10第十讲 乘客需求与客流分配

预测模型的输入和输出列表
输入 1. O-D调查 输出 1. 基准年的Transit-A已有客流和来自 竞争者的潜在客流的增长
2. 居民调查
2. 线性回归模型的影响因素权重
3. 基于当地区域交通规划估计公交客流需 3. 由基准年Transit-A的客流按低、中、 求 4. 区域新线路服务假设 高水平推算目标年Transit-A的客流 4. 估计新增Transit-A线路的客流
对于给定的 网络/线路
竞争公交 路段的相 关O-D需求
目标年的O-D需求矩阵
自学： 多项式Logit模型（MNL）
公交需求预测
路径选择 假如已知选择公交出行方式的人数、起讫点以及出 行时间，接下来的问题就是需要确定他们应该选择哪条 路径（直达或换乘）去往目的地。
公交需求预测
路径选择 公交网络最重要的特征之一就是存在线路的重叠， 即在同一个路段上运营的公交线路共享同样的站点。其 结果是，同一个O-D对之间可能有不止一条的公交路径可 以选择。路径选择的关注点是乘客在车站选择最有效率 线路的过程； 现实中的客流分配方法还有另一个复杂的问题，就 是多种公共交通方式（公交、轻轨、地铁等）和步行方 式共存的现象，并且每种方式都有其特性。另外，乘客 对每种方式的感知也不同。 此处的例子中只讨论一种公共交通方式的情形。
对于给定的数据: 时刻表、车辆、排班的均衡与优化
乘客需求与分配 的分析
服务、网络和线路设计: 排班相关要素的优化
引言
研究公交需求的目的是通过采集并分析当前的和未来的有关 公交数据，利用模型来估计和评价乘客需求。公交需求的研究及 其建模在任何公交规划过程中是必不可少的。
传统的交通规划实践基于四阶段法：
的方法。
影响公交需求的因素
TranSystems等（2006）根据对美国交通部门的大量调查， 对提高公交需求影响最大的、与策略相关的办法和手段 进行了如下分类（按照效果递减排序）： 服务调整或改善（增加线路覆盖率；重建线路；改进时 刻表/线路协调；提高服务频率；增加服务时间；提高可 靠性/准点率；提高行驶速度和减少停站；定制服务；改 进乘客设施；新型/改进的车辆；提高安全性）；
需求函数
从数学上将需求表示成影响因素（自变量）的函数，即：
D f = f(y1 , y2 ,..., ym )
D f 是公交需求（乘客数）， yi , i 1,2, , m 是影响 其中： 因素。 一般来说，需求函数公式是一种抽象函数形式；具体函数 形式需要应用统计技术，在实际应用中根据经验得到。
城市公共交通
李宝文
北京交通大学交通运输学院
第十讲 乘客需求与客流分配
公交需求的影响因素
需求函数与需求弹性 公交需求预测 路径选择 客流分配
引言

公交设计问题首先涉及到乘客需求的规模、构成以及分布。它是任何 一个新的、改进的或者重新开始的设计任务中的重要输入参数。本讲 在前后内容中起着承上启下的作用。
基于等待时间策略的路径选择
乘客在有候选线路的公交站点所面临的选择问题是： 乘坐已经到达的车辆还是等待稍后到达但车上行驶 时间较短的车辆？ 这个问题反映了现实的选择情况，即乘客会在两类 重叠的线路中（快车和慢车）分流，而问题的优化目标 就是通过选择最优策略，使得总的旅行时间（包括等待 时间和车上行驶时间）最小。 乘客选择行为的影响因素：每个O-D对之间的行程 时间、车辆到达规律、乘客到达站点的分布、网络中可 行路径的结构。
影响公交需求的因素
TranSystems等（2006）根据对美国交通部门的大量调查， 对提高公交需求影响最大的、与策略相关的办法和手段 进行了如下分类（按照效果递减排序）： 伙伴关系建立和协调（高校以及中小学校的公交服务规 划；交通需求管理策略；私人投资建设的活动中心的公 交服务规划；区域内、部门之间的政策协调；与其它交 通部门的协调；公交辅助设施设计的完善）；

arc i
log Di1 log Di 2 (log Di ) log yi1 log yi 2 (log yi )
需求函数

交叉弹性
在一个竞争的环境中，一种公交服务的影响因素的 变化可能会影响另一种公交服务的需求，这种交叉影响的 灵敏度可通过交叉弹性来表明，数学上表示为：

公交需求预测
公交需求预测主要与线路的相关影响因素变化有关，这 些影响因素的变化引起乘客需求的变化。一旦竞争的公交路 段或新公交线路发生变化，就有必要利用方式划分来确定新 的O-D需求。影响因素值的改变与Transit-A需求之间的关系可 以通过对已有的或潜在的Transit-A用户的不同行为调查进行估 计。需求预测通常是基于路网的，并且可以在已有Transit-A路 网框架上构建其它的网络。每个路网包含有明确的线路集合、 票价、运营方案和不同程度的竞争（与其它公交服务）。除 了研究路网情形外，还可以研究线路情形以分析单条线路， 而且这些线路一般假设相互独立。
影响公交需求的因素
TranSystems等（2006）根据对美国交通部门的大量调查， 对提高公交需求影响最大的、与策略相关的办法和手段 进行了如下分类（按照效果递减排序）： 营销和推广活动（目标营销；大众营销；信息资料的完 备；客户信息和援助手段的改进）；
影响公交需求的因素
TranSystems等（2006）根据对美国交通部门的大量调查， 对提高公交需求影响最大的、与策略相关的办法和手段 进行了如下分类（按照效果递减排序）： 收费和票价结构（提高支付的便利性；区域内统一支付； 简化票价结构；降低票价）。
全部
0.05到0.15
0.2到0.4
全部
0.03到0.1
0.15到0.3
需求函数

Taplin（1997)对悉尼市票价（或出行费用）的直接弹 性和交叉弹性也做了研究，结果如下所示：
方式
火车 单程 周票 0.001 -0.093 0.001 0.001 0.004 0.036 0.042 中转 0.001 0.001 -0.196 0.001 0.002 0.001 0.003 单程 0.057 0.001 0.001 -0.357 0.001 0.001 0.066 公交车 十次票 0.005 0.001 0.002 0.001 -0.160 0.001 0.016 中转 0.005 0.006 0.001 0.001 0.001 -0.098 0.003 0.196 0.092 0.335 0.116 0.121 0.020 -0.197 私家车
影响公交需求的因素
TranSystems等（2006）列出其他一些外部因素：


人口特征和变化（区域人口的一般增长；大量且不断增长 的移民；大量且不断增长的老人；大量且不断增长的旅游 人员；大量的大学生）； 经济条件（就业和未就业水平；人均收入水平；私家车拥 有水平）； 其它替代方式的费用和可利用性（燃油费用和通行费用； 停车费以及停车位可利用性；出租车费用；燃油税；汽车 购买和养车费用；工作单位提供通勤福利的可利用性）；
车票类型
单程（火车） 周票（火车） 中转（火车） 单程（公交） 十次票（公交） 中转（公交） 私家车
-0.218 0.001 0.001 0.067 0.020 0.007 0.053
公交需求预测
假设存在一组公交线路Transit-A，对它的公交需求进 行预测的方法包含如下四个部分：
（1）确定影响Transit-A潜在需求的主要影响因素和它们的权重； （2）对已有Transit-A线路发生的任何变化，采用根据历史需求 图进行增长因子标定的方法来进行需求预测； （3）某些新的Transit-A线路和（或者）竞争线路的票价和（或 者）行程时间发生变化时，对它们所在的O-D对进行方式划分； （4）对预测的某个年限内每一可选网络的Transit-A需求矩阵进 行确定。
需求函数

需求弹性
需求对影响因素 的变化产生的反应（敏感性）称为
需求弹性。即，关于 的需求弹性是需求变化比例和 变化 比例的比值。 直接需求弹性表示主要有两种：节点弹性和边（或弧） 弹性
需求函数
设存在一个需求函数：
Di = f(yi ),i = 1, 2,...,m
关于 yi 的节点弹性可以认为是需求曲线的斜率乘以 yi 和 Di 的比值： Di yi point i ( ) yi Di 边（弧）弹性是通过需求曲线上的两个节点计算的， 采用微分的对数形式表示：
5. 基于当地区域交通规划得到O-D矩阵、 5. 采用MNL方式划分模型预测目标 票价矩阵、出行时间矩阵以及方式划分 模型的校正参数 年的O-D需求，并作为新Transit-A 线路的未来变化的依据
公交需求预测模型框架
民意调查 （基于调查问卷） 主要影响因素： · 票价 · 出行时间 · 等待时间 · 舒适度
市场划分 全部 高峰小时 公交需求对于票价 非高峰小时 郊区上下班者 公交需求对于服务 质量 公交需求对于私家 车的使用费用 私家车用户对于公 交费用 全部 短期 -0.2到-0.5 -0.15到-0.3 -0.3到-0.6 -0.3到-0.6 0.5到0.7 长期 -0.6到-0.9 -0.4到-0.6 -0.8到-1.0 -0.8到-1.0 0.7到1.1

出行产生（与区域相关的出行量） 出行分布（区域之间出行的分布） 方式划分或方式选择（不同交通方式之间的选择） 交通分配（O-D对之间路径的选择以及产生的累积流量）
影响公交需求的因素
公交需求的分析和估计，由于涉及到个体 的集计行为而变得非常复杂。因此，在估计需 求时，需要充分考虑各种影响因素，采取适当
uv i
Diu v yi
yiv u Di
需求函数

交叉弹性
在实际中，交叉弹性很难测定（因为直接影响一般比
交叉影响严重）。交叉弹性可以从直接弹性来计算：