交通需求预测四阶段法概述
需求预测与模型总结
需求预测方法及模型总结学院：交通运输工程学院专业：交通工程班级学号：071412127学生姓名：刘学鹏指导教师：秦丹丹完成时间：2015-11-26需求预测方法及模型总结交通需求预测是交通规划中的核心内容之一。
交通发展政策的制定、交通网络设计以及方案评价都与交通需求预测有密切的关系。
现代交通规划理论中的交通需求预测习惯上被分为四个阶段，即交通产生预测、交通分布预测、交通方式分担预测及交通网络分配。
下面就对交通需求预测的四阶段法以及其各自的模型进行总结。
一、交通生成预测Ⅰ、增长率法增长率法是根据预测对象（如客货运量、经济指标等）的预计增长速度进行预测的方法。
预测模型的一般形式为： Qt =Q（1+α）t增长率法的关键在于确定增长率，但增长率随着选择年限及计算方法的不同而存在较大的差异。
所以增长率法一般仅适用于增长率变化不大且增长趋势稳定的情况，其特点是计算简单，但预测结果粗略，较适用于近期预测。
Ⅱ、乘车系数法乘车系数法又称为原单位发生率法，类似于城市交通预测中的类别发生率法，它用区域总人口与平均每人年度乘车次数来预测客运量。
模型的形式为：Q t =Ptβ乘车系数可以根据指标的历年资料和今后变化趋势确定，但是乘车系数本身的变动有时难以预测，各种偶然因素会使其发生较大波动。
此外，人口、职业、年龄的变化也使系数很难符合一定规律。
Ⅲ、产值系数法产值系数法是根据预测期国民经济指标值（如工农业总产值、社会总产值、国民收入等）和确定的每单位指标值所引起的货运量或客运量进行预测的方法。
模型的形式为：Q t =MtβⅣ、弹性系数法弹性系数法是通过研究单位社会经济指标产生的小区交通出行量，预测将来吸引、发生量的一种方法。
此法是综合考虑我国经济发展水平和产业结构和发展趋势，参考O、D调查区域社会经济有关文献资料，确定弹性系数的大致范围，结合所得出的历史弹性系数及所处区域位置及相关运网历史交通量与直接影响区历史经济量的回归分析作为进一步的分析手段，确定出项目影响区的交通增长弹性系数，依此进行发生、吸引交通量预测。
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
@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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@城市交通需求分析与发展预测
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
交通规划四阶段法预测第二阶段
j
j
该方法是Detroit（底特律）市1956年规划首次被开发利用， J.D.Carol提出的。
特点：
考虑的因素较平均增长率法全面；但同样是收敛速度慢，需 要多次迭代才能求得将来年的分布交通量。
求将来 OD 分布交通量（单位：万次）。设定收敛标准ε=3%
D O
1
2
3
现状值 将来值
1
4
2
2
8
20
2
3
2）阻抗问题：分区内的出行，阻抗不易确定。若Rij接 近于0，则出行分布量将产生偏大的估计；其解决方法是：
一是qii不用引力模型，用其他方法，作为第1次近似值。如 以分区规模和交通服务条件作自变量建立回归分析模型；
二是修改分布阻抗，采用更一般的函数关系f(Rij)；
第三节 重力模型法
常见的交通阻抗函数有：
Rij a1twij a2ttij a3tvij a4tnij a5Fij a6 j
式中：twij－到达或离开车站的步行时间； ttij－在车站的等待时间； tvij－i到j在车旅行时间； tnij－i、j间发生的换乘时间； Fij－i、j间出行需要的费用； φj－i到j的节点费用（特别是停车）； δ－随机变量，代表未被包含的属性，如安全、舒适和方便性等； a1，a2，…a6－各费用元素的权重；它们将各种属性转换成合适的度量单 位，如货币或时间。
R广义费用（又叫交通阻抗），可以是出行时间、距离、费 用、票价、油耗或指标的综合。
（模型构造上不能保证预测值满足交通守恒约束条件）
费用可以用距离、时间或货币来表示。一般地，可 通过一个统一的度量来表示，通常将这个度量称为出 行的广义费用。它是典型的出行属性的线性函数，该 函数的系数代表着属性的重要程度（权重）。如交通 方式k的广义费用的一种可能表达形式为：
20140926四阶段法
]
（4）熵模型
二、交通需求预测的一般原理
预测方法 优点 缺点
增长率
1. 构造简单易懂 1. 要求基准当年有 2. 不需要小区间距离 完整的OD表 3. 对各种交通目的、时 2. 当预测对象（交 间的OD预测都适用 通时间、土地性 4. OD表周边分布变化 质）发生较大改 较小时特别有效 变时不适用 5. 计算铁路旅客OD分 3. 现状交通量为0 布很有效 时不适用
二、交通需求预测的一般原理
1、交通产生预测 交通产生预测即是建立交通小区内居民出行或货物 发生量与吸引量与小区土地利用、社会经济等特征 变量之间的关系，预测未来小区的交通产生量、吸 引量。常用的方法包括：增长率法、聚类分析法、 回归分析法。
二、交通需求预测的一般原理
增长率法 增长率法是根据预测对象（如人口、客货运量 、经济指标等）的预计增长速度进行预测的方 法。 ������������ = ������0 1 + ������ ������ 增长率法的关键在于确定增长率，但增长率 随着选择年限的不同及计算方法的不同而存在较 大的差异。特点是计算简单，但预测结果粗略， 较适于近期预测。
将来OD
1 T 2 3 合计 20 20 25 65
25
18
22
1 2 3 1 10.5 4.3 5.0 2 6.7 8.7 8.2 3 5.9 7.4 8.3 合计 23.1 20.4 21.5
20 / 8 25 / 9 T11 4( ) 2
二、交通需求预测的一般原理
B、 Fratar模型 Fratar模型考虑了OD量起点与终点区 之间的吸引强度，预测结果优于平均增长系数模型， Fratar模型的具体形式为 ������������������
第3章_交通需求预测 [兼容模式]
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发 生 交 通 量
D j …...
Om Dn T
生成交通量
吸引交通量
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1. 原单位法
1）原单位计算 首先分别计算发生原单位和吸引原 单位，然后根据发生原单位和吸引原单位与人口、 面积等属性的乘积预测得到发生与吸引交通量的值 。 D j = cx j Oi = bxi
发生、吸引交通量与生成交通量的关系
O D
3.2.2 生成交通量的预测方法
生成交通量的预测方法主要有原单位法、 增长率法、交叉分类法和函数法。 l 还有利用研究地区过去的交通量或经济指 标等的趋势法及回归分析等方法。
l
1
2
…...
j …...
n
1 2 …... i …... m 合计
合计 O1
O2 …... Oi …... D1 D2 …...
其中，i, j： 交通小区； x ：属 性变量（土地利用类别、面积、常住人口等）； b ：某 出行目的的单位出行发生次数（次/日·人）； c ：某 出行目的的单位出行吸引次数（次/日·人）。
1. 原单位法
2） 发生量或吸引量校正l来自用研究区域的生成交通量对推 算得到的各个小区的发生量进行校正。
假设生成交通量 T由全人口 P与生成原单位p得到，则
【例 3-3】 设 某 区 域 现 在共 有 500家 庭 ，其中 250户 每户 拥有 1辆小 汽 车，另 外 250户 没 有小 汽 车，有汽 车家 庭 出行发生原单位为 6.0次 /天 ， 无汽 车家 庭 为2.5 次 /天。 假设 未 来所有家庭都 有1辆 小汽 车，家 庭收入和人口 数不变， 用增长 率 法求出 规划年 的出行发生量 。
城市轨道交通客流预测四阶段法及其在TransCAD中的应用
城市轨道交通客流预测四阶段法及其在TransCAD中的应用城市轨道交通线路各设计年度的客流预测工作是轨道交通设計工作中的一项重要基础内容，客流预测结果是后续设计专业的重要依据。
四阶段法是城市轨道交通客流预测中常用的一种预测方法，具有系统性和全面性。
通过总结四阶段法在TransCAD 中的应用过程，对客流预测整个过程进行分析总结，提出基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法，并应用于工程项目中，对设计工作者具有一定的参考价值。
标签：城市轨道交通；客流预测；四阶段法0 引言城市轨道交通客流预测是项目进行必要性、可行性及功能定位研究的重要依据，预测结果的正确与否对于确定城市轨道交通的系统制式、线网的规模大小、线路的走向、站场的规模起着非常关键的作用[1]。
在掌握城市总体规划和交通规划、获取轨道交通线路信息等相关资料后，在城市轨道交通项目前期规划阶段，可在TransCAD 中运用四阶段法进行轨道交通线路的客流预测，得出相应的客流预测结果。
四阶段客流预测方法起源于城市交通规划，在实际的预测工作中应用良好，目前我国北京、天津、上海等地均使用此方法进行轨道交通客流预测。
四阶段法在前期基础数据调查时，需要大量的时间和精力进行调查和数据处理，且需求预测模型与轨道交通客流适应性需进一步验证优化。
因此，使用四阶段法进行轨道交通客流预测时，在不同的阶段有不同的目标要求和工作要点，应根据不同阶段客流预测深度选择合适的工作模式和预测模型。
1 基于四阶段法的城市轨道交通客流预测方法1.1 四阶段交通模型预测方法四阶段交通模型预测方法是将交通产生、交通吸引、出行分布、方式划分等相关因素建立数学模型，通过交通分配来进行预测的方法。
与其他预测方法相比，四阶段交通模型预测方法更适用于城市轨道交通预测，主要分为 4 个阶段：出行生成、出行分布、方式划分以及交通分配。
（1）出行生成阶段。
预测研究区域中的每一个小区产生和吸引的出行数量。
这个阶段仅关心每个小区产生和吸引的出行数量，但不关心出行起讫点之间的联系。
专题4：城市客运交通需求预测
城市经济发展预测 - 1
预测依据：
(1). 城市发展纲要 (2). 城市总体规划 (3). 城市历年经济发展规律 (4). 增长率控制
城市经济发展预测 - 2
绍兴市国内生产总量预测
2500
1995-2000年增长率：16% 2000 2001-2005年增长率：12%
2006-22001090年增长率：8%
人口的出行特征与城市居民相似。因此，一般不 单独预测暂住人口的出行生成量，而将其纳入城
市居民总人口。
说明2：城市流动人口的出行生成量预测应单独
进行，方法与居民类似（出行目的划分不同）。
交通分布预测
确定各交通区之间的交通流
城市居民出行量分布预测
城市居民出行量分布预测模型
一. 增长系数法 二. 重力模型法 三. 介入机会模型 四. 极大熵模型
居民出行产生与吸引总量平衡
城市居民出行总量预测 -2
无锡市分目的出行量预测
（单位：万）
500 400
451.75
300 200 100
213.86
96.09
111.31
30.49
0 上班 上学 弹性 回程 总计
城市居民出行量发生预测
吸引
产生
回程 弹性 上学 上班
说明1：大量典型城市调查结果表明，城市暂住
i
i
(i,j=1, ... n)
i
T(i,j)
j
发生强度
吸引强度
重力模型法分布预测
已知各交通区之间的交通阻抗 模型
1. 无约束重力模型
2. 单约束重力模型 3. 双约束重力模型
无约束重力模型
X(i,
j)Biblioteka kTi•Uj tij
交评四阶段法（结合实例操作）
交评四阶段法（结合实例操作）绝对是干货，不是为了挣下载币我都不会摆出来适用人群范围：没交通背景人群1、关键参数道路的通行能力：4800 3000 1600车速：80 60 40总用地面积：约400公顷建设用地面积：约320公顷交通小区个数：14个，相当于每个交通小区37公顷（30-40公顷）2、具体操作已经画好的CAD图如何转入TC做交通四步法预测分析到底需要输入那些要素1、先导入路网，路网要检查连接性有了小区（面）跟道路（线）数据，需要将两者链接起来——质心线小区质心（面的重心）——打开面，工具，输出，选择以质心文件的形式输出链接小区质心与线——打开线（）需要的要素：控规方案的人口用地的布局（）上层交通规划道路干线（各级道路名称，宽度）好像主要干道才考虑，较为次级的没怎么考虑【】、准备好面要素（交评小区）、线要素（交评所涉及的道路路网），各条路网相应的属性，各交评小区的P/A、建立质心节点，使得道路网与交评小区链接上。
链接上的道路成为质心杆，质心杆被假设为承载量无限大，通行时间非常短；（这一步末尾选中新建的质心杆，不知道是为何用）、建立网络，将所有的线（Link）与节点（Node）都继承下来————至此，路网创建完成【交通分布阶段】、建立交通阻抗矩阵【交通分配阶段】自己的理解：在上一步计算得到OD交通分布之后（其实就是各个小区的PA生成量，成果是一个矩阵与一个柱状图），在此基础上，软件做了一部将矩阵的行列ID换为质心节点的ID号，其实质为将面状的交通生成量移植到线上，而这个移植的第一步为转到质心连杆上，而质心连杆跟质心是一一对应的。
利用实测车流量，反推OD，需要的参数有通行时间、道路通行能力、车流量重力模型推导OD分布1、Gravity Calibraion1、初始OD矩阵反推：通过车流量、通行时间、通行能力三个关键的参数，反推初始状态的OD 需要输入的参数：OD_base0初始矩阵、道路网数据至此得到的OD初始矩阵，即可得到现状的产生、吸引量2、产生量、吸引量预测：这一步需要三个参数：A、现状的产生、吸引量（即上述所求）B、现状的人口、GDP数据C、未来的人口、GDP数据OD反推的界面我们使用的反推方法是：User Equilibrium（用户平衡法）需要的条件：路网、网络、现状车流量数据其实就是从现状的车流量，反推出OD出行分布量OD矩阵，他的行列是交通小区，矩阵内容是小区之间的车流通量；得出来的现状OD矩阵，可以在下一阶段推测未来的OD矩阵视频里面是通过现状的PA以及现状的人口、经济数据回归拟合得出规划年份的PA，而实际计算的话就直接用规划方案来弄就好了。
交通规划的四阶段法(免费)
交通规划的四阶段法
四阶段法是以1962年美国芝加哥市发表的《Chicago Area Transportation Study》为标志，交通规划理论和方法得以诞生。
1962年美国制订的联邦公路法规定凡5万人口以上城市，必须制订以城市综合交通调查为基础的都市圈交通规划，方可得到联邦政府的公路建设财政补贴。
该项法律直接促成交通规划理论和方法的形成和发展。
开始，交通预测只是关于交通发生、交通分布、交通分配三个阶段的预测。
20世纪60年代后期，日本广岛都市圈的交通规划首次提出了对不同交通方式进行划分这一新的预测内容。
此后，交通规划变成了交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配四个步骤，这就是交通规划的四阶段法（也叫四步法）理论。
后来人们将交通方式划分与其他三个步骤做了不同形式的结合，相应的得出各类预测方法。
这些都归入四阶段法。
根据历史和现状的交通供需状况与地区人口、经济和土地利用之间的相互关系的分析研究，对地区未来不同的人口、土地利用和经济发展情形下，交通运输发展需求的分析和预测，确定未来交通运输设施发展建设的规模、结构、布局等方案，并对不同的方案进行评价比选，同时提出建设实施方案的一个完整过程。
城市交通需求与预测
需求预测step4:交通流分配
交通流分配是交通量预测最后一个步骤，一般不作为需求预测的步骤， 把它作为道路运行评价分析。在这需要路网及出行OD矩阵。出行OD矩阵 主要为机动车OD矩阵，就是将之前的客流OD矩阵换算成pcu出行OD，然 后在路网中进行分配。主要方法有全有全无，用户均衡，随机用户均衡等 方法。 这里值得注意的是各条道路的BRP函数的指标(alfa,beta)确定。可 由相关的资料查到。 交通预测完之后还需进行道路运行评价，这个则根 据各个城市的特色做相应的分析。
需求预测step:3 主要考虑出新距离的远 近及各个小区之间的出行效用。这是交通需求预测中 最为繁琐的一个步骤。 根据不同的出行距离，不同的 出行效用，划分交通方式的比例。方式划分的方法主 要有logit模型，距离－出行概率模型，也可将这些模 型进行合并。 模型参数的确定可根据相关城市的资料 或经验值确定，使模型适应于该城市。最后得到各个 出行方式的比例将作为主要主要指标进行控制。
需求预测step1：交通生成
交通生成主要是确定各个交通小区的交通产生吸引量。国内外介 绍的方法也很多，主要考虑该小区的居住人口及土地利用性质。 首先将规划期总人口根据土地利用性质，主要考虑居住用地的大 小分，摊至各个小区。还将预测各个小区的就业人口数，总的就 业人口数可由城市总人口和就业率确定，然后根据各类就业岗位 的比例，分摊至各个小区的就业岗位。 在得到各个小区的居住人口数及就业岗位数之后，将交通产生吸 引量根据出行目的分为基于家工作(HBW)，基于家上学(HBS)，弹 性出行(ELA，在此也可再详细分，不做叙述）。HBW吸引考虑小 区的就业岗位吸引率，HBS吸引量就学岗位吸引率，ELA则主要考 虑商业岗位、娱乐岗位等岗位的吸引率。然后将三类出行目的的 交通生成合并，合并也可放在各个出行目的交通分布、交通方式 划分后，这里为简单起见，先做合并，得到总的交通生成量（即 P和A）。
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原单位法
求得原则： 1. 个人原单位法：用居住人口或就业人口每人平均的交通生成量来进行推算。 2. 面积原单位法：以不同用途的土地面积或单位办公面积平均发生的交通量来预测
。 其中人口单位出行预测法是进行生产交通量预测时最常用的方法之一。
聚类分析法
基本思想：把家庭按类型分类，从而求得不同类型家庭 的平均出行率。
集计分析与非集计分析的区别 非集计分析的背景 模型分类 1. Probit模型 2. Logit模型
第八章 交通流分配
交通量分配的基本概 念，原理，方法
非平衡分配模型和算 法
平衡分配模型和算法 随机均衡分配模型 动态交通流分配
第一节 交通流分配基本概念
第二节 非平衡分配方法
第二节 交通方式选择程序
二元选择法：某阶段划分率的计算与前阶段独 立进行。
第三节 划分率经验模型
全域模型 出行端点模型
特点：此模型利用对象区域的固有性质说明其划分率， 从交通角度研究各交通小区的土地使用。
TI模型 径路模型
特点：考虑各种交通方式径路的同时进行交通流分配的模型 。
第四节 非集计交通方式划分模型
需服从的假定： 1. 一定时期内出行率稳定 2. 家庭规模变化小 3. 收入与车辆拥有量总是增长的 4. 每种类型的家庭数量可用相应于该家庭收入，车辆拥有
量和家庭结构等资料所导出数学分布方法来估计 构造聚类分析模型的步骤： 1. 有关家庭横向分类 2. 家庭定位 3. 对每一分类计算其平均出行率 4. 计算各分区出行发生
OD表：
第二节 增长系数法
原理：假设在现状分布交通量给定的情况下，预 测将来的分布交通量。
步骤：
第三节 重力模型法
原理：模拟物理学中的牛顿的万有引力定律，认 为两个交通小区的出行吸引与两个交通小区的出 行发生量和吸引量成正比，与交通小区之间的交 通阻抗成反比。
分类： 1. 无约束重力模型 2. 单约束重力模型
第二节 发生与吸引交通量的影响因素
1. 土地利用 2. 家庭规模和人员构成 3. 年龄性别 4. 汽车保有率 5. 自由时间 6. 职业工种 7. 外出率 8. 企业规模性质 9. 家庭收入 10. 其他
第三节 生成交通量的预测
生成交通量预测方法 1. 原单位法 2. 增长率法 3. 聚类分析法 4. 函数法
① 乌尔西斯重力模型 ② 美国公路局重力模型（B.P.R.模型）
3. 双约束重力模型
第四节 机会模型
第五节 最大熵法
第三章 交通方式划分
交通方式划分的 影响因素
交通方式划分的 主要方法
交通方式划分模 型
第一节 交通方式选择的影响因素
交通特性 出行者属性 地区特性 出行时间特性
第四节 发生与吸引交通量的预测
预测方法 1. 原单位法 2. 增长率法 3. 聚类分析法 4. 函数法
第二章 交通的分布
分布交通量预测的大熵法
第一节 基本概念
分布交通量预测要解决的问题是在目标年各交通 小区的发生和吸引量一定时，求出各交通小区之 间将来的交通量。
非平衡分配模型分类
非平衡分配模型方法
交通需求预测四阶段法 概述
2020年5月26日星期二
交通需求预测四阶段法概述
四阶段法： 1. 交通的发生
与吸引 2. 交通的分布 3. 交通方式划
分 4. 交通流分配
第一章 交通的发生与吸引
相关概述 交通发生与吸引的影
响因素 出行生成预测 出行发生和吸引预测
第一节 概述
本阶段的任务
求出对象地区的交通需求总量，即生成交通量。然后再此 量的约束下，求出各个交通小区发生与吸引交通量。