廖欣

【摘 要】城市交通模型發(fā)展至已有30多年，在城市交通規(guī)劃建設(shè)及政策研究中發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)也存在一些問(wèn)題。文章對(duì)交通模型作了相關(guān)介紹，指出了目前交通模型面臨的主要問(wèn)題，如理論模型的缺陷、規(guī)劃人口與現(xiàn)實(shí)的沖突、大數(shù)據(jù)與小樣本調(diào)查、專業(yè)與通俗的矛盾等，并提出了相關(guān)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】交通模型；大數(shù)據(jù)；四階段模型理論

中圖分類號(hào)： F572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）36-0222-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.096

Analysis on the Development and Application Problem of the Urban Transportation Model

LIAO Xin

（China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， LTD， Wuhan Hubei 430063， China）

【Abstract】Urban transportation model has been developed for more than 30 years and plays an important role in urban traffic planning， construction and policy research， but also has some problems. This paper introduces the traffic model， points out the main problems faced by the traffic model at present， such as the defects of the theoretical model， the conflict between planning population and reality， the big data and small sample survey， and the contradiction between professional and popular， and puts forward the relevant solutions.

【Key words】Transportation model； Big data； Four stage model theory

據(jù)資料顯示，我國(guó)綜合交通模型的構(gòu)建始于上個(gè)世紀(jì)80年代，最早建立的城市有北京、上海、廣州、天津等，發(fā)展至今已有30多年了[1]。交通模型作為交通規(guī)劃編制的技術(shù)手段和內(nèi)容，在城市交通規(guī)劃建設(shè)及政策研究中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于在數(shù)據(jù)來(lái)源、模型選擇、參數(shù)設(shè)定等方面不夠重視的原因，交通模型出現(xiàn)了精度不高，不夠科學(xué)等種種問(wèn)題，過(guò)分流于形式，只注重了技術(shù)的應(yīng)用而對(duì)模型缺乏更深的認(rèn)識(shí)。為此，本文將圍繞目前交通模型開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 交通模型相關(guān)概述

1.1 交通模型定義

交通模型是反映人、車及貨物交通規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)數(shù)字、圖形等形式描述交通行為及其本質(zhì)的抽象模型。其融合了經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、交通工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科，通過(guò)數(shù)理方法和計(jì)算機(jī)軟硬件，為交通各階段決策和管理提供參考依據(jù)。實(shí)際上，交通模型是通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)城市交通進(jìn)行分析的方法，而分析結(jié)果的精準(zhǔn)度取決于模型的質(zhì)量。通過(guò)交通模型，不僅能對(duì)目前城市的交通狀況進(jìn)行分析，還能對(duì)城市未來(lái)的交通進(jìn)行預(yù)測(cè)，但要構(gòu)建高質(zhì)量的模型離不開(kāi)對(duì)城市充分的理解，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先需要本土的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，只有這樣才能對(duì)自己的城市有更深更全面的了解；其次是參數(shù)本地化，由于各城市自然社會(huì)條件的不同，人們的行為習(xí)慣也有所差異，完全照搬別的城市的模型參數(shù)不能真實(shí)的反映本地居民的出行情況，只有進(jìn)行實(shí)地專項(xiàng)調(diào)查才能選取合適的模型參數(shù)。

1.2 交通模型體系

基于分析對(duì)象的不同，在交通模型選擇上也會(huì)有所不同，使用的分析方法或工具也是有差異的，現(xiàn)階段仍未能開(kāi)發(fā)出通用型的交通模型。交通模型大致可以分為三層四類交通模型，如圖1。

從圖1中可以看到，各層次的模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是一樣的，各自可單獨(dú)運(yùn)行，又能交互關(guān)聯(lián)，下一層次模型能繼承上一層次模型中有關(guān)信息，并能在此基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)化和反饋。

1.3 交通模型精度

評(píng)價(jià)模型可靠與否主要在于其預(yù)測(cè)精度，就目前而言，我國(guó)許多城市的交通模型預(yù)測(cè)精度并不佳，其影響因素是多方面的，在參數(shù)一定的條件下，不同的假定將會(huì)出現(xiàn)不一樣的結(jié)果。此外，假定也不是固定不變的，它會(huì)隨著城市發(fā)展而變化，這就要求模型工程師對(duì)城市有透徹的理解。由于不可預(yù)測(cè)因素的影響，模型只能以設(shè)定概率的方式來(lái)描述。所以，3～5年的短期預(yù)測(cè)和結(jié)合高頻數(shù)據(jù)的短時(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果能讓精度得到提升。雖然長(zhǎng)周期預(yù)測(cè)結(jié)果精度不足，但有其一定的價(jià)值：（1）它一定時(shí)期內(nèi)對(duì)未來(lái)的判斷，能給方案提供統(tǒng)一的分析平臺(tái)，便于多方案的同平臺(tái)比較，為決策提供參考，是交通模型的核心功能之一，可見(jiàn)其存在的必要性；（2）模型的更新和維護(hù)是必不可少的，將小周期的更新與周期性的大修正相結(jié)合，其精度將會(huì)得到提高，如美國(guó)圣地亞哥市五代交通模型預(yù)測(cè)精度變化[2]正說(shuō)明了這點(diǎn)。

2 交通模型面臨的主要問(wèn)題

2.1 理論模型的缺陷

在我國(guó)，絕大部分城市的綜合交通模型普遍采用四階段模型理論，但其計(jì)算結(jié)果存在各階段不一致性的弊端。雖然有關(guān)研究表明反饋算法能在一定程度上減少不一致性的影響，但是從國(guó)際上看，在傳統(tǒng)的四階段模型理論占據(jù)主導(dǎo)的同時(shí)，基于活動(dòng)的模型理論已進(jìn)入開(kāi)發(fā)研究階段，美國(guó)一些都市規(guī)劃組織已開(kāi)發(fā)完成或者正在開(kāi)發(fā)[3]。盡管如此，兩模型理論的人口和就業(yè)崗位都是互相獨(dú)立的，加上傳統(tǒng)普查成本高，在使用過(guò)程中均以重力模型或選擇模型的方式去建立聯(lián)系。然而，人的住所、工作、生活出行圈等，在一定時(shí)期內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的，現(xiàn)階段的模型理論都未能體現(xiàn)這樣的關(guān)系，借助模型所構(gòu)建的對(duì)應(yīng)關(guān)系僅可反映了其中一種，這基本與實(shí)際不相符。

隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等新一代信息技術(shù)應(yīng)用推廣，目前已可以借助手機(jī)信令數(shù)據(jù)等使現(xiàn)狀人口和就業(yè)崗位相關(guān)聯(lián)，以體現(xiàn)這種相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)系。因此，理想的模型開(kāi)發(fā)模式應(yīng)在考慮現(xiàn)狀人口、工作及其對(duì)應(yīng)關(guān)系的同時(shí)，把住所變更與工作變更一起考慮，并結(jié)合新增人口與工作預(yù)測(cè)情況進(jìn)行。對(duì)于住所和工作都發(fā)生變化的可通過(guò)類似增長(zhǎng)率模型來(lái)分析，對(duì)于變化的人口和工作則可通過(guò)四階段模型或基于活動(dòng)的分析模型去分析，以盡可能地體現(xiàn)兩者間的關(guān)系。

2.2 規(guī)劃人口與現(xiàn)實(shí)的沖突

城市規(guī)劃反映的是理想的城市狀態(tài)，但理想與現(xiàn)實(shí)是有差距的。如廣州市為疏散中心城區(qū)人口，2007 年市政府在“南拓、北優(yōu)、東進(jìn)、西聯(lián)”的基礎(chǔ)上增加了“中調(diào)”戰(zhàn)略，但從實(shí)際來(lái)看，2007—2017年荔灣、越秀、天河、海珠等四區(qū)的常住人口從419.5萬(wàn)人上升到547.5萬(wàn)人[4-5]，增加了30.5%，僅從這點(diǎn)來(lái)看，城市規(guī)劃和實(shí)際是不相符的。此外，據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，截至2016年5月，我國(guó)新城新區(qū)近3500個(gè)，規(guī)劃人口達(dá)34億，將能裝下世界1/2人口[6]?？梢?jiàn)，完全靠規(guī)劃數(shù)據(jù)去預(yù)測(cè)其偏差是難以想象的。

從上述兩個(gè)例子說(shuō)明，模型工程師除了要充分的理解城市外，還應(yīng)在建模時(shí)仔細(xì)分析數(shù)據(jù)的可靠性與可用性，但是很多時(shí)候許多的研究均依賴于城市總體規(guī)劃。因此，可以把實(shí)際也許會(huì)發(fā)生的情形作為基本情形，而把規(guī)劃目標(biāo)作為理想情形來(lái)研究。

2.3 大數(shù)據(jù)與小樣本調(diào)查

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，大數(shù)據(jù)在交通模型中的應(yīng)用日漸成熟，手機(jī)信令數(shù)據(jù)在的成功應(yīng)用不僅豐富了模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，技術(shù)方法還得到了擴(kuò)展，模型的標(biāo)定、校驗(yàn)以及精度等獲得了更大的提升。然而，這一切都依賴于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，就目前而言，數(shù)據(jù)源均掌握在三大電信運(yùn)營(yíng)商、以騰訊為代表互聯(lián)網(wǎng)公司，獲得數(shù)據(jù)的渠道相對(duì)有限，數(shù)據(jù)共享與使用途徑問(wèn)題是目前急需解決的。

大數(shù)據(jù)改變了人們的生活、工作和思維方式，但因其要全體不要抽樣，要效率不要絕對(duì)精確，要相關(guān)不要因果的理念[7]，會(huì)導(dǎo)致使用者惰于對(duì)因果關(guān)系的追求。為此，模型工程師應(yīng)理性思考，弄清楚事情的來(lái)龍去脈。另外，還有的觀點(diǎn)認(rèn)為大數(shù)據(jù)可以替代傳統(tǒng)調(diào)查。這觀點(diǎn)是不可取的，兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)，雖然小樣本調(diào)查有抽樣誤差、調(diào)查誤差等弊端，但其能相對(duì)全面準(zhǔn)確地分析問(wèn)題，且其針對(duì)性也是大數(shù)據(jù)所不具有的。只有兩者結(jié)合起來(lái)，才能讓交通模型數(shù)據(jù)得到充分利用。

2.4 專業(yè)與通俗的矛盾

交通模型成果表達(dá)涉及許多專業(yè)名詞，許多概念難以理解容易混淆，業(yè)內(nèi)人士都無(wú)法全面理解，更別說(shuō)大眾了。因此，如何使用明了的表達(dá)形式來(lái)解析交通模型的結(jié)論是急需解決的問(wèn)題。一方面，可以借助新的表現(xiàn)手法或工具，如百度遷徙圖采用ECharts呈現(xiàn)OD分布；另一方面，利用微觀仿真模擬軟件，以二維和三維來(lái)表達(dá)。雖然如此，但要實(shí)現(xiàn)專業(yè)到通俗的轉(zhuǎn)變還很漫長(zhǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前參與交通模型開(kāi)發(fā)的專業(yè)人員是也逐漸增多，使用的工具軟件也更加先進(jìn)，在一定程度上促進(jìn)了交通模型行業(yè)的發(fā)展，但因行業(yè)門檻低，規(guī)范不完善，忽略了對(duì)模型質(zhì)量的關(guān)注。交通模型的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)工程，通過(guò)本文的介紹，望從業(yè)者能正視交通模型面臨的問(wèn)題，不斷提升自身專業(yè)技能，以促進(jìn)交通模型技術(shù)向規(guī)范有序方向不斷發(fā)展。

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