關于城市軌道交通客流預測的一些思考〔作者:___________單位:___________:___________〕

摘要針對當前城市軌道交通規劃客流預測中存在的問題,分析了目前主流預測模型理論及影響預測精度的原因,對城市的客流預測進行了深層次的思考。

關鍵詞軌道交通客流預測模型

1引言

目前,隨著我國城市化進程的加快,大量人口涌入城市,城市交通日益擁擠。如何從根本上解決這個問題,以滿足人們對出行的需求,是擺在城市交通規劃人員面前的一個極為重要的課題。建立以快速軌道交通為骨架,以常規公交為主體,多種交通方式相互協調的綜合客運交通體系是解決我國大城市普遍存在的客運交通需求與交通供應之間矛盾的根本出路。由于城市軌道交通建設的模式和規模既要適應近期城市交通需求,又要適應遠期城市交通開展的要求,而預測客流量決定了軌道交通開展的模式、路網規模、線路走向、樞紐設置及其內部空間的布局,是軌道交通工程投資決策的依據和工程評估的根底,因此對軌道交通進行客流預測是十分必要的。本文針對城市軌道交通客流預測的特點,分析了我國客流預測的模型和城市的開展現狀,提出了一些建設性的建議。

2影響軌道交通客流預測精度的因素

城市軌道客流預測是指在一定的社會經濟開展條件下科學預測各目標年限軌道交通的斷面流量、站點乘降量、站間ＯＤ、平均運距等反映軌道交通客流需求特征的指標。城市軌道客流預測由于其特殊性在實際中要準確應用仍存在較大的難度,其難度主要表達在以下幾個方面:

(1)內容繁多

例如需要對全線客流(包括全日客流量和各小時段的客流量及其比例)、車站客流(包括全日、早、晚頂峰小時的上下車客流間斷面流量以及相應的超頂峰系數)、分流客流、站換乘客流量、出入口分向客流等數據進行調查,因而內容繁多,必然存在較大難度。

(2)預測年限較長,積累資料缺乏

從工程立項開始至建成通車,一般需要5ｙｒ,然后再預測通車后25ｙｒ的遠期客流規模,總共要預測30ｙｒ的客流。時間跨度大,難以掌握城市開展中的政策、經濟和人們活動的規律,不定因素太多。

(3)我國人多城市開展處于轉型期

隨著我國參加ＷＴＯ,我國的綜合國力迅速增強,經濟的開展對城市范圍和結構形態、用地分布性質提出了新的要求。客流預測必須以城市開展規劃為依據,而城市轉型期為客流預測帶來許多不確定因素。特別是轉型期人們的觀念,知識結構,風俗習慣的改變也對客流預測提出了挑戰。

(4)預測模型和技術尚不完善

預測模型和技術尚在不斷開展研究之中,資料缺乏,數學模型和技術尚未定型,還需不斷改良完善,預測數據的把握以及評價標準上都有很大的難度。

總之,針對軌道交通客流預測的難點,多年來,客流預測的數學模型經過我國交通專家的研究開發,逐漸摸索出城市客流的特征和規律,對各項參數和程序進行不斷修正,已經逐步建立起一套完整的預測方法和計算模型體系,并還在不斷的積累經驗,不斷的完善,同時客流預測的可信度也在不斷提高。

3軌道交通客流預測的模型和方法

自20世紀70年代以來交通規劃技術傳入我國,運用定量的方法進行科學的預測已成為規劃的主要手段。城市軌道交通的客流預測根本上采用交通規劃的常規方法:即搜集或利用居民出行調查資料,在預測城市客運總需求的根底上,通過交通方式劃分預測城市軌道交通的客流量。目前我國軌道交通客流預測模式主要可以分下面幾類:

(1)不基于現狀客流分布(ＯＤ分布)的預測模式。

這類預測模式的主要思路為:將相關的公交線路的現狀客流和自行車流量,向軌道交通線路轉移,得到虛擬的基年軌道交通客流。然后按照相關公交線路的歷史資料和增長規律,確定軌道交通客流的增長率,推算遠期軌道交通需求客流量;或者由公交預測資料,直接轉換為遠期城市軌道交通客流量。因此,這一類方法主要為趨勢外推,在確定軌道交通客流增長率時可采用指數平滑法、多元回歸法等方法。

(2)基于現狀客流分布(ＯＤ分布)的預測模式

基于現狀客流分布(ＯＤ分布)的預測模式的主要思路為通過居民出行調查,掌握現狀全方式的出行分布,在此根底上,預測未來年的全方式出行分布,然后通過方式劃分,得到軌道交通的站間ＯＤ,即可計算出軌道交通客流量。基于上述理論的城市軌道交通客流預測的“四階段〞法已得到廣泛的應用,即城市軌道交通客流的產生、客流的分布、交通方式的劃分、客流在路網上的分配。該方式結合土地利用規劃分析城市軌道交通客流,能較好的反映城市遠期客流的分布,且精度相對較高。但對數據要求高、操作復雜。

(3)非集聚模型

近年來,由于城市軌道交通“四階段〞法缺少明確的行為假說,特別是模型系統本質上并非有關個體行為的,即它不是與個體出行行為相一致的,針對其缺乏,一些專家提出了非集聚模型。

非集聚模型又稱交通特征模型,它以實際產生交通活動的個人為單位,對個人是否進行出行、去何處、利用何種交通工具以及選擇哪條路線等活動分別進行預測,并按出行分布、交通方式和交通線路分別進行統計,得到交通需求總量的一類模型。這一模型在理論上利用了現代心理學的成果,引人了隨機效用的概念,其核心是效用最大化理論。它著眼于研究出行者個體的出行行為。非集聚模型相比傳統模型的優勢是有明確的行為假說、模型的一致性好、模型標定所需調查樣本少、模型有較好的時間和地區可轉移性等特點。

4關于軌道交通客流預測的一些建議

通過對城市軌道交通客流預測特點、難點的分析,又對目前其主流模型進行了介紹,針對具體的城市,我們應當如何選擇適宜的模型進行科學的預測?如何在最大程度上保障預測方法的科學性、合理性、實用性和可操作性?如何保證預測結果的客觀性和準確性?如何保證了規劃的合理性和工程建設的經濟效益和社會效益?通過對我國城市的特點、現狀的分析,提出如下建議:.

4.1軌道交通預測的一般性原那么

(1)理論與實踐相結合

城市軌道交通客流預測是一項實際操作性很強的工作,將預測理論和實踐工作進行有機的結合,并靈活的運用預測理論,是得出科學預測結果的根本保證。雖然,“四階段〞法是一種被大多數學者所接受的、精度較高的預測方法,但由于目前城市規劃人員的素質參差不齊,操作步驟的不標準,一定程度影響了預測的精度。針對這種情況,一方面應提高人員的素質,另一方面,應對其預測結果應用其他理論反復驗證,直到滿意為止。

(2)宏觀與微觀相結合

這里的宏觀是指城市的總體規劃,宏觀與微觀相結合指每個小區、每條街道的預測都要結合城市的總體規劃,而且預測中既要充分考慮社會經濟與政策變化的影響,又要充分考慮經濟水平和人們的風俗習慣和個體的差異。

(3)定性和定量相結合

定性分析著眼于對事物質的判斷,其正確與否主要依靠預測者的洞察事物的能力,并借助經驗和邏輯推理完成,而定量分析預測是在前者的根底上采用數學方法完成,著眼于統計資料的積累。二者的有機結合才能對城市軌道交通線路的客流進行科學的、客觀的預測。

(4)系統化和合理化的原那么

客流預測是一門新型的邊緣學科,雖然城市主體客流預測趨于成熟,但軌道交通客流預測還處于探索和不斷完善的階段,因此我們應積極借鑒其他客流預測理論,及時提出新的理論模型,并使之不斷完善。例如:目前比擬流行的“四階段〞法雖然可以比擬準確的預測軌道交通客流,但由于調查的工作量大,數據利用率低,一定程度又影響其精度。為了克服“四階段〞的上述缺點,近年來,又提出以出行者個人為研究對象,以隨機效用理論、出行效用最大化理論為根底的非集計模型。另外以通過研究土地使用性質來研究客流開展規律,以到達遠期預測目的的土地利用法已在許多城市成功利用。

(5)強調理論先進性的同時,注重數據積累

先進的理論無疑對預測結果的可靠性有直接的影響,但客流預測是從當前出行情況中摸索規律,并以此來推測未來出行的過程。調查資料是否豐富、準確、連續,從根本上決定了預測結果是否可靠。因此,建議不妨效仿經濟興旺的國家,對定期客流預測的數據進行法制化管理。此外,由于軌道交通客流預測時間長(運營后25ｙｒ為規劃年),還應注意規劃年限與預測年限的一致性等問題。

(6)堅持協調開展的原那么

客流預測要考慮城市規模和經濟的可持續開展,軌道交通引入城市,滿足大量日常通勤交通,緩解了道路壓力。但要充分認識其適用條件和效勞范圍,既要充分發揮軌道交通的優點,又要使其分工合理化,從而發揮整個交通系統的作用,取得合理的社會和環境效益。

4.2針對不同城市的具體性原那么

據了解,目前,我國除北京、上海、廣州、香港、臺北、天津等城市已建成軌道交通線網外,國家計委已批準了南京、青島、沈陽、重慶四城市的軌道交通規劃方案,另外大連、長春、哈爾濱、蘭州等17個城市正在進行或已完成了規劃和客流的可行性報告。各個城市在具備客流密集的同時又各有其不同,那么我們做客流預測在合理借鑒其他城市經驗的同時,必須針對城市的特點提出適宜的模型。主要應考慮如下因素:

(1)城市人口規模的大小和分布特點

城市人口規模的大小和分布從根本上決定了軌道交通的規劃方向。一個人口密集的重工業城市,例如鞍山市,它的居民出行的目的主要為上班、上學、購物等,客流分布比擬有規律,軌道交通的規劃就應當滿足居民出行的需要。而青島、大連等旅游城市客流中的一大局部來自旅游人口,這樣居民出行規律的工業城市與旅游城市的客流預測模型并不相同。同理,擁有百萬人口的佛山市的客流預測并不應照搬擁有千萬人口的北京市的客流預測模式。

(2)城市的地形特點

城市的地形特點對城市客流的分布有決定作用,例如:蘭州市,其狹長的地形為客流預測提供了便利,針對其特點采用線狀ＯＤ取代面狀ＯＤ,不但可以簡化計算,而且由于影響因素少,精度反而較高。

(3)城市的未來開展規劃

城市的未來開展規劃對城市的客流預測也起著重要的作用。各個城市應當根據城市的性質、規模、用地布局、經濟開展水平及有關國家政策,明確城市交通設施開展建設的宏觀構架與目標,據此對軌道交通工程和客流預測進行控制。例如深圳作為經濟特區,其政策有異于內陸城市,這樣在做客流遠景預測和交通客流分配時,應當考慮政策對城市的影響和軌道交通對城市規劃的反作用。

(4)城市的地理位置、居民的生活習慣、氣候特點

城市的地理位置、居民的生活習慣、氣候特點對客流預測具有重要的作用。城市規模相仿的廣州和西安在采用“四階段〞法預測客流時,氣候相對枯燥的西安為步行和騎自行車提供了便利,而經濟相對興旺和多雨氣候為私家車提供了可能。

總之,通過對我國城市特點的分析,結合城市特點合理選擇預測模型對提高預測精度,節約預測費用,完善預測理論方