黃兆鋒

(深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司,廣東 深圳 518000)

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展,交通系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,簡(jiǎn)單的定性分析已經(jīng)難以符合交通規(guī)劃建設(shè)管理的實(shí)際需要,必須將交通需求預(yù)測(cè)上升到更重要的位置,提高其預(yù)測(cè)能力。為了大幅度改善交通模型,除了高質(zhì)量的輸入數(shù)據(jù)之外,在交通模型建設(shè)過(guò)程中的一些關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)也需要優(yōu)化和完善。

1 關(guān)于交通小區(qū)劃分大小的思考

1.1 常規(guī)的劃分標(biāo)準(zhǔn)

劃分交通小區(qū)是建立交通模型的前期工作,對(duì)后期工作的影響非常大。一般認(rèn)為,“交通區(qū)劃分過(guò)小,會(huì)使調(diào)查、分析、預(yù)測(cè)等工作非常困難,工作量極大”[1],“市區(qū)內(nèi)交通區(qū)一般人口為1～2萬(wàn)、面積為1～2Km2”[1]。

在特定的時(shí)期,受到條件限制,按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交通小區(qū)劃分是是科學(xué)合理的。但隨著軟硬件的改善,如果仍然將上述標(biāo)準(zhǔn)奉為經(jīng)典就值得商榷了。

正如楊齊、霍華德.斯萊威等人指出的,“即便是已有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和出行只有按大區(qū)的統(tǒng)計(jì)而缺乏更小區(qū)域單元的數(shù)據(jù)。交通小區(qū)的細(xì)分還可以改進(jìn)模型的精度,因?yàn)榻煌ǚ植己徒煌ǚ峙溆玫降闹T多參數(shù)的計(jì)算可以更為準(zhǔn)確,包括小區(qū)之間的出行時(shí)間、距離和費(fèi)用,公交乘客在起迄點(diǎn)與車站之間的步行時(shí)間或自行車出行時(shí)間和距離等”[2]。

1.2 建模條件已經(jīng)得到改進(jìn)

1.2.1 硬件方面

得益于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,極大地降低了交通模型的計(jì)算成本,使得進(jìn)行更多的計(jì)算成為可能。在交通調(diào)查階段,采用平板電腦也已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),調(diào)查人員只需要在地圖點(diǎn)擊即可,使得減小交通小區(qū)成為可能。

1.2.2 軟件方面

在資料的整理分析時(shí),在包括GIS等軟件功能越來(lái)越完善的條件下,即使交通小區(qū)的邊界與資料的邊界不相同,通過(guò)疊加運(yùn)算也可方便獲取相應(yīng)資料的數(shù)據(jù)。

1.3 交通小區(qū)不斷細(xì)化已經(jīng)是發(fā)展趨勢(shì)

事實(shí)上,國(guó)內(nèi)城市交通模型的交通小區(qū)劃分也是不斷地細(xì)化,總體數(shù)量也隨之不斷增加。以北京市交通模型為例,1995年全市交通模型交通小區(qū)數(shù)量為219個(gè),到了2005年時(shí)將交通小區(qū)細(xì)化為1000余個(gè)[3],而到了2012年交通小區(qū)數(shù)量達(dá)到了1900個(gè)。從1995年到2012年,北京市人口僅增長(zhǎng)了一倍左右,交通小區(qū)數(shù)量卻增長(zhǎng)了七倍多。

2 關(guān)于外部交通小區(qū)劃分的思考

當(dāng)研究范圍包括整個(gè)城鎮(zhèn)化地區(qū)時(shí),如某個(gè)周邊都是鄉(xiāng)村的不太發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn),其周邊的城鎮(zhèn)離研究對(duì)象已經(jīng)較遠(yuǎn),外部交通小區(qū)與研究范圍內(nèi)交通小區(qū)的聯(lián)系不發(fā)生較大變化的情況下,可以當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)來(lái)對(duì)待,根據(jù)對(duì)外道路或按照方向劃分外部交通小區(qū)是可行的。

當(dāng)研究范圍沒(méi)有包括整個(gè)城鎮(zhèn)化地區(qū)時(shí),研究范圍外的地區(qū)與研究范圍緊密相聯(lián)系,一個(gè)外部交通小區(qū)往往與所研究范圍有多條聯(lián)系通道。此時(shí),緊鄰研究范圍的片區(qū)與研究范圍的聯(lián)系是可能發(fā)生巨大的不均勻變化的,此時(shí)外部區(qū)域不能簡(jiǎn)單地抽象為少數(shù)幾個(gè)點(diǎn)。

因此,外部小區(qū)建議按照距離分為幾個(gè)圈層,越靠近研究范圍的交通小區(qū)的面積越小,反之越往外的交通小區(qū)的面積越大,最外層就按照方向劃分為若干個(gè)交通小區(qū)。

3 關(guān)于通行出行中生成與分布計(jì)算方法的思考

根據(jù)傳統(tǒng)的四階段法如圖1所示,通勤出行先根據(jù)出行強(qiáng)度計(jì)算出行量,然后進(jìn)行分布。遠(yuǎn)期的出行強(qiáng)度一般是根據(jù)現(xiàn)狀的出行強(qiáng)度,結(jié)合相關(guān)的趨勢(shì)進(jìn)行確定。對(duì)于快速發(fā)展的地區(qū)而言,出行強(qiáng)度的變化比較大的,如何合理確定遠(yuǎn)期出行強(qiáng)度是困難的。

圖1 通勤出行遠(yuǎn)期出行生成與分布階段典型流程

影響出行強(qiáng)度的因素眾多,確實(shí)難以通過(guò)計(jì)算得到其精確值,需要結(jié)合趨勢(shì)進(jìn)行一定的判讀。但是,在眾多因素中,出行距離(或綜合阻抗)對(duì)出行強(qiáng)度的影響是巨大的,且是可計(jì)算的,應(yīng)該重點(diǎn)考慮分析。

通常都會(huì)認(rèn)為通行出行是剛性的。而事實(shí)上,應(yīng)該注意到,通行出行有一個(gè)比較重要的特點(diǎn),就是有前后2次出行是剛性的,而中間是否有來(lái)回則是較為彈性的。因此,更為合理的思路是先根據(jù)現(xiàn)狀年資料獲得就業(yè)、就學(xué)的分布特征,再利用此分布特征并結(jié)合規(guī)劃年資料,計(jì)算得到未來(lái)年的就業(yè)、就學(xué)分布,最后根據(jù)就業(yè)、就學(xué)分布情況再反過(guò)來(lái)計(jì)算出行強(qiáng)度。

事實(shí)上,根據(jù)柳州市居民出行調(diào)查的數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖2所示,通勤出行中間出行次數(shù)與出行距離是高度相關(guān)的。

圖2 柳州市通勤出行中間出行次數(shù)與距離的關(guān)系

4 關(guān)于現(xiàn)狀阻抗矩陣的思考

現(xiàn)狀阻抗矩陣是標(biāo)定現(xiàn)狀交通模型參數(shù)的基礎(chǔ)。但由于道路條件千差萬(wàn)別,即使同一等級(jí)的道路,其自由流車速車速也有較大差異。以東莞市道路為例,同樣是主干路,華興路、新橋路、文華路等道路的自由流車速不到40km/ h,而羅馬路、蟠龍路、水濂山路、東江大道、東園大道等道路的自由流車速都超過(guò)了60km/ h。然而在常規(guī)方法下,由于宏觀模型涉及的量大,獲得每條道路自由流車速幾乎是不可能的。

近幾年很多城市的出租車、公交車都安裝有GPS,提供了大量關(guān)于道路行駛車速的信息,完全可以根據(jù)這些信息得到現(xiàn)狀阻抗矩陣,用于現(xiàn)狀模型參數(shù)的標(biāo)定。GPS數(shù)據(jù)是客觀的,可靠性是可以得到保障的,從而為現(xiàn)狀模型參數(shù)的標(biāo)定打下了非常良好的基礎(chǔ),最終對(duì)提高規(guī)劃年模型的預(yù)測(cè)能力非常有幫助。

5 關(guān)于分布階段特征矩陣的思考

在交通分布階段,“為了反映除交通阻抗、交通產(chǎn)生、吸引之外的其它因素對(duì)交通分布的特殊影響”[4],引入了交通調(diào)整系數(shù)矩陣,也稱為特征矩陣。

在現(xiàn)狀模型階段,引入調(diào)整系數(shù)矩陣無(wú)疑對(duì)模型精度的提高起到非常積極的作用。但是,在規(guī)劃年模型的時(shí),特征矩陣的應(yīng)用就成為了較為棘手的問(wèn)題。如果不加考慮,直接應(yīng)用于規(guī)劃年模型,做法是否正確是值得推敲的。

由于計(jì)算得到的交通調(diào)整系數(shù)矩陣是反映交通小區(qū)間調(diào)查時(shí)期的特殊聯(lián)系,那么在未來(lái)的規(guī)劃年該特殊聯(lián)系應(yīng)該是隨著時(shí)間的推移會(huì)產(chǎn)生變化,不同的只是產(chǎn)生特殊聯(lián)系的原因不一,變化速度的有快有慢。

造成小區(qū)間特殊聯(lián)系的原因是多種多樣的,其變化情況也相應(yīng)較為復(fù)雜,在引入調(diào)整系數(shù)矩陣時(shí)需要深入研究這些特殊聯(lián)系的變化規(guī)律,避免僅僅是為了現(xiàn)狀模型“看上去更精確”。

6 結(jié)語(yǔ)

除了以上提到的技術(shù)環(huán)節(jié)外,交通模型涉及的問(wèn)題較多,小區(qū)連桿的連接方式、連接數(shù)量,以及道路的阻抗函數(shù)選擇和參數(shù)標(biāo)定等等,都對(duì)交通模型的精度產(chǎn)生重大影響,需要合理處理。限于篇幅及能力,本文僅就若干較為常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了初步的思考和探討。

文中關(guān)于道路速度的改善方法,本質(zhì)上是大數(shù)據(jù)在交通供給模型的一個(gè)應(yīng)用。實(shí)際上,大數(shù)據(jù)在交通需求模型部分也更是可以發(fā)揮巨大的作用,如可獲得大樣本甚至全樣本的人口分布、工作崗位分布等。

總之,交通建模的各個(gè)方面條件都在發(fā)生變化,建模工作應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),避免被過(guò)時(shí)的理念和手段所限制,才能從根本上提高交通模型的質(zhì)量。