。此时，随机变量x的概率密度f（x）为：式中：式中：Po(tPo(t)-)-在时间在时间t t内不发生货流量的概率；内不发生货流量的概率；1-Po(t
8、)1-Po(t)在时间在时间t t内发生货流量的概率；内发生货流量的概率；(x)(x)脉冲函数，即：脉冲函数，即：x=0 x=0处为无穷大，其余处为零处为无穷大，其余处为零f1f1（x x）xx为连续型随机变量的概率密度函数。为连续型随机变量的概率密度函数。正确掌握货流的分布规律，是合理选择运输车正确掌握货流的分布规律，是合理选择运输车辆与组织运输所必须的一项重要准备工作。辆与组织运输所必须的一项重要准备工作。三、客流及其分布旅(乘)客按其出行需要沿着道路(公路)作有目的的移动，便形成客流客流。客流包括类别、流量、流向、流时及运距类别、流量、流向、流时及运距五大要素。客流也可以用客流量客流量和
9、流向流向来表示。三、客流及其分布三、客流及其分布客流在地区、方向和在时间上的分布极不平衡，主要表现为客运量或者客运需要的不均匀性。其中客流沿运输时间及运输方向分布的不均匀性，又称作客流分布的波动性。1客流的地区分布为了度量城市客流的这种不平衡(不均匀)程度，常采用以下两个指标：(1)路段不均匀系数路段不均匀系数(Ksi)。(2)站点不均匀系数站点不均匀系数(Kcj)。1客流的地区分布(1)路段不均匀系数路段不均匀系数(Ksi)。指统计期内营运线路某路段客流量(Q”i)与该营运线路各路段平均客流量(Q”)之比，用以评价客流沿路段分布的不均匀程度。通常，将通常，将KsiKsi1 1的路段称作客流高
10、峰路段。的路段称作客流高峰路段。当当KsiKsi值较高（大于值较高（大于1.3-1.51.3-1.5）时，应采取诸如加）时，应采取诸如加开区开区间车间车等措施以改进运输服务质量。等措施以改进运输服务质量。1客流的地区分布(2)站点不均匀系数站点不均匀系数(Kcj)。指统计期内营运线路某停车站乘客集散量(Qcj)与各停车站平均集散量(Qc)之比，用以评价客流沿营运线路各站点的不均匀程度。一般当一般当KcjKcj较高时（大于较高时（大于1.41.42.02.0），可以开设只在这类站），可以开设只在这类站点停靠的营运点停靠的营运快车快车，以缓和这类站点乘客上下车的拥挤程，以缓和这类站点乘客上下车的拥
11、挤程度和及时疏散滞留在这类站点的乘客。度和及时疏散滞留在这类站点的乘客。2客流的方向分布客流沿运输方向的分布，表现在长期和短期时间上的规律差别很大。（长期平衡，短期不平衡）为了评价客流在方向分行上的不均匀程度，通常采用方方向不均匀系数向不均匀系数(Ka)这一指标。其定义是统计期内营运线路最大的单向客运量(Qa)与平均单向客运量(Qa)之比，即：3客流的时间分布为了评价客流时间分布的不均匀性。常采用以下三种指标：(1)小时不均匀系数（小时不均匀系数（Kti）。指营运线路日营运时间内，某一小时的客运量（Qti）与平均每小时客运量(Qt)之比、用以表示客流沿日营运时间内各小时分布的不均匀程度。3客流
12、的时间分布（2）日不均匀系数（日不均匀系数（Kdi）。指统计期内某日客运量(Qdi)与平均日客运量(Qd)之比。(3)(3)月不均匀系数月不均匀系数月不均匀系数月不均匀系数(KriKri)。指指年内某月客运量年内某月客运量(QriQri)与平与平均每月客运量均每月客运量(Q)rQ)r之比，即：之比，即：通常，通常，1 10 0KrmaxKrmax2 20 0，其中一般情况下，其中一般情况下，KrmaxKrmax较较小，而在游览旺季、春节期间时较高。小，而在游览旺季、春节期间时较高。运输需要沿运输时间、方向及区域分布的波动性，统称为沿时间、空间分布的不均匀性。运输服务供给必须根据运输需要的变化而
13、调整。第二节第二节 汽车运输调查汽车运输调查武汉市在轻轨工程立项以前就必须进行可行性论证，其中很重要的一个过程就是旅客运输量调查。汽车运输调查的主要内容主要包括：汽车汽车货运货运调查调查 汽车汽车客运客运调查调查。(一)货运调查1 货流起讫点调查：系指对货物发生与吸收地点分析、货物流向与流量的调查，通常称为OD调查调查（Origin Destination Survey)OD调查的主要项目包括：货物种类、数量及流向货流起讫点及其地理位位置货流按时间及空间分布货物装卸、途中保管地点及分布货物运输需用运输工具或车辆类型通过通过ODOD调查，了解货运需求情况据以合理规划运输网调查，了解货运需求情况据
14、以合理规划运输网点及组织货运服务。点及组织货运服务。(一)货运调查2货运车辆出行调查：系指对货运车辆出行起、讫地点的调查。调查的主要项目包括：车型、核定载重量、牌照号、车主 起、讫地点名称以及经过的路段 装载货物种类及重量 出发时间与到达时间 载重里程与空车里程 车辆总行程及总运次数调查货运车辆出行情况，了解营运服务区域内货运供求信息，改进服务质量、编制道路规划、加强管理都需要。(二)客运调查系指对客运服务区域内客运动态特征的调查，主要包括客运需求调查和客运服务调查。1.客运需求调查：客运需求目的，需求地点分布以及需求数量等状况的调查。通过本项调查，得到服务区域居民的出行方式、通过路线、出行目
15、的、换乘地点、出行时间及客流量等主要资料。是否增设线路，比如：华农是否增设线路，比如：华农-武大，线路车辆数配置、武大，线路车辆数配置、发收车时间。发收车时间。(二)客运调查（1）客运需求地点分布调查的主要调查项目有：被调查者性别、年龄、职业、工作单位被调查者住址(出发地)与目的地被调查者乘车前步行时间、路程长度被调查者换乘次数、换乘地点、换乘的运输工具、各次换乘所需时间被调查者到达终点站后步行至单位所需的时间、路程长度被调查者出家到工作(学习)地点需用的总时间(分钟)(二)客运调查（2）客运需求量调查）客运需求量调查。调查项目主要有：被调查者的社会人口统计特征(如性别、年龄、社会单位或居住区
16、域、家庭情况、文化程度、职业等)昼夜间的出行情况(出行目的、出发地点、到达地点、出行方式、出行时间、所经路线等)(二)客运调查2客运服务调查：了解客运服务现状满足客运需求程度的调查，包括乘行调查、客流量调查和满载率调查。(1)乘行调查。即乘客沿线乘行起讫点调查。获取下述资料：某线路各停车站间对应客运量、各路段(断面)客流量、各停车站点乘客集散量、路段或路线的车辆满载情况以及客流沿不同乘行方向的分布等。2客运服务调查(2)客流量调查。即线路客流调查，通常不调查乘客沿线乘行对应起终点，用以改进城市客运某一环节的运输服务工作。此项调查通常与前项调查结合进行。(3)满载率调查。即对客运网或某一路段的车
17、辆利用程度的调查。为方便调查，通常在各停车站驻站进行，将车辆满载率划分为几档(如半满座、满座、有站位、满载、不能再上乘客等)，调查人员目测后，在调查表相应满载率栏目处做好记录。汽车运输调查的形式与方法汽车运输调查常用的调查形式及其特点有：（1）询访调查；（适用于单线调查或个案调查）（2）路旁调查；（直接、快速、难配合）（3）站点调查；（同上）（4）跟车调查；（同上）（5）巡视调查；（快速、费低、不够深入）相关调查表格见汽车运输学1988版，人民交通出版社汽车运输调查的形式与方法选择好调查方法也是保证调查工作能否顺利展开和保证调查质量的重要因素。现代调查理论提供了多种调查方法。第三节 汽车运输量
18、预测所谓运愉预测就是在运输调查基础上，利用科学方法和手段，对预测对象的未来状态作出判断。运输预测的对象一般包括运输需要(通常以运量和周转运，即运输量为代表)、运力、运输结构、交通科技、运输市场竞争、运价等。但以运输需要的预测为汽车运输预测的重点。第三节 汽车运输量预测预测方法大体可分为两大类：定性预测方法；定量预测方法。两类预测分法常常应结合使用，即定量预测必须接受定性预测的指导，否则容易导致定量方法的滥用。事物发展的规律：相关性、连续性。事物发展的规律：相关性、连续性。因果关系模型、时间序列模型因果关系模型、时间序列模型一、定性预测方法定性预测主要依据调查研究，采用少量数据和自观材料，预测人
19、员再利用白己的知识和经验，从而对预测对象作出预测。定性预测方法主要用于对预测对象的未来性质、发展趋势和发展转折点进行预测，适合于缺乏充分数据的预测场合。定性预测最常用的方法是德尔菲德尔菲(DelPhi)法法。一、定性预测方法德尔菲德尔菲(DelPhi)法法。预测过程大体包括：由预测主持人将需要预测的问题一一拟出，然后将这些问题连同本次预测活动的目的、意义等背景材料，一并寄给预测专家；预测专家各自独立地回答各个预测问题，并将答案回寄给被预测主持人；预测主持人对收集的专家意见汇总、分类和整理，将那些专家意见相差较大的问题冉抽个来，附上几种典型意见请专家进行第二轮预测；重复上述过程，直到专家的意见趋
20、向一致或更加集中在一、两种意见上为止。以上述专家的最终意见作为预测结果。遵循：匿名性、反馈性、收敛性。二、定量预测方法定量预测方法是依据必要的统计资料，借用一定的数学模型，对预测对象的未来状态和性质进行定量测算的方法的总称。常用的定量预测方法有：1指数平滑法2回归分析法3、马尔可夫分析法4弹性系数法5单元预测法6增长率统计法7、类比算法8、细分集成法1指数平滑法指数平滑法的原理就是通过对历史观察值进行加权处理，平滑掉部分随机信息观察值的表现趋势，建立一定模型，据此对预测对象作出预测。依靠预测对象的历史观察值趋势，指数平滑法的数学模型包括以下三种：(1)水平趋势模型；(2)线性趋势模型；(3)二
21、次曲线模型。(1)水平趋势模型YT+L未来第L期的预测值T历史观察值最后一期的时间代号ST一次平滑值加权系数（视观察值变化情况而定）(2)线性趋势模型L预测期限的长度ST（2）第T期的二次平滑值将水平趋势中将水平趋势中的的1次平滑值次平滑值再次进行平滑再次进行平滑(3)二次曲线模型将将1次、次、2次平次平滑值再次平滑滑值再次平滑2回归分析法回归分析是最常用的预测模型之一。通常情况下，只选用（准）一元线性回归模型。其模型的标准形式为：XX自变量（影响因素）自变量（影响因素）YY因变量（预测对象）因变量（预测对象）A A、BB回归系数，由左式回归系数，由左式确定确定一元线性回归比较简单，但预测一元
22、线性回归比较简单，但预测一元线性回归比较简单，但预测一元线性回归比较简单，但预测精度受限，主要用于中短期预测。精度受限，主要用于中短期预测。精度受限，主要用于中短期预测。精度受限，主要用于中短期预测。多元线性回归较复杂，预测精度多元线性回归较复杂，预测精度多元线性回归较复杂，预测精度多元线性回归较复杂，预测精度较高，常用于中长期预测。较高，常用于中长期预测。较高，常用于中长期预测。较高，常用于中长期预测。2回归分析法模型建立后，必须对模型进行检验。检验的目的是用于证实自变量X和因变量Y之间的线性关系。只有经检验合格的模型，方可用于实际预测。这种检验常通过计算相关系数R去进行，即：上述上述R R
23、值必须大于相关系数的值必须大于相关系数的查表值查表值R R。(根据某一置信水平根据某一置信水平 和原始和原始观察值组数观察值组数n n，去查相关系数检验表，表中的观察值，去查相关系数检验表，表中的观察值nn比实际观察值比实际观察值数目数目n n少少2 2，即，即n=n-2)n=n-2)。在。在R RR R。时，。时，R R越高表明线性回归的程度越越高表明线性回归的程度越高。（相关表格见概率统计类书籍）高。（相关表格见概率统计类书籍）上述模型建立后，如果知道自变量在预测期的取值(设为Xt)，那么该期的预测值Yt，便可用下式计算：根据上式确定的预测值，通常叫做预测值的点估计。一般而言，根据上式确定
24、的预测值，通常叫做预测值的点估计。一般而言，只确定点估计是不够的，还应该确定在一定置信水平下的置信区间。只确定点估计是不够的，还应该确定在一定置信水平下的置信区间。这一区间的范围由下式确定：这一区间的范围由下式确定：T/2（n），Z/2T分布、正态分布的查表值置信水平S。由左式确定预测值落在由上式所确定区间的概率为预测值落在由上式所确定区间的概率为100(1100(1一一)例题。3.马尔可夫分析法马尔可夫分析法是利用某一变量的现在状态和动向，去预测该变量未来状态和动向的一种预测方法。在汽车运输预测中，该方法常用于预测客运量。马尔可夫过程的特性（无后效性）：设变量X的取值具有无后效性，即X在下期
25、(记为Tn+1)所处的状态只与其目前(即当期，记为Tn)的状态有关而与它以前的状态无关，这一特性及过程称为马尔可夫链。马尔可夫分析法的建模过程：变量变量X X在在TnTn处于状态处于状态i i而在下一期而在下一期(Tn+1)(Tn+1)处于状态处于状态j j的概的概率，率，PijPij，表示变量，表示变量x x从状态从状态i i经过一步转移而达到状态经过一步转移而达到状态j j的转的转移概率。移概率。若变量若变量XnXn(表示变量表示变量x x在第在第n n期期)的可能值共有的可能值共有mm种状态，每种状态，每种状态下变量种状态下变量x x经一步转移后处于这经一步转移后处于这mm种状态中的某一
26、种种状态中的某一种状态的概率为状态的概率为PijPij，那么将全部的，那么将全部的PijPij可排列为矩阵可排列为矩阵P P：若变量X在Tn时处于状态i、但经k步(k2)转移到达状态j，则称这种转移的可能性为k步转移概率。记为：同样。同样。XnXn在各种可能状在各种可能状态态k k步转移至各种状态步转移至各种状态的概率，也可记为矩阵的概率，也可记为矩阵PijPij（k k），即：），即：可以证明矩阵可以证明矩阵PijPij（k k）与矩阵与矩阵P P存在如下关系：存在如下关系：即即k k步转移概率矩阵等步转移概率矩阵等于一步转移概率矩阵于一步转移概率矩阵的的k k次幂次幂。若变量X各种可能状态
27、的初始分布为(P1，P2，Pm)，经k步转移后，其各种可能状态的分布即为（P1(k)，P2(k)，Pm(k)），那么这两种分布之间存在：（P1(k)，P2(k)，Pm(k)）=(Pl，P2，Pm)(Pij(k)因而有：因而有：k因此，如果变量x状态变化符合马尔可夫链，且知道它的初始分布及各种状态之间的一步转移概率，那么就可以确加经k步转移后各种状态的分布了。例题：例题：某城市居民在某年的各种出行方式的分布为：乘公共汽车者占192，骑自行车者点138步行者占56，乘用其它交通工具者占11。如果下一年度人们出行方式按以下情况变化：原乘公共汽车者，将有91的入继续乘公共汽车，3转为骑自行车，2转为步
28、行，4转乘其它交通工具。原骑自行车者，将有88继续骑自行车，5转乘公共汽车1转为步行6转为其它交通工具。原步行者，将有1转乘公共汽车。7改骑自行车，84保持步行5改乘其它工具。原乘其它交通工具者。有6此乘公共汽车，2改骑自行午，3转为本行。89保持不变 如果经调查研究得到三年后全市居民各种出行的总次数为6000万人次，请预测三年后公共汽车的日客运量。根据马尔可夫法分析，可以得到一步转移概率矩阵P：初始分布为初始分布为(0.192(0.192，0.1380.138，0.560.56，0.11)0.11)；显然三年后显然三年后(k(k3)3)，利用公共汽车者的概率为：，利用公共汽车者的概率为：则，
29、公共汽车日客运量为：则，公共汽车日客运量为：0.2435*6000=1461(0.2435*6000=1461(万人次万人次)三与定量预测相关的其它问题各种预测方法，各有利弊。预测人员在实际工作中应选择运用，并在实践中不断总结分析，摸索较好的预测方法。1、组合预测与预测结果的组合处理 当采用定量预测方法时，对同预测对象的预测，人们既可以采用多种预测方法，也可以对同一预测模型应用不同的自变量。像这样对同一预测对象采用多种途径预测的方法，叫做组合预测方法。实践证明，组合预测方法比采用单一预测方法对于改善预测结果的准确度，具有显著效果。组合预测组合处理的方法通常是针对各种途径的预测结论(称为中间预测结论)分别赋予一定的权重最终预测结果即为各中间预测值与相应权重系数乘积的累计。这一过程可用下式表述：权值的选取，根据经验直接给定。权值的选取，根据经验直接给定。2预测实践中应注意的几个问题进行预测活动时，应注意以下几个问题：（1）预测结果的可信度。（2）预测方案。（3）拟合度和精度。（4）预测的期限。（5）预测模型。（6）数据处理与模型调整。（7）实际与想象。