基于产业关联度的都市圈轨道交通客流分布预测

基于产业关联度的都市圈轨道交通客流分布预测刘海洲1,2周涛1高志刚1(1.重庆市城市交通规划研究所,400020,重庆; 2.重庆交通大学交通运输学院,400074,重庆M第一作者,助理工程师)摘要阐述了在都市圈轨道交通分布模型中引入产业关联度的必要性和可行性。

将两城市之间的产业关联度参数加入到现有交通分布模型中,给出了交通小区间产业关联度的灰色理论计算方法,对系统平衡模型进行了改进。

提出了基于产业关联度的都市圈轨道交通客流预测方法,并以重庆市/一小时经济圈0为例,对重庆/一小时经济圈02020年的轨道交通客流进行了预测和分析,以促进我国都市圈轨道交通规划和客流预测的科学性和合理性。

关键词都市圈;轨道交通;客流预测;产业关联度;灰色关联;出行分布中图分类号U492.4+13Forecasting Method of Passenger Flow in Metropolitan Area Based on Industry Related DegreeL iu Ha izho u,Z ho u T ao,G a o Z higa ngAbstract On the ba sis of analyzing a nd summar izing the a dv antag es and disadvantag es of the e xisting metho ds f or r ail tra nsit passeng er flow fo reca st in me tro polit an ar ea, this pa per adds the industr y r ela ted degr ee to the distr ibu-tion mo del,discusses a g ra y re lat io n ca lculat ing me thod of the industr y r ela ted deg ree betw een two tra ff ic zo ne s,and impro ve s the system balance mo de l.T hen,this pa per puts o ut a fo r ecasting metho d of passeng er flow in m etr opo litan a rea based on industry r ela ted degr ee,by ta king C hong qing o ne-ho ur e cono mic circle as an e xample,give s a f or eca st a nd analysis of the me tro passenger flow in2020,in o rder to pro mo te scientific and r ational urban tr aff ic pla n and passenger flo w f or ecast ing in ur ba n agg lo mer ation.Key words metr o po litan ar ea;r ail tr ansit;passenge r flow f or cast;industr y re late d degr ee;g ra y re la tio n;tr ave l dis-tr ibut io nFirs-t author.s address Cho ng qing T r anspo rt P lanning In-stitute,400020,Ch ongqing,China0引言城市化进程的加快,导致一些群落城镇趋向于联合发展形成多中心都市圈。

都市圈的形成和发展需要借助于大运量的快速轨道交通为依托,而规划大运量的都市圈轨道交通,首先需要对都市圈轨道交通的客流进行科学合理的预测。

我国在城市轨道交通客流研究中已经积累了丰富的理论与方法,但对于都市圈交通预测则刚刚起步,现有的预测方法尚不太适应都市圈的交通特点。

传统的重力分布模型仅仅考虑了经济、人口、出行时间、出行费用等对交通分布的影响,而对区域交通分布有着重要影响的产业关联度参数没有考虑进去。

因此,结合都市圈交通规划的特点,建立合理的都市圈轨道交通客流预测理论与方法是十分有研究意义的。

基于此,本文将产业关联度参数引入到交通分布模型中,使都市圈轨道交通客流分布预测更加合理化。

1在交通分布模型中引入产业关联度的必要性和可行性产业关联又称产业联系,是指产业之间在经济技术上的数量比例关系,主要包括产业之间投入产出、供给需求的关系[1]。

1.1引入产业关联度的必要性(1)产业关联度与交通人流的出行有着密切关系。

从交通的角度来说,产业的关联直接影响着人流和货流的出行。

两个城市之间产业关联度越大,则交通联系度也就越大。

从产业门类的选取来看,工业、建筑业、制造业等与货物流动的关系较密切,而金融业、旅游业、房地产业、批发和零售业则与人流的关系较密切。

若A城市的住宿和餐饮业与B 城市的批发和零售业关联度较高,则A城市和B城市的产业关联就越大。

(2)在出行分布模型中引入产业关联度符合都市圈客流预测的规律。

一般的四阶段法在出行分布预测中仅考虑了人口、GDP(国内生产总值)、出行费用(如时间、距离、舒适性、安全性)等对出行分布的影响,如今城市各个片区之间的不均衡增长更加体现出这种方法的局限性。

城市片区的不均衡增长#15#导致了许多城市都是组团式发展,经济、商业中心比较多,出行比较容易集中到这些片区。

但根据重力模型的原理,小区之间的交通出行分布与它们之间的出行时间或者出行距离成反比,交通出行应该更多地集中到距离比较近的一些吸引点上,这与城市的实际出行分布分别很大。

对于城市发展参差不齐的都市圈来说,这个问题显得尤为重要。

(3)都市圈城市与城市发展的不平衡性和产业特色性客观上需要引入产业关联度参数。

在都市圈发展的初级阶段,都市圈内部的城市发展相对来说是比较不平衡的,城市要发展,就特别需要打破现有的经济固有状态,城市与城市之间的交流会不断扩大。

笔者认为,产业之间的联系应该是城市选择交流的一个重要方面。

每个城市都有其独特的产业特色,两个城市的相关产业交流必定会较大,因此需要将产业关联度引入到交通分布预测中。

1.2引入产业关联度的可行性(1)不同城市形成产业特色和职能分工为产业关联度的合理运用提供了基础支撑。

都市圈的形成过程也是其内部不同规模、不同等级城市产业特色形成的过程。

各城市根据自身的基础和特色,承担不同的职能分工,从而使得都市圈具有区域综合职能和产业协作优势。

不同城市形成的产业特色,在一定程度上为产业关联理论提供了经济学基础。

(2)都市圈客流预测把每个完整的城市或地区划分为一个交通小区,为产业关联度的引入提供了可行性。

在进行都市圈客流预测时,一般把一个完整的城市或地区划分为一个交通小区。

这就为产业关联度的计算提供了大量的基础数据,可充分利用各年统计年鉴中的数据对产业关联进行计算。

(3)重力模型本身的不完整性为产业关联度参数的引入提供了理论支撑。

重力模型主要考虑了两个交通小区之间的经济、人口、距离等时间费用函数。

多年来,众多学者先后提出了重力模型的改进意见。

广义费用函数的引入,单、双重力约束模型的改进,一系列重力模型参数的标定等,都为重力模型的改进提供了大量的技术参考。

2基于产业关联度的都市圈轨道交通分布预测方法2.1基于灰色理论的产业关联度计算方法灰色关联分析的基本思想,是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。

曲线越接近,相应序列之间的关联度越大,反之就越小。

设Y为都市圈生产总值,X1,X2,,,X n分别为所选产业的生产总值。

按灰色关联分析建模方法是取时间序列数据。

这里将所选各产业近10年的工业总产值作为样本序列[2]。

通过讨论系统中各子变量X1, X2,,,X n与母变量Y的关联关系,找出与都市圈经济相关联的产业群。

设第i个行业第t年的工业生产总值为x c i(t) (t=1~T,i=1~n),都市圈总的工业生产总值为y c(t),则变量序列为:y c(1),y c(2),,,y c(T)x c1(1),x c1(2),,,x c1(T)Mx c n(1),x c n(2),,,x c n(T)上述数据均为统计年鉴上数据。

对原始数据采用均值化变换,变换公式为:y(t)=y c(t)y)c,x i(t)=x c i(t)x)c iy)c=1TE Tt=1y c(t),x)c i=1TE Tt=1x c i(t)母序列Y与子序列X i的关联系数计算公式[3]为:L oi(t)=minimint$oi(t)+Q ma ximaxt$oi(t)$oi(t)+Q m aximaxt$oi(t)$oi(t)=y(t)-x i(t)式中:Q)))分辨系数,Q I(0,1)。

第i个行业与第j个行业的关联系数计算公式为:L ij(t)=m injm int$ij(t)+Q m axjma xt$ij(t)$ij(t)+Q m axjm axt$ij(t)$ij(t)=x i(t)-x j(t)Q I(0,1)因为比较序列相交,故取m inim int$oi(t)=0。

Q是为了削弱因最大绝对差值太大引起的失真,提高关联系数之间的差异显著性。

母序列Y与子序列X i的关联度r oi计算公式为:r oi=1TE Tt=1L oi(t)第i个行业与第j个行业的关联度r ij计算公式为:r ij=1TE Tt=1L ij(t)# 16 #2.2交通小区间的产业关联度计算方法交通小区与交通小区间产业关联度计算步骤如图1所示。

图1交通小区间产业关联度计算步骤规划年度交通小区各产业门类的重要度计算公式为:p mi=G miG1i+G2i+,+G h i式中:p mi)))第m种产业门类在交通小区i中的重要度;G mi)))第m种产业门类在交通小区i中的生产总值;h)))交通小区产业门类的数量。

交通小区j中所有产业对交通小区i中第k种产业门类的产业关联度示意图见图2。

其计算式为:Q ijk=p ki p1j r k1+p ki p2j r k2+,+p ki p hj r kh=E h m=1p ki p mj r km交通小区i、j间的产业关联度为:Q ij=Q ij1+Q ij2+,+Q ijh=E m,n~hm,n=1p mi p nj r mn 式中:Q ij)))交通小区i、j间的产业关联度;p mi)))第m种产业门类在交通小区i中的重要度;p n j)))第n种产业门类在交通小区j中的重要度;r mn)))m产业与n产业之间的关联度;h)))交通小区产业门类的数量。