公路网规划 交通需求预测(四阶段法)
道路交通规划基础2四阶段法
口或单位经济指标等）交通产生、吸引量，如假定其是
稳定的，则根据规划期限各交通区的用地面积（人口量
或经济指标等），便可进行交通生成预测。
ü 把现状已有的交通小区的产生、吸引量乘上增长率，得
到各小区未来年的产生、吸引交通量。
ü 增长率法特点：简洁方便。但是增长率确定过于粗略，
精确度较低。
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@城市交通需求分析与发展预测
步行
自行车 汽车 摩托车
公共汽车 轨道交通
@城市交通需求分析与发展预测
n 阶段三：方式划分
➢ 交通方式划分模型 1.转移曲线：
根据大量的调查统计资料绘制的各种交通方式的分担率与 其影响因素之间的关系曲线。
特点是简单直观。 2.函数模型
线性模型（最为简单） Logit模型
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@城市交通需求分析与发展预测
n 阶段一：出行生成（交通的产生与吸引）
2. 原单位法： ü 是将单位交通源产生的平均交通量作为原单位，将原单位
与总单位数量相乘而得到整个研究地区的总生成交通量。 ü 常使用的原单位有：居住人口每人平均产生的交通量、就
业人口每人平均产生的交通量、不同类型的家庭每户平均 产生的交通量、不同用途土地单位面积平均产生的交通量。 ü 原单位的现值是从OD调查结果中分析得到。最常用的方法 是函数法。
OD交通量
个人属性
轿车利用层
方式选择层
公交利用层
轿车
公交车
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@城市交通需求分析与发展预测
n 阶段三：方式划分
➢ 交通方式选择类型
3.集计选择：以交通小区为单位
4.非集计选择：以个人为单位
5.二者择一
步行、自行车
交通规划四阶段法详细步骤
一、transcad通规划四阶段法具体操作1.1生成初始路网图1.1.1 生成路网前准备❖打开背景图片（Open：*.tif ）❖设置单位为：MetersEdit—preferences—system—map units：meters1.1.2 新建路网层（线层）❖New－Geographic File❖选择Line Geographic File，层名：street，端点层名：node❖域字段：speed、capacity（4bytes）time（8bytes）❖画路网：Tools－Map Editing－Toolbox❖画完路网检查路网的连通性：Tools－Map Editing－check line layer connectivity1.2 生成小区图❖新建交通区层（面层）❖New－Geographic File,选择Area Geographic File，options选择第二项，输入层名:area ❖添加域字段：交通区编码ID，现状base，现状吸引量A base，现状交通区容量POP base，未来发生量P fur，未来吸引量A fur，未来交通区容量POP fur❖画交通区：Tools－Map Editing－Toolbox1.3 在路网与交通区层填入数据并进行人口预测❖根据调查所得的数据填入路网与交通区数据表中❖进行交通区未来人口预测(1)、打开交通区数据表(2)、操作过程❖点击statistics—Model Esticmation，在dependent选项里面选择P base，independent 里面选POP base—add—POP base—OK—保存（文件名为P fur）；❖同样在dependent选项里面选择A base，independent里面选POP base—add—POP base—OK—保存(文件名为A fur)；❖点击数据表中P fur下任意一格，选statistics—Model Evaluation—打开P fur文件—将数据导入表中（A fur导入方式相同）1.4 生成小区质心❖建立交通区形心与路网的连接(1)在“ node层”添加字段index，操作方法：dataview－modify table—add field—命名为index(2)输出质心：选择面层“area”，tool-export选择All features，standard geographic file，ID，include built data，export as centroid points(3)选择面层“area”，使用tool-mapediting-connect，选择node field: index. fill with 选择Ids from area layer❖更新路网的路段属性信息❖添加路段属性数据：使用Fill…❖Capacity=100000，speed=3，time=Length/speed1.5 创建网络(1)选出质心：在点层上-Selection-selection by condition…-填入index<>null-ok（2）建立网络❖在路网层上，点击Networks/Paths→Create调出创建网络对话框将Optional Fields里的容全选，连接后的路网将继承这些属性点OK，出现保存对话框起好名字，点击Save。
交通需求预测四阶段法概述
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间的全方式交通分布量； 未来年各小区间的全方式交通分布量； 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 方式选择的样本数据（标定模型参数用） 方式选择的样本数据（标定模型参数用）
常用方法： 常用方法：
转移曲线法 概率模型
P = e / ∑e
现状年各小区的发生与吸引交通量； 现状年各小区的发生与吸引交通量； 社会经济与土地利用基础资料。 社会经济与土地利用基础资料。
常用方法： 常用方法：
s ∑ Oi = ∑ D j 原单位法 i =1 j =1 D j = ∑ cs x js 交叉分类法 s 回归分析法 Y = a + m a X ∑ i i 0
交通需求预测四阶段法
石家庄铁道大学 交通运输学院 闫小勇 kaiseryxy@
提纲
1 2 3 4 5 交通生成预测 交通分布预测 交通方式划分 交通分配 总结
1 交通生成预测
预测目的： 预测目的：
未来年各小区的发生与吸引交通量。 未来年各小区的发生与吸引讲到此结束
谢谢各位网友！ 谢谢各位网友！
k ij k
Vijk
Vijk
Vijk = α ⋅ Tijk + β ⋅ Fijk + γ k
4 交通分配
预测目的： 预测目的：
将各种方式的分布量分配到交通网络上， 将各种方式的分布量分配到交通网络上，求出各路 段上的交通流量等。 段上的交通流量等。
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间某种交通方式的分布量； 未来年各小区间某种交通方式的分布量； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 现状年路段观测流量（标定模型参数用） 现状年路段观测流量（标定模型参数用）
5 四步骤交通需求预测模型(4.1)交通分配
交通规划理论与方法（4）——
“四步骤”交通需求预测模型
西南交通大学交通运输学院
杨 飞 （博士、讲师）
交通运输学院
主要内容
交通分配的基本问题描述
交通分配作用 基本概念： 路径与最短路径、交通阻抗、交通均衡问题、非均衡 问题、交通网络的数学化表示
非均衡分配方法
如全有全无分配法、单路径分配法等 B-L均衡分配法（重点）
4.3 基本概念
（4）交通阻抗 A.路段阻抗的函数关系确定 通过实测数据进行回归分析或者理论研究两种方 式对于公路走行时间函数研究
其中被广泛应用的是由美国道路局（BPR –Bureau of Public Road）开发的函数，被称为BPR函数
4 交通分配
4.3 基本概念 （4）交通阻抗 A.路段阻抗的函数关系确定 时间-流量函数曲线变化特征猜想
如果两点之间有很多条路线可供出行者选择那每个出行者自然都选择最短路径随着这两点之间交通量的增大其最短路径上的交通流量也会随之增加增加至一定程度之后这条最短路径的走行时间就会因为拥挤或堵塞而变长以至长过次短路径的走行时间于是就有一部分道路利用者会选择次短的道路随着两点之间的交通量继续增加两点之间的所有道路都有可能被利用特大城市支路的利用4交通分配45交通均衡基础问题道路网均衡状态特征如果所有的道路利用者都准确知道各条道路所需的行走时间并选择走行时间最短的道路最终两点之间被利用的各条道路的走行时间会相等没有被选择的道路的走行时间会更长两点之间被利用的各条道路的走行时间会相等没有被选择的道路的走行时间会更长这种状态被称之为道路网的均衡状态1952年wardrop给这种均衡状态下了准确定义4交通分配45交通均衡基础问题wardrop第一原理在道路网利用者都知道网络的状态并试图选择最短路径时网络会达到这样一种均衡状态
公路网规划 交通需求预测四阶段法教材课程106页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 Байду номын сангаас多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
公路网规划 交通需求预测四阶段法
特点：
1.构造简单，利用现状OD推算未来的OD分布量 2.需要有完整的基准年的OD表，不需要标定参数 3.预测年限内，小区的土地利用状况，交通系统状况
不能发生较大变化，否则预测精度下降 （1 交通设施新建或改建；2 大规模的住宅建设；3商
场建设等）
预测模型
二、重力模型 重力分布模型（Gravity Model）主要是用来研究当网络 中出现了比较大的变化时，未来年的交通分布预测、它的 理论基础源于出行发生的行为会受到外部因素影响的假设。 重力模型是国内外交通规划中使用非常广泛的模型，该模 型综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出 行空间、时间阻碍因素，是一种借鉴万有引力定律的空间 互动关系模拟分析模型。
是不合理的。
特点：
1.不需要完整的OD表也能进行预测 2.考虑土地利用对交通的影响 3.交通阻抗趋于0时，交通量无限大，与实际不符 4.对于内内交通而言，出行时间费用等指标确定
比较困难
预测模型
三、介入机会模型 把从某一小区发生的出行，选择某一小区作为目的 地的概率进行模型化，属于概率模型范畴
四、熵模型 概率熵模型、直接熵模型
单位发生率法只能考虑单一因素，如人口或用 地面积等对交通生成的影响，如有多个因素影响 交通，则生成率法会有较大的误差，因此，生成 率法只可用于较为粗略的交通生成预测。
类别发生率法是考虑对交通产生或吸引影响较 大的某些因素，如人口、职业结构、用地面积、 不同性质用地的结构等，由这些因素组合成有 不同生成率的类别，根据现状调查资料、统计 不同类别单位指标的交通产生、吸引量，进而 进行交通生成预测。
重力模型的基本假定是：交通区i到交通区j的交通分布量 与交通区i的交通产生量、交通区j的交通吸引量成正比， 与交通区i和j之间的交通阻抗（如两交通区间的距离、时
交通规划四阶段法模型
交通规划四阶段法模型TransCAD核心--交通规划模型TransCAD以交通规划“四阶段法”为基础，提供了完善的交通规划模型算法。
其中包括需求预测模型、公交模型、OD矩阵推算、路径模型、路网分析模型、物流模型等。
1(“四阶段法”交通规划模型? 出行产生/吸引模型交叉分类法:交叉分类法是根据一定的社会经济特点将一个城区的人口划分为若干类型。
然后，经验地估计每种类型的家庭或出行者的平均出行率，由此产生的出行率表，可用于预测该研究区的出行产生量。
回归分析模型:普遍采用两种回归分析模型。
第一种，使用以交通小区为标准的集计数据，将每个家庭的平均出行量作为因变量，小区特征属性的平均值作为说明变量(自变量)。
第二种，使用以单个的家庭或出行者为标准的非集计数据，以每个家庭或出行者的出行量作为因变量，家庭和出行者的特征属性作为说明变量(自变量)。
离散选择法: 离散选择法是使用非集计的家庭或单个出行者的数据估算它们的出行概率。
再将所得的结论集计起来即为预测的出行产生量。
? 产生/吸引平衡模型保持出行产生量不变:保持出行产生量不变，调整出行吸引量，使得吸引总量与产生总量相等。
保持出行吸引量不变:保持出行吸引量不变，调整出行产生量，使出行产生总量与吸引总量相等。
用户指定出行总量系数:同时调整出行产生量和出行吸引量，使产生量和吸引量之和等于出行总量乘以用户给定系数之积。
用户指定的出行总量:同时调整出行产生量和吸引量，使产生量和吸引量之和等于用户给定的值。
? 出行分布模型1增长系数法:是通过对现有的矩阵乘以系数实现的(增长系数由未来的出行产生量除以出行现状的产生量计算得出的)。
在无法获悉路网交通小区间距离、出行时间或综合费用等信息时，常常使用该方法。
——常增长系数法——出行产生受约束的增长系数法——出行吸引受约束的增长系数法——全约束增长系数(Fratar福来特法 )重力模型:主要的原理——两个地区之间的空间交流量与出行产生量/吸引量的乘积成正比，与两地之间的交通阻抗成反比。
“四阶段法”在交通规划中的应用—以济源市公路规划为例
“四阶段法”在交通规划中的应用—以济源市公路规划为例摘要：“四阶段法”目前是交通量预测中应用较为广泛的方法，本文基于“四阶段法”，首先对济源市社会经济、交通需求预测，然后采用TransCAD软件得出区域交通分布情况，为济源市农村公路网规划提供基础性的依据。
关键词：社会经济发展预测；交通需求预测；小区划分；交通分布一、预测思路与方法交通需求增长是与经济发展密切相关的，经济发展的速度将决定交通需求的增长速度，同时交通基础设施的改善又将促进区域的经济发展。
为此，在未来交通出行量发展预测过程中，将在济源市社会经济发展预测的基础上，通过分析两者之间的联系预测交通需求的增长。
二、社会经济发展预测GDP总量反映的是一个地方经济实力和市场规模。
多年来济源市经济一直保持高速增长。
2019年，全市生产总值达到686.96亿元、增长7.8%、居全省第二，规模以上工业增加值增长8.8%、居全省第一，财政总收入完成117.5亿元、增长10%，其中一般公共预算收入57.1亿元、增长13.8%、居全省第二。
查阅《河南省统计年鉴》（2011~2019）及济源市2020年政府工作报告，济源市近年经济发展情况如表1所示。
表1济源市历年国民经济情况（万元）年份生产总值第一产业第二产业第三产业2010343.3815.98259.8567.54 2011373.3618.6278.1176.89 2012439.9519.4335.1285.43 2013460.1321.51344.0994.53 2014480.4621.73327.28131.45 2015492.5421.68323.98146.88 2016538.9123.27350.12165.52 2017600.1219.09395.44185.59 2018641.8418.87416.02206.94 2019686.9624.36421.89240.71由于经济发展过程复杂，影响因素较多，这给预测工作带来一定的难度，虽然各地政府部门都按照各自的实际情况制定了自己的远景发展目标，但往往由于宏观经济环境及政策等方面因素的影响而与实际发生出现偏差，有时甚至差距较大。
浅谈“四阶段法”在交通量预测中的应用
未来客流预测的发展方向与挑战主要体现在以下几个方面：一是如何提高预 测精度，避免出现较大误差；二是如何结合新兴技术，如、大数据等，实现对客 流预测的实时动态监控；三是如何考虑多种影响因素，如天气、节假日等，以提 高预测结果的可靠性。
谢谢观看
六、结论与展望
“四阶段法”在交通量预测中具有广泛的应用价值。它通过系统化的数据处 理和分析，能够较为准确地预测未来的交通状况。然而，这种方法的应用并非一 成不变，需要根据具体的交通环境和数据进行适当的调整。
展望未来，随着大数据等技术的发展，交通量预测的方法和技术将不断进步。 例如，基于深度学习的预测模型可能进一步提高交通量预测的精度；实时感知技 术和大数据分析方法将使得交通量预测能够更加及时、准确地反映实际交通情况。 因此，“四阶段法”在未来的应用中，需要不断适应新的技术环境，以提升其在 交通量预测中的效率和准确性。
此外，随着智能化城市和交通强国等战略的推进，交通量预测将越来越受到。 这不仅要求我们有更高的预测精度，还需要我们能够处理更复杂的交通问题，如 城市群交通、多模式交通等。因此，“四阶段法”的应用和发展需要紧密结合实 际交通需求，以推动交通管理和服务水平的不断提升。
参考内容
一、背景介绍
城市轨道交通是现代城市交通的重要组成部分，客流预测对于其运营管理和 优化具有重要的实际意义。准确的客流预测可以帮助城市轨道交通管理部门提前 做好运营计划，提高运输效率，避免客流拥堵等问题。四阶段法是一种常见的客 流预测方法，它将客流预测分为四个阶段进行，包括建立预测模型、数据预处理、 特征提取和模型评估。这种方法在城市轨道交通客流预测中得到了广泛应用。
在TransCAD中，可以使用统计回归、神经网络等算法构建客流预测模型。以 神经网络为例，可以采用深度学习的方法，利用时间序列数据和其他相关数据训 练模型，以实现对未来客流的预测。
公路网规划 交通需求预测四阶段法
第二节 交通分布预测
按模型的具体算法分 一类是增长系数法 ：平均增长系数法、Fratar法、 Furness法、底特律法等 一类是综合方法 ：重力模型法、介人机会模型法、 系统平衡模型法
第二节 交通分布预测
增长系数法：完全是基于出行起点与终点小区的 交通增长特性，利用现状的OD分布量推算将来的 OD分布量。它依赖于各节点间的基年分布情况， 并假设区间的出行交通与路网的改变相互独立， 或者在预测年限内交通运输系统没有明显的改变。 这种方法适用于小地区或区域间出行不受空间阻 挠因素的影响而只受地区间交通发生、吸引特性 影响的出行空间分布形态，且这种方法不限于某 些个别因素的影响，着重总的趋势，适用于交通 量的宏观分布预测，但当基年OD分布稍有偏差时， 对未来影响将会很大。模型不需标定，只需满足 总量平衡即可。
对于交通分配，国内外均进行过较多的研究，数学规划方 法、图论方法及计算机技术为交通分配模型的研究及应用 奠定了坚实的基础。国际上通常把交通分配模型分为平衡 模型与非平衡模型两大类，并以Wardrop第一、第二原理 作为划分依据。 平衡模型：平衡分配法（数学规划模型） 非平衡模型：表5-1
第五节 交通分配
第五章 交通需求预测
第一节 交通需求预测的基本流程 1、基本流程 区域社会经济的发展刺激区域运输需求的增长 （1）经济角度 （2）社会角度
预测是建立在对区域社会经济与土地利用分析的 基础上的 流程见图5-1
第一节 交通需求预测的基本流程
2、原则 （1）系统分析原则 （2）政策协调原则 （3）定性与定量相结合的原则 （4）弹性原则 （5）历史与未来发展结合原则
第二节 交通分布预测
1、概念 交通分布预测是指根据预测得到的各交通分区的交通发生、 吸引量，确定各交通区之间的交通流量、流向，即确定 OD矩阵。
“四阶段法”在交通需求预测中的应用
3.2 无 OD 基础数据的交通量预测
由于“四阶段”法，是在现状 OD 表的基础上，然后进行各小区集中、发生量的计算、交 通量分布、交通量配的，因此，只能用 OD 拟合的方法，通过路段交通推导出现状 OD 表。
一般来说，影响交通量分布的因素包括交通源的状况(经济状况、人口状况等)，交通设 施状况(交通区间的交通阻抗，如运行时间、距离等)，客货交通在交通源和交通设施构成的 系统中，按照其内在的规律分布在这一系统中，同时满足供求(发生、集中)平衡。由于交通 的发生、集中与经济活动密不可分，同时受其交通是否便捷的影响，因此可以考虑用重力模
型来预测交通总量一定的情况下，各交通小区之间的比例关系[3]。
重力模型:
Pij
=
k×
Aiα
×
B
β j
Lγij
式中：P ij ——i区到j区的分布权重；
A i ——i区的经济或人口指标；
B j ——j区的经济或人口指标；
L ij ——i区到j区的最短运营距离或时间；
K、α、β、γ——拟合参数。
根据路网交通量资料进行参数拟合，得各交通小区之间的出行权重，按路网交通总量计
参考文献
[1] 牛虎.四阶段法交通需求预测的局限与非集计模型的发展[J].交通标准化,2007,(12):73-76. [2] 叶晨立.交通规划与交通需求预测模型发展综述[J].福建建筑,2007,(3):62-64. [3] 陆化普.交通规划理论与方法[M].北京:清华大学出版社,1998. [4] 黎伟,陈义华.基于四阶段的交通需求预测组合模型[J].重庆工学院学报（自然科学版）,2007,21(3):93-96.
1．引言
交通需求预测作为交通规划的核心内容之一，是城市规划必不可少的前提，也是确保交 通规划符合未来发展状况的重要条件。长期以来，人们为有效地预测交通需求进行了不懈的 努力，并基于多种理论开发出众多的交通需求预测模型。其中，应用最广泛的理论及模型是 20 世纪 50 年代开发的四阶段预测法。作为交通需求预测的经典方法，其逻辑关系明确、步 骤分明，在实际工程项目中获得了广泛的应用，在世界范围内也被广泛应用。
背景交通需求预测常用方法
背景交通需求预测常用方法
交通需求预测建模即传统的“四阶段法”---出行产生，出行分布，方式划分，交通分配。
1）建设项目交通需求预测主要包括目标年背景交通量预测和拟
建项目新增交通量预测两方面。
目标年交通量即为背景交通量与拟
建项目新增交通量之和。
2）背景交通量预测基本上采用增长系数法（TransCAD软件结果）。
预测的前提条件无外乎：人口岗位的发展变化、机动车数量的变化、出行总量的预测及出行特征变化的趋势（出行强度、出行距离、出行方式结构比重）。
有了前提条件，加上对基地周围的道路功能的分析、高峰小时系数及大型车比例，就可以用增长率发来预测背景交通
量。
3）项目新增交通量指远期建设项目投入使用后，交通影响范围
内路网所蒸蛋的完全由基地项目产生的交通量。
项目交通量的确定，主要分为两个步骤：a：项目出行量预测（出行产生率法）；b：项目出行量分配（圈层外推法）。
4）出行预测方法有两种：一种是有基地的岗位数与每个岗位平
均的出行吸引率来计算；另一种是由基地的建筑面积及其吸引率来
计算。
吸引率一般来源于基地所在城市的吸引点调查数据。
吸引率
包括来客和从业人员的出行人次。
5）不同的土地利用功能所发生的出行特征区别很大，可根据基地内部不同建筑的不同功能类型来进行出行预测。
在预测其出行发生量之后，在依据方式划分比例，求的不同方式的出行量。
6）叠加交通量为背景交通量和新增交通量之和。
交通规划四阶段法详细步骤
一、transcad通规划四阶段法具体操作1.1生成初始路网图1.1.1 生成路网前准备❖打开背景图片（Open：*.tif ）❖设置单位为：MetersEdit—preferences—system—map units：meters1.1.2 新建路网层（线层）❖New－Geographic File❖选择Line Geographic File，层名：street，端点层名：node❖域字段：speed、capacity（4bytes）time（8bytes）❖画路网：Tools－Map Editing－Toolbox❖画完路网检查路网的连通性：Tools－Map Editing－check line layer connectivity1.2 生成小区图❖新建交通区层（面层）❖New－Geographic File,选择Area Geographic File，options选择第二项，输入层名:area ❖添加域字段：交通区编码ID，现状base，现状吸引量A base，现状交通区容量POP base，未来发生量P fur，未来吸引量A fur，未来交通区容量POP fur❖画交通区：Tools－Map Editing－Toolbox1.3 在路网与交通区层填入数据并进行人口预测❖根据调查所得的数据填入路网与交通区数据表中❖进行交通区未来人口预测(1)、打开交通区数据表(2)、操作过程❖点击statistics—Model Esticmation，在dependent选项里面选择P base，independent 里面选POP base—add—POP base—OK—保存（文件名为P fur）；❖同样在dependent选项里面选择A base，independent里面选POP base—add—POP base—OK—保存(文件名为A fur)；❖点击数据表中P fur下任意一格，选statistics—Model Evaluation—打开P fur文件—将数据导入表中（A fur导入方式相同）1.4 生成小区质心❖建立交通区形心与路网的连接(1)在“ node层”添加字段index，操作方法：dataview－modify table—add field—命名为index(2)输出质心：选择面层“area”，tool-export选择All features，standard geographic file，ID，include built data，export as centroid points(3)选择面层“area”，使用tool-mapediting-connect，选择node field: index. fill with 选择Ids from area layer❖更新路网的路段属性信息❖添加路段属性数据：使用Fill…❖Capacity=100000，speed=3，time=Length/speed1.5 创建网络(1)选出质心：在点层上-Selection-selection by condition…-填入index<>null-ok（2）建立网络❖在路网层上，点击Networks/Paths→Create调出创建网络对话框将Optional Fields里的容全选，连接后的路网将继承这些属性点OK，出现保存对话框起好名字，点击Save。
交通需求预测四阶段法概述
Vijk
Vijk
Vijk = α ⋅ Tijk + β ⋅ Fijk + γ k
4 交通分配
预测目的： 预测目的：
将各种方式的分布量分配到交通网络上， 将各种方式的分布量分配到交通网络上，求出各路 段上的交通流量等。 段上的交通流量等。
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间某种交通方式的分布量； 未来年各小区间某种交通方式的分布量； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 交通网络拓扑结构与阻抗函数； 现状年路段观测流量（标定模型参数用） 现状年路段观测流量（标定模型参数用）
i =1
Oi = ∑ bs xis
n
n
2 交通分布预测
预测目的： 预测目的：
未来年各小区之间的出行分布量。 未来年各小区之间的出行分布量。
基础数据： 基础数据：
现状年各小区之间的出行分布量； 现状年各小区之间的出行分布量； 未来年各小区发生与吸引交通量； 未来年各小区发生与吸引交通量； 小区间费用矩阵（重力模型）。 小区间费用矩阵（重力模型）。
本讲到此结束
谢谢各位网友！ 谢谢各位网友！
常用方法： 常用方法：
Oi D j 增长系数法 qij = q ⋅ f（ 0 ， 0 ） Oi Di
0 ij
重力模型 q ij = αOi D j f (c ij )
3 交通方式划分
预测目的： 预测目的：
将各小区间的全方式分布量划分为分方式的分布量。 将各小区间的全方式分布量划分为分方式的分布量。
基础数据： 基础数据：
未来年各小区间的全方式交通分布量； 未来年各小区间的全方式交通分布量； 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 小区间各种交通方式的距离、费用矩阵。 方式选择的样本数据（标定模型参数用） 方式选择的样本数据（标定模型参数用）
城市路网交通需求预测方法及应用汇报
站北五路下穿通道
路网服务水平参考表
运行状况 畅行车流，基本上无延误 稳定车流，有少量延误 稳定车流，有一定延误，但司机可以接受 接近不稳定车流，有较大延误，但司机还能忍受 不稳定车流，交通拥挤延误很大，司机无法忍受 强制车流，交通严重阻塞，车辆时开时停
备注
此标准用于城市道路 网络规划时，服务水
（五）站前大道车道数的确定
• 路幅的确定 三幅路面适用于：红线宽度40m以上，车行道宽度20-30m 适用：一般三块板横断面适用于机动车
交通量不十分太大，而又有一定的车速和车流畅通要求，自行车交通量又较大的生活性道路或客运交 通干路，不适用于机动车和自行车交通量都很大的交通性干路和要求机动车车速快而畅通的城市快速 路。
城市路网交通需求预测 方法及应用
（一）什么是交通需求预测
现状交通调查与分析
城市及相关区域调研
背景交通量预测
交通需求预测
项目交通量预测
极限容积率测算 项目出入口方案设计
路网服务水平分析 交通影响评价 方案比选
交通组织评价及结论
停车需求预测 周边道路交通组织设计
广场做多大规模？ 道路多少车道够用？ 非机动车需求有多少？ 交叉口需不需要拓宽车道？
行吸引量成正比，与小区i 和小区j 之间的出行阻抗成反比，以交通小区之间的最短出行时间矩阵为出行阻抗，应用transcad实现基于重力模型 (Gravity Method)的交通分布预测。
站前核心区地块OD出行分布结果
（三）一个案例
• 交通需求分配 交通分配是指将各分区之间出行量分配到交通网络的各条边上去的过程。 根据规划区路网初步方案，基于道路网络用户均衡理论，路径选择行为是发生在整个网络中的一个系统过程，网络中的交通流最终应达到一种
公路网规划 交通需求预测四阶段法教材课程共106页文档
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
公路网规划 交通需求预测四阶段法教 材课程
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
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特点：
1.构造简单，利用现状OD推算未来的OD分布量 2.需要有完整的基准年的OD表，不需要标定参数 3.预测年限内，小区的土地利用状况，交通系统状况 不能发生较大变化，否则预测精度下降 （1 交通设施新建或改建；2 大规模的住宅建设；3商 场建设等）
预测模型
二、重力模型 重力分布模型（Gravity Model）主要是用来研究当网络 中出现了比较大的变化时，未来年的交通分布预测、它的 理论基础源于出行发生的行为会受到外部因素影响的假设。 重力模型是国内外交通规划中使用非常广泛的模型，该模 型综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出 行空间、时间阻碍因素，是一种借鉴万有引力定律的空间 互动关系模拟分析模型。 重力模型的基本假定是：交通区i到交通区j的交通分布量 与交通区i的交通产生量、交通区j的交通吸引量成正比， 与交通区i和j之间的交通阻抗（如两交通区间的距离、时 间或费用等）成反比。第一个比较严密地提出和使用重力 模型的人是Casey（1955年），他提出了地域内两城镇间 综合购物出行的一种方法，最初的公式形式为：
第五章 交通需求预测
四阶段法是以1962年美国芝加哥市发表 的《Chicago Area Transportation Study》 为标志，交通规划理论和方法得以诞生。 1962年美国制订的联邦公路法规定凡5 万人口以上城市，必须制订以城市综合交 通调查为基础的都市圈交通规划，方可得 到联邦政府的公路建设财政补贴。该项法 律直接促成交通规划理论和方法的形成和 发展。开始，交通预测只是关于交通发生、 交通分布、交通分配三个阶段的预测。
预测方法
二、专家经验法
根据铁路、水路运量与运能的关系，征求专家意见，确定 分担率。
三 总量控制法
步骤： （1）建立分担模型 （2）各小区的未来非公路客货运量 （3）公路客货运量
预测方法 四、运输方式分担率法 五、车辆效率法 六、交通系数法（OD资料不全） 总的来说，方式预测关键在于计算分担率， 根பைடு நூலகம்总量计算分担交通量
预测模型
一、增长系数法
增长系数法假设将来的交通区与交通区之间出行 分布模式与现状的分布模式基本一致，其分布量 按某一系数增加。属于增长系数法类别的交通分 布预测模型主要有平均增长系数模型、Fratar模型 和Furness模型。
预测模型
预测模型
预测模型
预测模型
底特律法实例
总的来看，增长系数法分布预测模型易于理解、 思路明确、计算简单，可预测全部、全方式OD矩 阵，稳定性较好，对于分布均匀、增长率变化不 大的地区，这类模型比较合理。但这类模型必须 建立在具有完整的现状OD矩阵的基础上，对于未 来出行分布与现状出行分布变化较大的地区（如 新开发的区域）不适用。
一、集合模型
基本思想：将集合成区的出行作为研究对象，着 眼于研究交通区出行总体的出行特征，建模基础 是各交通区的出行总况。包括：增长系数模型、 重力模型。
二、非集合模型
其核心是效用最大化理论，其宗旨是出行者将选 择使其获得最大效用的出行。它着眼于研究出行 者个体的出行行为。在非集合模型中，效用以出 行的省时省钱、方便程度等来表达，在理论上利 用了现代心理学的成果，引入随机效用的概念。
特点：
1.不需要完整的OD表也能进行预测 2.考虑土地利用对交通的影响 3.交通阻抗趋于0时，交通量无限大，与实际不符 4.对于内内交通而言，出行时间费用等指标确定 比较困难
预测模型
三、介入机会模型 把从某一小区发生的出行，选择某一小区作为目的 地的概率进行模型化，属于概率模型范畴 四、熵模型 概率熵模型、直接熵模型 五、系统平衡模型 以供求平衡理论为基础，重点考虑交通状况、工 具、基础设施等对交通分布的影响 六、OD矩阵的推算模型 1、意义：节约成本，节省人力物力 2、过程：数据收集—出行路径选择—OD矩阵推算
预测模型
重力模型实例
预测模型
重力模型，特别是单约束重力模型是现在广泛使 用的交通分布预测模型，其主要优点在于考虑的 因素较增长系数模型更全面，能敏感地反映交通 阻抗参数的变化，即使没有完整的现状表也能进 行推算预测；缺点是对短距离出行估计值偏大， 因此宜在以交通小区为单位的集合水平上进行标 定预测，并且交通小区的面积不宜划得过小。重 力模型另一个致命的缺陷是当交通阻抗趋近于零 时，交通分布量会趋于无穷大，这在结构上显然 是不合理的。
第五节 交通分配
公路网交通分配是把预测的各目标年OD矩阵（将预测的 客货运输量OD矩阵转换成客货车辆OD矩阵）分配到具体 的规划公路网上。通过交通分配，可获得规划公路网中各 路段和交叉口的交通量、车速、流向、车型组成等资料， 这些资料是评价路网方案是否合理、建设项目是否可行等 的直接依据。
2、分类
第四节 方式选择预测
2、预测方法 一、分担率曲线法（转移曲线法） 各种交通方式的分担比例与其影响因素之间的关系曲线， 称为转移曲线。影响因素包括交通小区间的距离，行程时 间，或各交通方式所需的时间差等，利用转移曲线法可以 直接查到各种交通方式在城市交通小区之间出行量中所占 比例，其缺点在于由于该曲线是由现状调查资料得出，无 法反映出在未来情况特别是影响因素发生变化时各种交通 方式分担率的变化。
第二节 交通分布预测
综合方法: 相对而言，综合法较复杂，它是 将出行空间阻碍因素与地区增长特性一并 考虑的模拟分析法。该方法对问题的刻画 较详细，但对长期趋势的描述往往过分强 调某一因素的影响而忽略了总体趋势的正 确性，适用于同时受地区发生、吸引特性 及空间阻挠因素影响的出行空间分布形态， 模型需要标定。
确定各阶段国民生产总值增长率 确定各阶段弹性系数
确定各阶段交通运输量增长率
确定各阶段交通运输量
第二节 交通分布预测
第二节 交通分布预测
1、概念 交通分布预测是指根据预测得到的各交通分区的交通发生、 吸引量，确定各交通区之间的交通流量、流向，即确定 OD矩阵。 2、分类 按时间适用性分： 两大类：第一类模型只适用于短期的交通分布研究，这类 模型往往比较简单，主要应用于交通网络没有发生重大变 化的短期预测中；另一类模型使用了出行的广义费用或其 他较复杂的数学方法，适用于长期交通分布研究或短期分 布中交通情况有较大变化的分布预测。 短期预测模型与长期预测模型
20世纪60年代后期，日本广岛都市圈的交 通规划首次提出了对不同交通方式进行划 分这一新的预测内容。此后，交通规划变 成了交通发生、交通分布、交通方式划分 和交通分配四个步骤，这就是交通规划的 四阶段法（也叫四步法）理论。后来人们 将交通方式划分与其他三个步骤做了不同 形式的结合，相应的得出各类预测方法。 这些都归入四阶段法。
第五节 交通分配
1、简介 交通分配是指将已经预测出的交通量根据实际情 况按照一定的规则分配到道路网中的各条道路上， 并求出各道路的交通流量。 交通分配是公路网交通需求预测中的重要环节， 由于公路网交通分配过程是以网络为基础的（在 现状路网或规划路网上进行），因而这一阶段的 工作须与路网规划方案拟订结合进行。
类别发生率法是考虑对交通产生或吸引影响较 大的某些因素，如人口、职业结构、用地面积、 不同性质用地的结构等，由这些因素组合成有 不同生成率的类别，根据现状调查资料、统计 不同类别单位指标的交通产生、吸引量，进而 进行交通生成预测。
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模型
弹性系数： E = i1/i2 i1 --- 交通运输量增长率 i2 --- 国民生产总值增长率 弹性系数在一定时期内相对稳定 E = 0.8 - 1.2
第五章 交通需求预测
第一节 交通需求预测的基本流程 1、基本流程 区域社会经济的发展刺激区域运输需求的增长 （1）经济角度 （2）社会角度 预测是建立在对区域社会经济与土地利用分析的 基础上的 流程见图5-1
第一节 交通需求预测的基本流程
2、原则 （1）系统分析原则 （2）政策协调原则 （3）定性与定量相结合的原则 （4）弹性原则 （5）历史与未来发展结合原则
3 交通需求预测的内容及步骤
城市交通需求预测
一、城市交通预测的内容：
1、城市客运交通预测 包括：城市居民出行预测、城市流动人口 出行预测、城市对外及过境客运交通预测 等三部分。 2、城市货运交通预测 包括城市市内货运交通预测和城市对外及 过境货运交通预测两部分。
二、城市交通预测的步骤 1、居民出行预测——居民出行生成预测，分布预 测，方式预测。 2、流动人口出行预测——流动人口出行生成预测， 分布预测，方式预测。 3、对外及过境客运交通预测——对外及过境客运 生成预测，分布预测，方式预测。 4、城市市内货运预测——城市市内货运交通生成 预测，分布预测。 5、对外及过境货运交通预测——对外及过境货运 交通生成预测，分布预测，方式预测 6、交通分配预测
对于交通分配，国内外均进行过较多的研究，数学规划方 法、图论方法及计算机技术为交通分配模型的研究及应用 奠定了坚实的基础。国际上通常把交通分配模型分为平衡 模型与非平衡模型两大类，并以Wardrop第一、第二原理 作为划分依据。 平衡模型：平衡分配法（数学规划模型） 非平衡模型：表5-1
第五节 交通分配
第四节 方式选择预测
1、简介 让一个出行与一种交通方式相对应，一个地区的全部出行 数中利用该种交通方式的人所占的比例叫做该交通方式的 分担，或简称方式分担（model split），其中每个交通方 式所分担的交通量叫做该交通方式的分担交通量。 公路交通方式预测： （1）运输方式的分担量 只有公路OD资料而无其他运输方式的资料（借鉴） 当有比较完整资料，建立各种运输方式的预测模型 （2）公路客货运不同车型的分担量
分类标准： Wardrop第一原理指出：网络上的交通以这样一种方式分 布，就是所有使用的路线都比没有使用的路线的费用小。 Wardrop第二原理认为：车辆在网络上的分布使网络上所 有车辆的总出行时间最少。 第一原理（用户最优或平衡）准则 在道路网的利用者都知道网络的状态，并试图选择最短路 径时，网络会达到平衡状态，在考虑拥挤对行走时间影响 的网络中，当网络达到平衡时，每组OD的各条被利用的 路径具有相等且最小的出行时间，没有被利用的路径的出 行时间大于或等于最小出行时间