摘 要 针对当前城市轨道交通规划客流预测中存在的问题,分析了目前主流预测模型理论及影响预测精度的原因,对城市的客流预测进行了深层次的思考。
关键词 轨道交通 客流预测 模型
1 引言
目前,随着我国城市化进程的加快,大量人口涌入城市,城市交通日益拥挤。如何从根本上解决这个问题,以满足人们对出行的需求,是摆在城市交通规划人员面前的一个极为重要的课题。建立以快速轨道交通为骨架,以常规公交为主体,多种交通方式相互协调的综合客运交通体系是解决我国大城市普遍存在的客运交通需求与交通供给之间矛盾的根本出路。由于城市轨道交通建设的模式和规模既要适应近期城市交通需求,又要适应远期城市交通发展的要求,而预测客流量决定了轨道交通发展的模式、路网规模、线路走向、枢纽设置及其内部空间的布局,是轨道交通项目投资决策的依据和项目评估的基础,因此对轨道交通进行客流预测是十分必要的。本文针对城市轨道交通客流预测的特点,分析了我国客流预测的模型和城市的发展现状,提出了一些建设性的建议。
2 影响轨道交通客流预测精度的因素
城市轨道客流预测是指在一定的社会经济发展条件下科学预测各目标年限轨道交通的断面流量、站点乘降量、站间ｏｄ、平均运距等反映轨道交通客流需求特征的指标。城市轨道客流预测由于其特殊性在实际中要准确应用仍存在较大的难度,其难度主要体现在以下几个方面:
(1) 内容繁多
例如需要对全线客流(包括全日客流量和各小时段的客流量及其比例)、车站客流(包括全日、早、晚高峰小时的上下车客流间断面流量以及相应的超高峰系数)、分流客流、站换乘客流量、出入口分向客流等数据进行调查,因而内容繁多,必然存在较大难度。
(2)预测年限较长,积累资料不足
从工程立项开始至建成通车,一般需要5ｙｒ,然后再预测通车后25ｙｒ的远期客流规模,总共要预测30ｙｒ的客流。时间跨度大,难以掌握城市发展中的政策、经济和人们活动的规律,不定因素太多。
(3)我国人多城市发展处于转型期
随着我国加入ｗｔｏ,我国的综合国力迅速增强,经济的发展对城市范围和结构形态、用地分布性质提出了新的要求。客流预测必须以城市发展规划为依据,而城市转型期为客流预测带来许多不确定因素。特别是转型期人们的观念,知识结构,风俗习惯的改变也对客流预测提出了挑战。
(4)预测模型和技术尚不完善
预测模型和技术尚在不断发展研究之中,资料不足,数学模型和技术尚未定型,还需不断改进完善,预测数据的把握以及评价标准上都有很大的难度。
总之,针对轨道交通客流预测的难点,多年来,客流预测的数学模型经过我国交通专家的研究开发,逐渐摸索出城市客流的特征和规律,对各项参数和程序进行不断修正,已经逐步建立起一套完整的预测方法和计算模型体系,并还在不断的积累经验,不断的完善,同时客流预测的可信度也在不断提高。
3 轨道交通客流预测的模型和方法
自20世纪70年代以来交通规划技术传入我国,运用定量的方法进行科学的预测已成为规划的主要手段。城市轨道交通的客流预测基本上采用交通规划的常规方法:即搜集或利用居民出行调查资料,在预测城市客运总需求的基础上,通过交通方式划分预测城市轨道交通的客流量。目前我国轨道交通客流预测模式主要可以分下面几类:
(1) 不基于现状客流分布(ｏｄ分布)的预测模式。
这类预测模式的主要思路为:将相关的公交线路的现状客流和自行车流量,向轨道交通线路转移,得到虚拟的基年轨道交通客流。然后按照相关公交线路的历史资料和增长规律,确定轨道交通客流的增长率,推算远期轨道交通需求客流量;或者由公交预测资料,直接转换为远期城市轨道交通客流量。因此,这一类方法主要为趋势外推,在确定轨道交通客流增长率时可采用指数平滑法、多元回归法等方法。
(2) 基于现状客流分布(ｏｄ分布)的预测模式
基于现状客流分布(ｏｄ分布)的预测模式的主要思路为通过居民出行调查,掌握现状全方式的出行分布,在此基础上,预测未来年的全方式出行分布,然后通过方式划分,得到轨道交通的站间ｏｄ,即可计算出轨道交通客流量。基于上述理论的城市轨道交通客流预测的“四阶段”法已得到广泛的应用,即城市轨道交通客流的产生、客流的分布、交通方式的划分、客流在路网上的分配。该方式结合土地利用规划分析城市轨道交通客流,能较好的反映城市远期客流的分布,且精度相对较高。但对数据要求高、操作复杂。
(3)非集聚模型
近年来,由于城市轨道交通“四阶段”法缺少明确的行为假说,特别是模型系统本质上并非有关个体行为的,即它不是与个体出行行为相一致的,针对其不足,一些专家提出了非集聚模型。
非集聚模型又称交通特征模型,它以实际产生交通活动的个人为单位,对个人是否进行出行、去何处、利用何种交通工具以及选择哪条路线等活动分别进行预测,并按出行分布、交通方式和交通线路分别进行统计,得到交通需求总量的一类模型。这一模型在理论上利用了现代心理学的成果,引人了随机效用的概念,其核心是效用最大化理论。它着眼于研究出行者个体的出行行为。非集聚模型相比传统模型的优势是有明确的行为假说、模型的一致性好、模型标定所需调查样本少、模型有较好的时间和地区可转移性等特点。
4 关于轨道交通客流预测的一些建议
通过对城市轨道交通客流预测特点、难点的分析,又对目前其主流模型进行了介绍,针对具体的城市,我们应当如何选择合适的模型进行科学的预测?如何在最大程度上保障预测方法的科学性、合理性、实用性和可操作性?如何保证预测结果的客观性和准确性?如何保证了规划的合理性和工程建设的经济效益和社会效益?通过对我国城市的特点、现状的分析,提出如下建议:.
4.1 轨道交通预测的一般性原则
(1) 理论与实践相结合
城市轨道交通客流预测是一项实际操作性很强的工作,将预测理论和实践工作进行有机的结合,并灵活的运用预测理论,是得出科学预测结果的基本保证。虽然,“四阶段”法是一种被大多数学者所接受的、精度较高的预测方法,但由于目前城市规划人员的素质参差不齐,操作步骤的不规范,一定程度影响了预测的精度。针对这种情况,一方面应提高人员的素质,另一方面,应对其预测结果应用其他理论反复验证,直到满意为止。
(2)宏观与微观相结合
这里的宏观是指城市的总体规划,宏观与微观相结合指每个小区、每条街道的预测都要结合城市的总体规划,而且预测中既要充分考虑社会经济与政策变化的影响,又要充分考虑经济水平和人们的风俗习惯和个体的差异。
(3)定性和定量相结合
定性分析着眼于对事物质的判断,其正确与否主要依靠预测者的洞察事物的能力,并借助经验和逻辑推理完成,而定量分析预测是在前者的基础上采用数学方法完成,着眼于统计资料的积累。二者的有机结合才能对城市轨道交通线路的客流进行科学的、客观的预测。
(4)系统化和合理化的原则
客流预测是一门新型的边缘学科,虽然城市主体客流预测趋于成熟,但轨道交通客流预测还处于探索和不断完善的阶段,因此我们应积极借鉴其他客流预测理论,及时提出新的理论模型,并使之不断完善。例如:目前比较流行的“四阶段”法虽然可以比较准确的预测轨道交通客流,但由于调查的工作量大,数据利用率低,一定程度又影响其精度。为了克服“四阶段”的上述缺点,近年来,又提出以出行者个人为研究对象,以随机效用理论、出行效用最大化理论为基础的非集计模型。另外以通过研究土地使用性质来研究客流发展规律,以达到远期预测目的的土地利用法已在许多城市成功利用。
(5)强调理论先进性的同时,注重数据积累
先进的理论无疑对预测结果的可靠性有直接的影响,但客流预测是从当前出行情况中摸索规律,并以此来推测未来出行的过程。调查资料是否丰富、准确、连续,从根本上决定了预测结果是否可靠。因此,建议不妨效仿经济发达的国家,对定期客流预测的数据进行法制化管理。此外,由于轨道交通客流预测时间长(运营后25ｙｒ为规划年),还应注意规划年限与预测年限的一致性等问题。
(6) 坚持协调发展的原则
客流预测要考虑城市规模和经济的可持续发展,轨道交通引入城市,满足大量日常通勤交通,缓解了道路压力。但要充分认识其适用条件和服务范围,既要充分发挥轨道交通的优点,又要使其分工合理化,从而发挥整个交通系统的作用,取得合理的社会和环境效益。
4.2 针对不同城市的具体性原则
据了解,目前,我国除北京、上海、广州、香港、台北、天津等城市已建成轨道交通线网外,国家计委已批准了南京、青岛、沈阳、重庆四城市的轨道交通规划方案,另外大连、长春、哈尔滨、兰州等17个城市正在进行或已完成了规划和客流的可行性报告。各个城市在具备客流密集的同时又各有其不同,那么我们做客流预测在合理借鉴其他城市经验的同时,必须针对城市的特点提出合适的模型。主要应考虑如下因素:
(1) 城市人口规模的大小和分布特点
城市人口规模的大小和分布从根本上决定了轨道交通的规划方向。一个人口密集的重工业城市,例如鞍山市,它的居民出行的目的主要为上班、上学、购物等,客流分布比较有规律,轨道交通的规划就应当满足居民出行的需要。而青岛、大连等旅游城市客流中的一大部分来自旅游人口,这样居民出行规律的工业城市与旅游城市的客流预测模型并不相同。同理,拥有百万人口的佛山市的客流预测并不应照搬拥有千万人口的北京市的客流预测模式。
(2) 城市的地形特点
城市的地形特点对城市客流的分布有决定作用,例如:兰州市,其狭长的地形为客流预测提供了便利,针对其特点采用线状ｏｄ取代面状ｏｄ,不但可以简化计算,而且由于影响因素少,精度反而较高。
(3)城市的未来发展规划
城市的未来发展规划对城市的客流预测也起着重要的作用。各个城市应当根据城市的性质、规模、用地布局、经济发展水平及有关国家政策,明确城市交通设施发展建设的宏观构架与目标,据此对轨道交通项目和客流预测进行控制。例如深圳作为经济特区,其政策有异于内陆城市,这样在做客流远景预测和交通客流分配时,应当考虑政策对城市的影响和轨道交通对城市规划的反作用。
(4)城市的地理位置、居民的生活习惯、气候特点
城市的地理位置、居民的生活习惯、气候特点对客流预测具有重要的作用。城市规模相仿的广州和西安在采用“四阶段”法预测客流时,气候相对干燥的西安为步行和骑自行车提供了便利,而经济相对发达和多雨气候为私家车提供了可能。
总之,通过对我国城市特点的分析,结合城市特点合理选择预测模型对提高预测精度,节约预测费用,完善预测理论方面都有重要作用。
5 结束语
本文对当前我国城市轨道客流预测存在的问题进行了一些有益的探讨。随着我国城市化程度的日益提高,调查数据的规范化、法制化,以及国内外专家学者的不断努力,预测的精度将逐渐提高,轨道交通的规划将更加科学、合理。
参考文献
1 张庆贺,朱合华.地铁与轨道,人民交通出版社,2002,3
2 陆化普.城市轨道交通规划的研究与实践;中国水利水电出版社,2003,6
3 刘灿齐.城市交通规划学.人民交通出版社,2001,1
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