基于非集計模型的軌道交通客流需求預測方法研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國大中城市機動化水平不斷提高,私人機動車保有量迅速攀升,北京市城市交通需求持續(xù)增長,而城市土地資源的供給日趨緊張,道路供需矛盾突出。單純依靠擴展路網(wǎng)、加大道路建設力度已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求。合理分配道路資源,提高道路資源利用率,是國內(nèi)外各大中城市交通發(fā)展的普遍規(guī)律。 公共交通系統(tǒng)作為城市交通系統(tǒng)的主體,在世界各發(fā)達國家的城市交通中發(fā)揮著舉足輕重的作用。軌道交通具有運輸能力大、運營速度高、污染少的優(yōu)點,

2、是今后我國各大城市交通發(fā)展的重點。軌道交通客流預測是進行軌道交通投資決策的基礎,也是確定軌道交通系統(tǒng)路網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)和規(guī)模的重要依據(jù)。然而,從整體上來看,我國的軌道交通需求預測的結(jié)果不盡如人意。其中,需求預測方法本身的問題令人矚目。 針對傳統(tǒng)預測方法存在的由于數(shù)據(jù)集計產(chǎn)生的問題,非集計模型是以出行者的效用為基礎描述出行者行為的模型,以出行者個體為研究單位,減少了傳統(tǒng)方法的集計預測誤差,可以得到更為有效的需求預測結(jié)果。本論文的研究依托

3、國家自然科學基金“基于非集計模型的城市軌道交通需求預測方法研究”,探討適合于我國的軌道交通需求預測方法,研究工作以建立基于出行行為調(diào)查和分析的軌道交通客流預測模型為目標,結(jié)合非集計模型和四階段預測的基本理論,以北京市實際調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎,主要研究了基于目的地魅力度的出行生成/分布聯(lián)合模型、基于多項Logit模型和分層Logit模型的交通方式劃分模型以及基于廣義公交網(wǎng)絡的軌道交通客流分配模型的建立和標定方法。 出行生成/分布預測是軌

4、道交通客流需求預測的第一步,其目的是確定每一個OD對間的客流量。論文首先對出行者的目的地選擇行為進行了分析,按照目的地是否可選將出行行為劃分為固定出行和彈性出行,將對出行目的地選擇有影響的變量劃分為出行者特性、出行特性、交通服務水平、目的地特性,結(jié)合北京市調(diào)查數(shù)據(jù)初步統(tǒng)計分析和相關分析結(jié)果,得到對出行者目的地選擇有影響的變量,并對各變量進行了合理分段。在此基礎上,建立出行生成/分布聯(lián)合模型。通過模型驗證,證明本文所構(gòu)建的模型能夠很好地描

5、述出行目的地選擇行為,使出行生成和分布預測的精度顯著提高。 交通方式劃分的目的是確定各種交通方式的客流量。在調(diào)查過程中,根據(jù)出行行為是否發(fā)生將調(diào)查分為行為調(diào)查和意向調(diào)查。本文根據(jù)交通方式的特點和適用范圍,基于問卷調(diào)查結(jié)果,以出行者自身效用最大化為目標,分別建立了基于行為數(shù)據(jù)和意向數(shù)據(jù)的交通方式選擇ML模型。為了提高預測準確性,按照交通方式的服務對象不同將交通方式劃分為公共交通和私人交通兩大類,建立了基于NL模型的交通方式劃分模型

6、。通過比較發(fā)現(xiàn)NL模型具有更高的精度。在客流分配階段,通過調(diào)查分析,得到對軌道線路選擇有影響的變量。提出軌道線路對于出行者的效用與出行者自身屬性、出行特性以及軌道線路的服務水平有關,軌道線路的服務水平包括出行時間、費用、停靠車站數(shù)目、軌道線路周邊商業(yè)完善程度、候車時間、排隊購票時間、換乘步行距離等,并建立了軌道線路選擇模型。根據(jù)軌道站點對于出行者的吸引力,給出軌道站點的吸引范圍模型。在此基礎上,以軌道交通為基準,按照與軌道交通方式是否構(gòu)

7、成競爭將交通方式劃分為三類,即完全競爭類、非競爭類和合作競爭類。以合作競爭類各種方式為對象建立廣義共交網(wǎng)絡,以追求公交系統(tǒng)整體運營效率最優(yōu)為目標,建立了聯(lián)合方式劃分/交通分配模型。 本論文充分利用現(xiàn)有的調(diào)查數(shù)據(jù),采用非集計預測的基本思想,以效用最大化為目標,分析了出行者對于目的地、交通方式、出行線路的選擇行為,分別建立了基于目的地魅力度的出行生成/分布聯(lián)合模型、基于ML/NL模型的交通方式劃分模型、基于廣義共交網(wǎng)絡的軌道交通客流