吳 煥， 陳梓星， 莊義彬， 吳 璠， 覃 矞

(深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心股份有限公司(廣東省交通信息工程技術(shù)研究中心，深圳市交通信息與交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)， 深圳 518021)

0 引言

居民出行調(diào)查是城市綜合交通規(guī)劃中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，通過調(diào)查可全面了解城市居民的總體出行特征和規(guī)律，為科學(xué)制定交通發(fā)展戰(zhàn)略、政策和技術(shù)性法規(guī)提供重要依據(jù)[1-2]. 然而，居民出行調(diào)查組織往往難以做到隨機(jī)均勻[3]，此外還存在被調(diào)查者漏填的沉默需求；另一方面，公交IC卡等交通大數(shù)據(jù)分析給擴(kuò)樣結(jié)果校核帶來了新的數(shù)據(jù)支撐，因此，要準(zhǔn)確把握居民出行總體特征，最大程度地降低抽樣不均勻和漏填信息的影響，制定有效的調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣和校核方法顯得尤為重要. 目前已有一些居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣及校核方面的研究[4-8]，對(duì)居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣及校核有較大指導(dǎo)意義，但在方法系統(tǒng)性和應(yīng)用上還有所欠缺，本文系統(tǒng)地提出了居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣和校核方法，并應(yīng)用到佛山市順德區(qū)居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣和校核中.

1 總體技術(shù)路線

居民出行調(diào)查擴(kuò)樣往往會(huì)存在誤差，誤差來源于2個(gè)方面：一方面是多個(gè)約束量的綜合平衡結(jié)果，例如要控制人口數(shù)量、從業(yè)人口、學(xué)生數(shù)、年齡結(jié)構(gòu)、性別及各種擁車等符合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的約束，需要在擴(kuò)樣系數(shù)上進(jìn)行折衷，保證各控制約束量的綜合誤差最小，單個(gè)約束量會(huì)存在誤差；另一方面，居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)存在抽樣質(zhì)量、填寫質(zhì)量2方面的問題，會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)樣誤差，甚至導(dǎo)致擴(kuò)樣錯(cuò)誤. 在抽樣質(zhì)量方面，每個(gè)村居或交通小區(qū)是否為均勻抽樣，如果抽樣集中在某些小區(qū)，直接擴(kuò)樣會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)樣結(jié)果偏差較大，無法反映整體數(shù)據(jù)特征；在填寫質(zhì)量方面，被調(diào)查者在填寫信息時(shí)是否屬實(shí)，例如家庭人數(shù)、擁車情況等，每個(gè)人的出行次數(shù)是否都記錄完整，一般情況下出行次數(shù)會(huì)存在漏填情況，需要考慮沉默出行需求. 為了盡可能減少擴(kuò)樣誤差，本文采用組合擴(kuò)樣和出行擴(kuò)樣校核方法，具體總體技術(shù)路線如下：

整個(gè)擴(kuò)樣過程分為戶擴(kuò)樣、人擴(kuò)樣、出行擴(kuò)樣3個(gè)方面，戶擴(kuò)樣以按照統(tǒng)計(jì)部門提供的分村居、分家庭戶/集體戶總?cè)藬?shù)與實(shí)際調(diào)查樣本家庭戶/集體戶人數(shù)的比值，作為戶擴(kuò)樣系數(shù). 并根據(jù)所提供小汽車、摩托車數(shù)量，對(duì)戶擴(kuò)樣進(jìn)行調(diào)整. 人擴(kuò)樣在戶擴(kuò)樣系數(shù)基礎(chǔ)上，按照分戶籍/非戶籍總?cè)藬?shù)，結(jié)合性別、年齡結(jié)構(gòu)及學(xué)生數(shù)、就業(yè)人口等統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，調(diào)整得到人擴(kuò)樣系數(shù). 出行擴(kuò)樣在人擴(kuò)樣系數(shù)基礎(chǔ)上，考慮分目的沉默需求比例及公交IC卡OD數(shù)據(jù)，得到最終出行擴(kuò)樣系數(shù). 總體技術(shù)路線如圖1所示.

圖1 總體技術(shù)路線

2 組合擴(kuò)樣

2.1 戶擴(kuò)樣

(1)

(2)

2.2 戶擁車調(diào)整

戶擁車調(diào)整是依據(jù)車管所提供的機(jī)動(dòng)車保有量數(shù)據(jù)，調(diào)整戶擴(kuò)樣系數(shù)，使得擴(kuò)樣后的小汽車和摩托車數(shù)量跟實(shí)際相吻合.由于居民戶中可能同時(shí)擁有摩托車或小汽車，調(diào)整戶擴(kuò)樣系數(shù)時(shí)，難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)小汽車和摩托車數(shù)量同時(shí)達(dá)到精度要求，因此采用循環(huán)調(diào)整方法，直至小汽車和摩托車數(shù)量都符合誤差精度要求，具體原理流程如圖2所示.

圖2 戶擁車循環(huán)調(diào)整方法

第i個(gè)交通小區(qū)有車戶、無車戶擴(kuò)樣系數(shù)分別如式(3)(4)所示.

(3)

(4)

2.3 人擴(kuò)樣

(5)

(6)

2.4 人擴(kuò)樣調(diào)整

針對(duì)年齡結(jié)構(gòu)、性別、學(xué)生數(shù)及崗位數(shù)等因素進(jìn)行調(diào)整，采用循環(huán)調(diào)整方法，直至上述因素均符合誤差精度要求，具體原理流程如圖3所示.

圖3 人擴(kuò)樣循環(huán)調(diào)整方法

(7)

(8)

同理，進(jìn)行性別、學(xué)生數(shù)和崗位數(shù)等因素的人擴(kuò)樣系數(shù)調(diào)整，需要注意的是，學(xué)生數(shù)和崗位數(shù)一般沒有戶籍和非戶籍的數(shù)據(jù)，因此不需要細(xì)分戶籍和非戶籍，所有常住人口一起調(diào)整即可.

3 出行擴(kuò)樣及校核

在上層估計(jì)所得最終人擴(kuò)樣系數(shù)基礎(chǔ)上，乘以沉默需求比例調(diào)整系數(shù)，計(jì)算得到出行擴(kuò)樣系數(shù). 通過處理公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)得到公交OD分布，對(duì)出行擴(kuò)樣系數(shù)進(jìn)行校核調(diào)整，得到最終出行擴(kuò)樣系數(shù)，判斷符合要求后，輸出居民出行特征，方法原理如圖4所示.

圖4 出行擴(kuò)樣及校核原理

(9)

(10)

4 實(shí)際應(yīng)用

以佛山市順德區(qū)居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣為例，對(duì)上述方法進(jìn)行了應(yīng)用. 在戶擴(kuò)樣基礎(chǔ)上，對(duì)擁車進(jìn)行了2次循環(huán)調(diào)整，小汽車的和摩托車全區(qū)總體誤差均為0，各鎮(zhèn)街小汽車保有量誤差均為2%以下，效果良好，具體戶調(diào)整擴(kuò)樣結(jié)果如表1所示.

表1 戶調(diào)整機(jī)動(dòng)車擴(kuò)樣結(jié)果

人擴(kuò)樣調(diào)整中結(jié)果如下，各年齡結(jié)構(gòu)人數(shù)及性別比例誤差都在2.5%以下，效果良好，具體如表2、3所示.

表2 戶籍人口年齡結(jié)構(gòu)和性別擴(kuò)樣結(jié)果

表3 非戶籍人口年齡結(jié)構(gòu)和性別擴(kuò)樣結(jié)果

學(xué)生數(shù)和崗位數(shù)擴(kuò)樣后誤差在1%以下，滿足精度要求，如表4所示.

表4 學(xué)生數(shù)和崗位數(shù)校核調(diào)整

參照國內(nèi)其他城市沉默需求比例，分析得到順德區(qū)各目的沉默需求比例如表5所示.

表5 各目的沉默需求比例

利用公交IC卡數(shù)據(jù)分析得到公交OD，結(jié)合公交客流量數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)樣，得到各個(gè)鎮(zhèn)街之間的公交OD矩陣，如表6所示.

表6 公交IC卡大數(shù)據(jù)處理所得公交OD分布

以公交OD對(duì)出行方式進(jìn)行校核，得到最終出行擴(kuò)樣系數(shù)，在此基礎(chǔ)上分析得到居民出行特征見圖5～圖9.

圖5 交通方式結(jié)構(gòu)

圖6 出行目的

圖7 出行時(shí)長

圖8 出行時(shí)間分布

圖9 出行距離

5 結(jié)束語

本文系統(tǒng)地提出了擴(kuò)樣思路技術(shù)路線，給出了組合擴(kuò)樣方法，提出了戶擁車調(diào)整和人擴(kuò)樣調(diào)整的循環(huán)調(diào)整方法，考慮了沉默需求及公交IC卡數(shù)據(jù)，提出了出行擴(kuò)樣及校核方法，并在佛山市順德區(qū)居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)擴(kuò)樣和校核中得到了應(yīng)用，效果良好，為以后城市居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)處理提供了參考和借鑒. 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是提出了基于沉默需求比例及公交IC卡OD的擴(kuò)樣調(diào)整方法，針對(duì)沉默需求比例的取值和估算方法進(jìn)行了闡述，提出了基于公交IC卡的交通小區(qū)公交出行OD矩陣的估算方法. 下一步研究方向是如何利用手機(jī)信令大數(shù)據(jù)來計(jì)算各出行目的的沉默需求比例.