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1、第三章第三章 交通需求预测交通需求预测图图3-1 3-1 四阶段预测法示意图四阶段预测法示意图Step1Step2Step3Step4交通生成研究的进一步延伸：交通生成研究的进一步延伸：出行链出行链 Trip Chain Modeling2 2、交通分布预测、交通分布预测(Trip distribution)交交通通分分布布预预测测是是交交通通规规划划四四阶阶段段交交通通预预测测模模型型的的第第二二步步，是是把把交交通通的的发发生生与与吸吸引引量量预预测测获获得得的的各各小小区区的的出出行行量量转转换换成成小小区区之之间间的的空间空间OD量，即量，即OD矩阵。矩阵。出行分布预测出行分布预测OD
2、矩阵矩阵常用出行分布预测方法常用出行分布预测方法 （一）（一） 增长系数法增长系数法 假定将来年的出行假定将来年的出行ODOD分布模式与现在相同分布模式与现在相同 （二）（二） 综合法综合法 用数学模型表述用数学模型表述ODOD分布规律，用实测数据分布规律，用实测数据标定模型，用标定模型预测未来标定模型，用标定模型预测未来ODOD分布分布（一）（一） 增长系数法增长系数法（二）（二） 综合法综合法 （一）增长系数法（一）增长系数法其基本假定是：其基本假定是： 交通分布的模式在规划期保持不变交通分布的模式在规划期保持不变特点特点：构造简单、易于理解、应用方便：构造简单、易于理解、应用方便增长系数
3、法增长系数法需事先需事先给定一个先验的给定一个先验的ODOD矩阵矩阵（历史的、抽样调查的或是（历史的、抽样调查的或是按某一种数学方法计算的），按某一种数学方法计算的）， 假设未来的假设未来的ODOD矩阵与先验的矩阵与先验的ODOD矩阵矩阵具有基本具有基本相同的分布形式相同的分布形式。S1S1S2S2S3S3S4 S4 收敛判别收敛判别1 1、常增长率法、常增长率法2 2、平均增长率法、平均增长率法3 3、DetroitDetroit法（底特律法）法（底特律法）4 4、FratarFratar法（福莱特法）法（福莱特法）5 5、FurnessFurness法（佛尼斯法）法（佛尼斯法）增长系数法可
4、分为：增长系数法可分为：差别在哪？差别在哪？在于增长函数在于增长函数构造的不同构造的不同1 1、常增长率模型：、常增长率模型： 数学模型为：数学模型为： 常增长系数法假定常增长系数法假定qij的增长仅与的增长仅与i小区的发生量增长小区的发生量增长率有关，或仅与率有关，或仅与j小区的吸引量增长率有关，或仅与小区的吸引量增长率有关，或仅与生成量的增长率有关，是一个生成量的增长率有关，是一个常量常量 DO123合计合计预测值预测值117.07.04.028.038.627.038.06.051.091.934.05.017.026.036.0合计合计28.050.027.0105.0166.5例例3
5、 37 7：利用基础年的利用基础年的ODOD矩阵和目标年发生交通矩阵和目标年发生交通量的预测值求目标年量的预测值求目标年ODOD矩阵矩阵 DO123合计合计预测值预测值117.07.04.028.038.627.038.06.051.091.934.05.017.026.036.0合计合计28.050.027.0105.0166.5 DO123合计合计目标值目标值123.436 9.650 5.51438.638.6212.614 68.475 10.81291.991.935.538 6.923 23.53836.036.0合计合计41.588 85.048 39.865166.5166.5
6、乘以乘以Fo12 2、平均增长率法、平均增长率法平均增长系数法假设平均增长系数法假设i，j小区之间的交通分布量小区之间的交通分布量qij的的增长系数是增长系数是i小区出行小区出行发生量增长系数发生量增长系数和和j小区出行小区出行吸引量增长系数吸引量增长系数的的平均值平均值 D DO O1 12 23 3合计合计 D DO O1 12 23 3合计合计1 117.0 17.0 7.0 7.0 4.0 4.0 28.0 28.0 1 138.6 38.6 2 27.0 7.0 38.0 38.0 6.0 6.0 51.0 51.0 2 291.9 91.9 3 34.0 4.0 5.0 5.0 1
7、7.0 17.0 26.0 26.0 3 336.0 36.0 合计合计28.0 28.0 50.0 50.0 27.0 27.0 105.0 105.0 合计合计39.3 39.3 90.3 90.3 36.9 36.9 166.5 166.5 现状现状ODOD表表将来的发生吸引量将来的发生吸引量步骤一：步骤一：求发生增长系数和吸引增长系数求发生增长系数和吸引增长系数步骤二：步骤二：计算将来的交通分布量计算将来的交通分布量步骤三：步骤三：重新计算发生增长系数和吸引增长系数重新计算发生增长系数和吸引增长系数步骤四：步骤四：进行收敛判定，如收敛则结束进行收敛判定，如收敛则结束; ; 不收敛转步骤
8、二，循环进行不收敛转步骤二，循环进行3 3、DetroitDetroit模型（模型（底特律法）底特律法）底特律法假设底特律法假设i，j小区间交通分布量小区间交通分布量qij的增长系数与的增长系数与i小区出行发生量和小区出行发生量和j小区出行吸引量增长系数之积小区出行吸引量增长系数之积成正比，与全规划区出行生成总量的增长系数成反成正比，与全规划区出行生成总量的增长系数成反比比 P59 例例39已知现状已知现状OD、将来的发生与吸引交通量、将来的发生与吸引交通量运用底特律法求将来的交通分布量运用底特律法求将来的交通分布量步骤一：求发生增长系数和吸引增长系数步骤一：求发生增长系数和吸引增长系数步骤二
9、：求交通生成总量增长系数步骤二：求交通生成总量增长系数步骤三：计算将来的交通分布量步骤三：计算将来的交通分布量步骤四：重新计算发生增长系数和吸引增长系数步骤四：重新计算发生增长系数和吸引增长系数步骤五：进行收敛判定，如收敛则结束步骤五：进行收敛判定，如收敛则结束; 不收敛转步骤二，循环进行不收敛转步骤二，循环进行4、Fratar模型模型福莱特法福莱特法福莱特法假设福莱特法假设i，j小区间分布交通量小区间分布交通量qij的增长系数的增长系数不仅与不仅与i小区的发生增长系数和小区的发生增长系数和j小区的吸引增长系小区的吸引增长系数有关，还与整个规划区域的其他交通小区的增长数有关，还与整个规划区域的
10、其他交通小区的增长系数有关。系数有关。 P62 例例310已知现状已知现状OD、将来的发生与吸引交通量、将来的发生与吸引交通量运用福莱特法求将来的交通分布量运用福莱特法求将来的交通分布量步骤一：求发生增长系数和吸引增长系数步骤一：求发生增长系数和吸引增长系数步骤二：求小区位置系数步骤二：求小区位置系数步骤三：计算将来的交通分布量步骤三：计算将来的交通分布量步骤四：重新计算发生增长系数和吸引增长系数步骤四：重新计算发生增长系数和吸引增长系数步骤五：进行收敛判定，如收敛则结束步骤五：进行收敛判定，如收敛则结束; 不收敛转步骤二，循环进行不收敛转步骤二，循环进行5、Furness模型佛尼斯法模型佛尼
11、斯法佛尼斯法假设佛尼斯法假设i，j小区间交通分布量的增长系数与小区间交通分布量的增长系数与i小区的发小区的发生增长系数和生增长系数和j小区的吸引增长系数都有关系。小区的吸引增长系数都有关系。 此模型首先令吸引增长系数为此模型首先令吸引增长系数为1，求满足条件的发生增长系，求满足条件的发生增长系数，接着用调整后的矩阵重新求满足条件的吸引增长系数，数，接着用调整后的矩阵重新求满足条件的吸引增长系数，完成一个循环迭代过程；完成一个循环迭代过程；然后重新计算发生增长系数，再用调整后的矩阵求吸引增长然后重新计算发生增长系数，再用调整后的矩阵求吸引增长系数，经过多次循环，直到发生和吸引交通量增长系数满足系
12、数，经过多次循环，直到发生和吸引交通量增长系数满足设定的收敛标准为止。设定的收敛标准为止。 P63例例311已知现状已知现状OD、将来的发生与吸引交通量、将来的发生与吸引交通量运用佛尼斯法求将来的交通分布量运用佛尼斯法求将来的交通分布量步骤一：令吸引增长系数为步骤一：令吸引增长系数为1，求满足约束的发生增长系数，求满足约束的发生增长系数步骤二：判断收敛条件步骤二：判断收敛条件步骤三：第二次迭代，先求吸引增长系数步骤三：第二次迭代，先求吸引增长系数步骤四：判断收敛条件步骤四：判断收敛条件步骤五：循环进行步骤五：循环进行比较各种增长率模型的基本假设、计算方法和应用比较各种增长率模型的基本假设、计算
13、方法和应用 条件。条件。常增长率模型？常增长率模型？平均增长率模型？平均增长率模型？DetroitDetroit模型（底特律法）？模型（底特律法）？FratarFratar模型（福莱特法）？模型（福莱特法）？ FurnessFurness模型（佛尼斯法）？模型（佛尼斯法）？q当土地利用、交通源布局等有较大变化、当土地利用、交通源布局等有较大变化、预测区域交通设施状况有较大变化时，误预测区域交通设施状况有较大变化时，误差较大。差较大。q特别是要求有基础年的完整的特别是要求有基础年的完整的ODOD表。表。增长系数法的特点：增长系数法的特点：现状的现状的O-D分布分布增长系数法预测增长系数法预测未来
14、的未来的O-D分布分布思考：思考：这种增长模式是否合理？这种增长模式是否合理？增长系数法增长系数法应用范围一般针对应用范围一般针对交通源布局或交通设施布局等变交通源布局或交通设施布局等变化不大的情况或短期规划，多用化不大的情况或短期规划，多用于简略的交通分布预测。于简略的交通分布预测。常用出行分布预测方法常用出行分布预测方法 （一）（一） 增长系数法增长系数法 假定将来年的出行假定将来年的出行ODOD分布模式与现在相同分布模式与现在相同 （二）（二） 综合法综合法 用数学模型表述用数学模型表述ODOD分布规律，用实测数据分布规律，用实测数据标定模型，用标定模型预测未来标定模型，用标定模型预测未
15、来ODOD分布分布（二）重力模型法（二）重力模型法万有引力模型万有引力模型ij发生吸引阻力阻力 重力模型法：重力模型法：基基本本假假设设为为：交交通通区区 i 到到交交通通区区 j的的出出行行分分布布量量与与i区区的的出出行行发发生生量量、j区区的的出出行行吸吸引引量量成成正正比比，与与 i区区和和 j区之间的区之间的出行阻抗出行阻抗成反比。成反比。Casey在在1955年提出最早出现的重力模型年提出最早出现的重力模型 ：qij交通区交通区i i到交通区到交通区j j的出行分布量；的出行分布量； Oi交通区交通区i i的出行发生量；的出行发生量； Dj交通区交通区j j的出行吸引量；的出行吸引
16、量； f(cij)交通区交通区i i、j j之间的之间的出行阻抗函数；出行阻抗函数； k 、 、 、 模型参数模型参数 重重力力模模型型综综合合考考虑虑了了影影响响出出行行分分布布的的地地区区社社会会经经济济增增长长因因素素和和出出行行空空间间、时时间间阻阻碍碍因因素素。 与与增增长长系系数数法法相相比比，重重力力模模型型考考虑虑的的因因素素较较为为全全面面，尤尤其其是是强强调调了了交交通通分分布布与与交交通通系系统之间的相互作用，统之间的相互作用，比较符合实际情况。比较符合实际情况。 与增长系数法相比，与增长系数法相比，重力模型法有什么特点？重力模型法有什么特点？现状的现状的O-DO-D分布
17、分布增长系数法预测增长系数法预测重力模型法预测重力模型法预测即使没有完整的现状即使没有完整的现状OD表也能进行预测。表也能进行预测。（其其基基本本假假设设为为交交通通区区 i 到到交交通通区区 j的的出出行行分分布布量量与与i区区的的出出行行发发生生量量O（i）、j区区的的出出行行吸吸引引量量D（j）成成正正比比，与与 i区和区和 j区之间的区之间的出行阻抗出行阻抗成反比。）成反比。）重重力力模模型型法法是是交交通通规规划划中中使使用用最最广广泛泛的的交通分布预测模型交通分布预测模型。 D DO O1 12 23 3合计合计 D DO O1 12 23 3合计合计1 117.0 17.0 7.
18、0 7.0 4.0 4.0 28.0 28.0 1 138.6 38.6 2 27.0 7.0 38.0 38.0 6.0 6.0 51.0 51.0 2 291.9 91.9 3 34.0 4.0 5.0 5.0 17.0 17.0 26.0 26.0 3 336.0 36.0 合计合计28.0 28.0 50.0 50.0 27.0 27.0 105.0 105.0 合计合计39.3 39.3 90.3 90.3 36.9 36.9 166.5 166.5 现状现状ODOD表表将来的发生吸引量将来的发生吸引量例例312 利用重力模型法计算利用重力模型法计算OD分布分布1 12 23 31
19、12 23 31 17.07.017.017.022.022.01 14.04.09.09.011.011.02 217.017.015.015.023.023.02 29.09.08.08.012.012.03 322.022.023.023.07.07.03 311.011.012.012.04.04.0cijcij现状行驶时间现状行驶时间将来行驶时间将来行驶时间要求标定参数要求标定参数重力模型重力模型 根根据据是是否否满满足足以以下下约约束束条条件件，重重力力模模型型有有3种形式：种形式： 1-1-无约束重力模型无约束重力模型2-2-单约束重力模型单约束重力模型3-3-双约束重力模型双约
20、束重力模型 无约束重力模型无约束重力模型万有引力模型万有引力模型qij交通区交通区i i到交通区到交通区j j的出行分布量；的出行分布量； Oi交通区交通区i i的出行发生量；的出行发生量； Dj交通区交通区j j的出行吸引量；的出行吸引量； f(cij)交通区交通区i i、j j之间的之间的出行阻抗函数；出行阻抗函数； k 、 、 、 模型参数模型参数 无无约约束束重重力力模模型型是是早早期期的的重重力力模模型型，其其模模型型结结构构不不满满足足约约束束条条件件中中的的任任何何一一个个，因此称为无约束重力模型。因此称为无约束重力模型。 无无约约束束重重力力模模型型的的标标定定，即即参参数数K
21、 K、的的确确定定是是通通过过拟拟合合现现状状ODOD调调查查资资料料，用用最最小小二二乘乘法法确确定定，交交通通阻阻抗抗参参数数应应为为现现状状交交通通网络的参数。网络的参数。经验值：经验值：、0.51.0一般令一般令 （1） （2）0.5 或或 1.0 通常事先取上述经验值进行回归分析，以简化为一元通常事先取上述经验值进行回归分析，以简化为一元回归分析。回归分析。单约束重力模型单约束重力模型乌尔希斯重力模型乌尔希斯重力模型 美国公路局重力模型（美国公路局重力模型（B.P.R.模型）模型） 美国公路局重力模型可以满足单约束模型单约束模型双约束重力模型：双约束重力模型：增加平衡系数增加平衡系数
22、aiai、bjbj ，保证出行分布预测得到保证出行分布预测得到的的ODOD矩阵满足约束条件。矩阵满足约束条件。出行阻抗出行阻抗是对交通区间交通设施状况是对交通区间交通设施状况和交通工具状况的综合反映，作为反映和交通工具状况的综合反映，作为反映交通区之间交通便利程度的指标，其值交通区之间交通便利程度的指标，其值的大小直接关系着交通区之间出行量的的大小直接关系着交通区之间出行量的多少。多少。出行阻抗指标如何选用？出行阻抗指标如何选用？出行阻抗出行阻抗应选用交通区之间有代表性的应选用交通区之间有代表性的能能反映交通区之间交通便利程度差异反映交通区之间交通便利程度差异的指标。的指标。 以私人交通为主，
23、或以公交为主且公交以私人交通为主，或以公交为主且公交的方式和线路比较均匀，同时道路网布局的方式和线路比较均匀，同时道路网布局也较为均匀的城市，可使用也较为均匀的城市，可使用交通距离交通距离作为作为交通阻抗参数。交通阻抗参数。出行阻抗出行阻抗应选用交通区之间有代表性的应选用交通区之间有代表性的能能反映交通区之间交通便利程度差异反映交通区之间交通便利程度差异的指标。的指标。 当城市路网布局不均，或市内公交方式或线路布当城市路网布局不均，或市内公交方式或线路布局不均匀，特别是有地铁等快速、大运量交通系局不均匀，特别是有地铁等快速、大运量交通系统时，采用统时，采用交通时间交通时间作为阻抗参数较为合适，
24、此作为阻抗参数较为合适，此时的交通时间应采用各交通区之间主要的交通方时的交通时间应采用各交通区之间主要的交通方式的交通时间。式的交通时间。目前，采用目前，采用行程时间函数行程时间函数作为出行阻抗作为出行阻抗函数最为常见，以行程时间函数为出行函数最为常见，以行程时间函数为出行阻抗函数的形式有多种，常用的有以下阻抗函数的形式有多种，常用的有以下3 3种种 ：重力模型的检验问题：重力模型的检验问题：如如果果利利用用模模型型计计算算得得到到的的交交通通分分布布量量为为Xij，而而实际调查值为实际调查值为 ，则，则 将计算得到的将计算得到的 2值与其临界值比较，值与其临界值比较，如果计算得到的如果计算得
25、到的 2值比临界值小，说明模型拟合良好。值比临界值小，说明模型拟合良好。临界值可以根据自临界值可以根据自由度和显著水平查由度和显著水平查 2的临界值分布标准表得到。的临界值分布标准表得到。 优点：优点：能考虑土地利用和路网变化对人们出行产生的能考虑土地利用和路网变化对人们出行产生的影响影响能考虑交通小区出行阻抗对出行分布的作用能考虑交通小区出行阻抗对出行分布的作用缺点：缺点：缺乏对人的出行行为的分析缺乏对人的出行行为的分析短距离区内出行比例被夸大预测短距离区内出行比例被夸大预测讨论：重力模型的优缺点？讨论：重力模型的优缺点？作业作业自行编制小程序或用计算软件求解例自行编制小程序或用计算软件求解
26、例3-12大作业准备大作业准备1、以小组为单位设计校内、以小组为单位设计校内OD调查或校外调查或校外衔接衔接OD调查表格和方案调查表格和方案2、11月月1日班长利用课堂时间组织讨论形日班长利用课堂时间组织讨论形成一套较为完善的方案（两个班单独教室）成一套较为完善的方案（两个班单独教室）3、上交各个小组制定的原始调查表格和、上交各个小组制定的原始调查表格和方案，班长提供讨论的会议纪要方案，班长提供讨论的会议纪要一、下次补课时间：一、下次补课时间：11月月8日（周四）日（周四）二、上交的作业（电子版）：二、上交的作业（电子版）：1、将各位同学单独完成的交通生成和分、将各位同学单独完成的交通生成和分布预测作业收齐布预测作业收齐2、将各小组独立完成的调查方案收齐、将各小组独立完成的调查方案收齐3、每班各推选一位代表汇报调查经过大、每班各推选一位代表汇报调查经过大家集体讨论完善后的方案家集体讨论完善后的方案
