四步骤交通需求预测模型交通方式划分预测
4 四步骤交通需求预测模型(1)概述与出行生成预测
出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
“四阶段”模型内容描述（2）
出行分布（Trip Distribution）
对每个交通小区，它所产生的这 些出行量究竟到那个分区去了？ 它所吸引的这些出行量又究竟 来自哪里？出行分布也就是要 预测未来规划年各个分区之间 出行的交换量
出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
根据以上划分可以看出，伦敦1963年规划把家庭 划分为6×6×3=108类
1 出行生成预测：相关基本概念
（4）出行生成的两种量化表达
出行产生量（Trip Generation）
单位时间内某一个交通小区的出行产生量等于家 庭端点在这个分区的由家出行数，与起点在这个 分区的非由家出行和货物出行的出行数之和
出行吸引量（Trip Attraction）
单位时间内某一个交通小区的出行吸引量等于非 家庭端点在这个分区的由家出行数，与终点在这 个分区的非由家出行数和货物出行数之和
起讫点与产生吸引点的区别
A B 公司和饭店
家
C 客户
1 出行生成预测：相关基本概念
（3）区分出行产生点、吸引点与出行起讫点的意义 由于一个交通小区的交通出行发生量主要是由这 个小区的土地利用形态决定的，而起讫点的概念 与用地形态没有关系 例如：居住用地，其既可以是出行的起点（去上 班），也可以是出行的讫点（下班回家） 从起讫点的概念出发，无法由交通小区未来的用 地模式预测该小区的交通出行发生量
将各交通小区之间出行分布量分 配到交通网络的各条边上去的过 程，预测交通需求PA分布各组成 部分流量具体在道路交通网络上 的交通流量
出行生成 出行分布 方式划分
交通分配
“四阶段”模型功能说明
“四阶段”模型用于进行交通需 求预测，以用地和社会经济等 相关数据作为输入，通过“四 阶段”模型进行处理，得到未 来年每个路段的交通流量数据， 以预测的未来年路段交通流量 数据为基础进行新建道路或者 道路拓宽等交通设施建设依据
道路交通规划基础2四阶段法
口或单位经济指标等）交通产生、吸引量，如假定其是
稳定的，则根据规划期限各交通区的用地面积（人口量
或经济指标等），便可进行交通生成预测。
ü 把现状已有的交通小区的产生、吸引量乘上增长率，得
到各小区未来年的产生、吸引交通量。
ü 增长率法特点：简洁方便。但是增长率确定过于粗略，
精确度较低。
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@城市交通需求分析与发展预测
步行
自行车 汽车 摩托车
公共汽车 轨道交通
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n 阶段三：方式划分
➢ 交通方式划分模型 1.转移曲线：
根据大量的调查统计资料绘制的各种交通方式的分担率与 其影响因素之间的关系曲线。
特点是简单直观。 2.函数模型
线性模型（最为简单） Logit模型
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n 阶段一：出行生成（交通的产生与吸引）
2. 原单位法： ü 是将单位交通源产生的平均交通量作为原单位，将原单位
与总单位数量相乘而得到整个研究地区的总生成交通量。 ü 常使用的原单位有：居住人口每人平均产生的交通量、就
业人口每人平均产生的交通量、不同类型的家庭每户平均 产生的交通量、不同用途土地单位面积平均产生的交通量。 ü 原单位的现值是从OD调查结果中分析得到。最常用的方法 是函数法。
OD交通量
个人属性
轿车利用层
方式选择层
公交利用层
轿车
公交车
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@城市交通需求分析与发展预测
n 阶段三：方式划分
➢ 交通方式选择类型
3.集计选择：以交通小区为单位
4.非集计选择：以个人为单位
5.二者择一
步行、自行车
交通规划作业答案
(1) 简述交通需求预测的内容和步骤.现在交通预测中普遍采用的是“四阶段模式”，即交通生成、交通分布、交通方式、交通分配四步骤的交通预测程序。
（1）交通生成预测交通生成预测包括出行产生预测和出行吸引预测。
因为两者的影响因素不同，前者以住户的社会经济特性为主，后者以土地使用的型态为主，故须将出行产生和出行吸引分别进行预测，以求其精确，也利于下一阶段出行分布的工作。
（2）交通分布预测交通分布预测是要找出各交通分区之间的出行交换量，即要得出由交通生成预测的各出行端交通量与区间出行交换量的关系问题。
（3）交通方式划分预测交通方式划分即交通工具分配与选择，就是指人出行次数在不同的交通方式之间进行划分，这主要是对客运交通而言的，对货运交通规划目前无需进行这一步程序，这是因为城市市内货运交通一般只有卡车交通一种，毋须进行方式预测。
（4）交通分配预测在掌握了各分区的出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。
交通分配就是已知各分区之间的出行交换量，具体地确定它们所选用的路线、所使用的道路的方法，也就是对城市各条道路所分担的交通量进行预测。
(2) 简述城市交通规划包含的主要内容。
答：城市交通规划是指为城市居民的交通行为提供合适的交通设施，改善以致优化城市交通条件，并创造良好的城市环境，城市交通规划是城市规划的一个主要内容。
城市交通规划通过对城市交通需求量发展的预测，为较长时间内城市的各项用的、交通设施、交通项目的建设与发展提供综合布局与统筹规划，并进行综合评价，它是解决城市交通问题的有效措施之一。
一般包含以下工作：①总体设计（工作机构、责任分工、总体设计、目标设计）；②交通调查（社会经济调查、交通设施调查、居民出行调查、汽车货运调查、公交运行调查）；③交通需求预测（社会经济发展预测、居民就业就学预测、居民出行分布预测、客运交通需求预测、货运交通需求预测）；④方案制定（近期交通治理、中长期道路网规划、公共客运系统规划、静态交通规划、远期交通发展规划）；⑤方案评价（网络总体性能评价、交通质量评价、经济效益评价、交通环境评价）；⑥信息反馈与方案调整（交通网络结构调整、交通方式结构调整、土地利用调整、交叉口等级及规模调整）。
四阶段发的局限性以及未来的发展趋势
四阶段法的局限性及未来的发展趋势摘要：在交通需求预测中,经典的四阶段法广泛应用于实际之中并被大家所认可。
但随着社会经济的不断发展,四阶段法的局限性也显现无疑。
非集计模型具有很多集计模型无法比拟的优点，开始引起人们的关注并发展起来。
可以预见，随着对非集计模型研究的深入，该模型将在包括交通在内的许多领域得到更广泛的应用。
关键词:交通需求预测四阶段局限未来发展正文：四阶段法的局限性四阶段法以居民出行调查（person trip survey）为基础，由发生／吸引交通量(trip generation／attraction）、分布交通量(trip distribution）、交通方式划分(modal split）以及交通量分配（traffic assignment）四个基本阶段组成。
在交通需求预测四个阶段的基础之上，各个阶段又都有具体的理论和相应的模型,其中较具代表性的研究有Fratar法、Furness法、最大熵法、最短路径探索法以及交通网络均衡理论等。
进入20世纪70年代，这些理论日益趋于成熟。
然而,随着上述理论和方法的广泛应用，四阶段预测法自身的问题日益显露出来，其中较为突出的问题为对交通方式划分方法存在争议，预测过程数据量大、耗时长，交通服务水平变量不协调，小区划分主观性大等。
1.1交通方式划分存在很大争议交通方式的划分方法一般是在求出分布交通量(OD交通量) ( ：出行的发生, 吸引点)后，再求出各种交通方式的小区间交通量 m(m:交通方式).在实际的交通规划中，人们根据已有的数据建立了时间差、时间比等交通方式划分曲线，并且假设未来交通方式的划分仍然保持不变，从而根据这些曲线来进行交通方式划分。
相比于四阶段法中的其他三个阶段．由于这些曲线整体缺乏可靠的理论依据，而且“交通方式划分保持不变”这一假设也不符合客观规律．因而遭到质疑和争议。
1．2 预测过程数据量大、耗时长一般地，为了更好地进行交通需求预测，四阶段法需要有初始的OD表(Origin—Destination Table）。
交通需求预测四阶段法概述
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间的全方式交通分布量； 未来年各小区间的全方式交通分布量； 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 方式选择的样本数据（标定模型参数用） 方式选择的样本数据（标定模型参数用）
常用方法： 常用方法：
转移曲线法 概率模型
P = e / ∑e
现状年各小区的发生与吸引交通量； 现状年各小区的发生与吸引交通量； 社会经济与土地利用基础资料。 社会经济与土地利用基础资料。
常用方法： 常用方法：
s ∑ Oi = ∑ D j 原单位法 i =1 j =1 D j = ∑ cs x js 交叉分类法 s 回归分析法 Y = a + m a X ∑ i i 0
交通需求预测四阶段法
石家庄铁道大学 交通运输学院 闫小勇 kaiseryxy@
提纲
1 2 3 4 5 交通生成预测 交通分布预测 交通方式划分 交通分配 总结
1 交通生成预测
预测目的： 预测目的：
未来年各小区的发生与吸引交通量。 未来年各小区的发生与吸引讲到此结束
谢谢各位网友！ 谢谢各位网友！
k ij k
Vijk
Vijk
Vijk = α ⋅ Tijk + β ⋅ Fijk + γ k
4 交通分配
预测目的： 预测目的：
将各种方式的分布量分配到交通网络上， 将各种方式的分布量分配到交通网络上，求出各路 段上的交通流量等。 段上的交通流量等。
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间某种交通方式的分布量； 未来年各小区间某种交通方式的分布量； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 现状年路段观测流量（标定模型参数用） 现状年路段观测流量（标定模型参数用）
交通规划要点总结
第一章：1.交通规划概念：所谓交通规划，是指根据特定交通系统的现状与特征，用科学的方法预测交通系统交通需求的发展趋势及交通需求发展对交通系统交通供给的要求，确定特定时期交通供给的建设任务、建设规模及交通系统的管理模式、控制方法，以达到交通系统交通需求与交通供给之间的平衡，实现交通系统的安全、畅通、节能、环保的目的。
2.交通规划原则： 1）交通系统建设服务于经济发展原则2）综合运输协调发展原则3）局部服从整体原则4）近期与远期相结合原则5）需要和可能相结合原则6）理论与实践相结合原则3.交通规划指导思想：交通规划的指导思想因交通规划类型、层次不同及规划区域不同而不同，没有统一的标准，应结合当地实际情况制定。
但一般来说，在制定交通规划的指导思想时应考虑以下要求。
1）要有战略高度2）要有全局观点3）体现可持续发展理念4）符合经济发展要求4.交通规划的期限：交通规划一般分近期、中期、远期三个阶段。
（1）近期以距基准年1-5年为宜，最长不超过10年；（2）中期以距基准年5-15年为宜，最长不超过20年；（3）远期距基准年15-30年为宜，最长不超过50年。
第二章：1.交通调查的内容：道路交通规划可分为城市道路交通规划和区域公路交通规划两大类，相应的调查内容有所不同，但具体的调查内容都可以划分为基础资料、交通需求、交通设施、交通现状四大项。
2.交通调查专业术语：（1）出行：出行指人、车、货为完成某一目的（如上班、上学、购物等）从起点到讫点的全过程。
出行“起点”指一次出行的出发点，即o点；出行“讫点”指一次出行的目的地，即D点。
起讫点都在调查区内的出行称为境内出行，起讫点在调查区外的出行称为过境出行。
起讫点在同一交通区的出行叫做区内出行，起讫点分别位于不同的交通区的出行叫做区间出行。
（2）小区形心:指交通区出行端点（发生或吸引）密度分布的重心位置，即交通区交通出行的中心点，不是该交通区的几何中心。
（3）期望线：又称愿望线，为连接各交通区重心间的直线，是交通区之间的最短出行距离，因为反映最短距离而得名，其宽度表示交通区之间出行的次数。
5 四步骤交通需求预测模型(4.1)交通分配
交通规划理论与方法（4）——
“四步骤”交通需求预测模型
西南交通大学交通运输学院
杨 飞 （博士、讲师）
交通运输学院
主要内容
交通分配的基本问题描述
交通分配作用 基本概念： 路径与最短路径、交通阻抗、交通均衡问题、非均衡 问题、交通网络的数学化表示
非均衡分配方法
如全有全无分配法、单路径分配法等 B-L均衡分配法（重点）
4.3 基本概念
（4）交通阻抗 A.路段阻抗的函数关系确定 通过实测数据进行回归分析或者理论研究两种方 式对于公路走行时间函数研究
其中被广泛应用的是由美国道路局（BPR –Bureau of Public Road）开发的函数，被称为BPR函数
4 交通分配
4.3 基本概念 （4）交通阻抗 A.路段阻抗的函数关系确定 时间-流量函数曲线变化特征猜想
如果两点之间有很多条路线可供出行者选择那每个出行者自然都选择最短路径随着这两点之间交通量的增大其最短路径上的交通流量也会随之增加增加至一定程度之后这条最短路径的走行时间就会因为拥挤或堵塞而变长以至长过次短路径的走行时间于是就有一部分道路利用者会选择次短的道路随着两点之间的交通量继续增加两点之间的所有道路都有可能被利用特大城市支路的利用4交通分配45交通均衡基础问题道路网均衡状态特征如果所有的道路利用者都准确知道各条道路所需的行走时间并选择走行时间最短的道路最终两点之间被利用的各条道路的走行时间会相等没有被选择的道路的走行时间会更长两点之间被利用的各条道路的走行时间会相等没有被选择的道路的走行时间会更长这种状态被称之为道路网的均衡状态1952年wardrop给这种均衡状态下了准确定义4交通分配45交通均衡基础问题wardrop第一原理在道路网利用者都知道网络的状态并试图选择最短路径时网络会达到这样一种均衡状态
交通需求预测四阶段法
交通分布
交通分布
交通方式划分
交通方式划分
交通流分配
第5页
交通流分配
第6页
OD表（预测基础）
q
j
ij
Oi
qij
q
i
ij
Di
q O D
ij i i j i jjLeabharlann T第8页2
2014/3/12
（1）求出现状发生与吸引原单位 小区1的发生原单位：28.0/11.0=2.545【次/（日∙人）】 小区1的吸引原单位：28.0/11.0=2.545【次/（日∙人）】 ……
例3 试利用给出的现状分布交通量、将来发生与吸引交通量和平均增长 系数法，求解三交通小区将来的分布交通量。设定收敛标准为 3%
FOmi U i / O im F Dmj V j / D jm
步骤4：求第m+1次分布交通量的近似值 qij 步骤5：收敛判别
m 1
O
m1 i
q
j i
8
2014/3/12
交通分配
9
原单位法小结
现状发生与吸引原单位
原单位×未来年人口
增长系数法：平均增长率法、底特律（Detroit） 法、弗雷塔（Fratar）法等； 重力模型法：无约束重力模型、美国公路局重力模 型、双约束重力模型等；
将来发生与吸引交通量 前提条件：单位出 行次数视为不随时 间变动的量
是 结果 （OD表） 否 调整
算法思想：将OD交通量分成若干份（等分或不等 分）；依次将每一份OD交通量分配到网络中；每 次分配一份OD交通量到相应的最短径路上；每次 均计算、更新各路段的行驶时间，然后按更新后 的行驶时间重新计算最短径路；下一循环中按更 新后的最短径路分配下一份OD交通量。