吴宗远
长安大学公路学院 陕西西安 710064
摘要：交通需求预测是进行交通规划、地区规划、城市规划必不可少的前提。为使交通模型更好地应用于交通理论分析与实践，本文通过对当今主流交通规划模型——四阶段模型、非集聚模型和基于活动链预测模型的概括与分析，从各种模型的构造理念、使用方法以及优缺点出发，揭示了交通规划模型发展的方向，并对未来交通模型的完善与优化提出了构想，使得改进后的模型能够更加精准快速地得到预测数据。
关键词：交通规划模型；发展综述；基于活动链的出行；未来趋势
引言
城市交通是社会活动、经济活动的枢纽和动脉。近年来，全国各大城市交通供求不平衡的现象及其明显。交通设施供给不足会造成市民出行需求被抑制，从而造成市民的不满；城市设施建设过剩则是对城市资源和政府资金的严重浪费。交通预测模型和交通规划的目标，就是通过对路网结构、布局和容量的调整，实现交通设施与实际出行情况的一致性。前人为此在上世纪提出了四阶段法来作为预测交通流量趋势的主流模型，为交通预测模型的建立和发展提供了良好的开端，在其后的几十年中，后人不断对四阶段法的局限性进行改进完善，又出现了新一代的非集聚模型。本文通过对目前几种主流交通规划预测模型的概述，指出其在交通预测中存在的优缺点，并对今后交通模型的发展与趋势提出构想。
1交通规划四阶段模型
在当代各种交通需求预测方法里，四阶段预测法是应用范围最广泛、最为经典的一种交通模型，同时也是我国大部分城市仍然沿用的交通预测方法。该方法起源于50年代的欧美发达国家，到70年代基本完善。四阶段法以居民出行调查数据为基础，由交通产生、交通分布、方式划分及交通分配四阶段组成，在交通规划中扮演着重要的角色。
交通规划四阶段法的基本思想，是将研究区域划分成一个个相互独立的交通小区，这些交通小区是四阶段法预测的基本单位。用其来预测产生量时，主要有两种最常见的方法：一种是回归分析法，另一种是分类分析法。四阶段模型虽然简单易操作，但随着交通预测理论的成熟，其存在的问题逐渐暴露出来：（1）预测对象以小区为单位，小区的划分因人而异，使得预测的结果带有很强的主观性；（2）模型预测需花费大量的时间和数据；（3）淡化了四个步骤之间的相互联系，单向流程形式使得下一阶段的成果不能反馈到上一阶段中；（4）对居民出行影响因素的考虑太过简单，只分析了时间、花费等因素，没有深入认识到居民出行是多因素综合影响的结果；（5）模型缺少合理的理论依据，忽视了出行个体本身的出行选择过程。
2非集聚模型
四阶段法模型作为集聚模型，将研究地区划分为若干个小区，认为小区是模型预测的最小元素。而非集聚模型则与之相对，把个体作为分析对象，研究个体的出行情况，对调查所得到的数据，不进行按交通小区统计等处理而直接用于建立模型。该模型以效用最大和随机效用两个概念作为原则，在考虑个人出行因素时，不再只有时间、成本等方面的影响，同时加入了个人喜好、当日情况以及其他难以预测的因素，而对于这些因素的处理则是采用概率论模型，使用离散型变量来模拟更加复杂的出行因素。
非集聚模型基于以下两个假设：（1）出行者是交通行为意志决定的最基本单位；（2）出行者在特定选择条件下，选择其认知到选择方案中效用最大的方案，用不同的效用函数来表达对出行个人选择的评价。
非集聚模型的主要计算方法以logit模型和probit模型为主。两个模型都是根据经济学的基本原理，从可能的选择中选取效用最大的方案。当假设效用函数的概率项服从二重指数分布时，可得到logit模型。该模型结构简单，操作方便，因此被广泛应用研究；当假设的效用函数概率项服从正态分布时，可以得到probit模型。
作为集聚模型的改进版，非集聚模型主要优点如下：（1）以个人明确的行为作为基础，说服力强；（2）可以选用多个与个人相关的出行因素作为变量；（3）模型操作简单，所需样本量少；（4）当社会经济属性相同或接近时，非集聚模型具有很好的时空转移性。
3基于活动链的预测模型
由于传统的四阶段法是基于出行的模型预测，将每一次出行的信息绘制成OD表供预测数据使用，存在缺乏出行活动之间的相关性和出行活动的计划缺少约束等问题，由此，基于活动链的预测方法逐步得到发展并受到人们的重视。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于活动链的方法，以其系统的分析、活动之间的紧密联系、时间分配的合理性，将会成为更加合理的模型。
活动，是指人们在一段时间内为达到某种出行目的，采用一定的出行方式和优先级实现出行目的的过程。活动是出行的根源，同时也会影响目的地、时间等因素。而我们把一个开始出发地和最终目的地相同的一系列出行连接起来，就形成了一条活动链。对活动链的考虑可以依据出行目的，比如在职员工要在下班之后去商场购物，那么他全天的出行就形成了：家→单位→商场→家，这么一条活动链。而且购物出行的时间也会受到一定的限制，在完成单位工作的时间段内。一般来说，在预测每人每天的活动链时，会以家作为基本点，在通勤者每天固定的通勤出行之间插入若干不固定的出行，由此生成若干条基于家的活动链，组成每日的出行情况。基于活动链的模型大致思路就在于此。
在建立预测模型前，首先应对常见的出行活动进行分类，并以此确立推测每日活动的标准。对活动分类的标准主要有是否受限制和受限制的程度。是否受限制主要是指那些需要在一定时间内完成的必须要做的工作，如通勤（上下班、上下学），接送孩子等，而不受限则是可以自由安排时间的事情，如娱乐，就餐，购物等。其中受限活动按照受限程度又分为固定时间活动和受约束活动，通勤就是在固定时间活动之内的。
基于出行链的模型在将来一段时间会成为热门模型，但也存在一定的劣势。由于需要对每个人的出行行为进行模拟，所需资料会更加繁琐精准，想要发挥这种模型的优势，就必须采用更加先进的信息检索与收集系统，对出行行为进行细致的研究。目前，国内已有成功运用该模型进行规划的案例。例如，上海市城市综合交通规划所所做的上海世博会交通系统模型，以世博馆作为出行终点，运用出行活动链分析技术，将游客分为本地游客和外地游客两类，做出基于世博馆的出行链并考虑每种情况存在的概率，对每条主要方向向世博会的出行进行模拟并得出期望线图。
4交通规划预测模型优化建议
随着交通规划理论与技术的日趋完善，对交通预测模型的准确性也提出了更高的要求。如何能够更加准确地预测更多的信息，成为今后模型改进的主要目标。本人认为应重点从以下几个方向进行研究，以提高交通预测模型的准确性。
（1）GPS定位技术与交通预测模型相衔接
GPS定位系统可以准确获得携带者在移动过程中某一时间的位置坐标，相比传统的由出行者通过调查表提供的出行时间地点，这种精确的数据无疑是交通预测模型不可或缺的。今后交通规划模型应设计出与获取GPS信息相配套的软件，并能够对数据进行初步整理，这样不仅省去了很多统计数据需要的时间，节省了大量的人力，而且数据的可信度更高。
（2）采用其它领域模型分析交通预测
现如今常用的分析交通预测的基础模型，以数学模型和经济学模型居多，当然这些模型对数据的处理能够描述数据的普遍规律，但显然不能全面概括个人出行的方方面面。建议多尝试使用外领域的模型来解释人的出行行为，或许能够得到更好的效果。
（3）建立动态信息系统帮助预测出行
出行是一个多方面因素综合形成的结果，有一些外部因素是无法提前预测的，但又会对出行造成很大影响。比如是否降雨、温度高低、附近是否有事故发生等，都会左右着出行。预测模型的体系不应该是一成不变的，建立动态信息网，能够帮助预测模型实时地了解出行人的考虑因素，从而分析判断每一项动态因素会对出行者造成多大的影响来模拟出行。
（4）建立更加高效的预测模型反馈体制
检验预测模型是否合理的唯一方法，就是通过实测数据的反馈。但以往的数据反馈机制往往过于缓慢，可能一年甚至几年才能够反馈一次，对交通规划产生了极为不利的影响。今后，应该尝试能够提高实测数据回传的效率，并通过计算机来校核实际数据与预测数据的问题，以便于不断地对模型进行调整使之更加完善。
5结语
本文在大量查阅交通规划模型资料的基础上，结合自身的思考与理解，详细阐述了三种规划模型的递进过程以及存在的问题，对模型的发展优化提出建议。目前我国仍以四阶段法应用最广，今后的模型应用应逐步过渡到基于活动链的出行分析上来，并结合当前的规划项目做出预测成果。未来交通模型须着重致力于研究资料的快速更新，以使规划模型能够与不断变化的交通现象相匹配。
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论文作者:吴宗远
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/17
标签：模型论文; 交通论文; 阶段论文; 数据论文; 因素论文; 时间论文; 效用论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;