城市交通规划模型“可视化”的探讨

对城市发展前景进行一定的评价。
深圳市的规划前景分析以城市规划、土地规划、建筑普查数据为基础，以不同功能建筑
的密度与空间布局、人口岗位的密度与空间布局、职住平衡范围，并引用了城市地理学的中
的潜力模式[2]等作为评价指标，分析深圳市未来的城市中心体系与发展情况。下面以潜力模
式指标为例，说明深圳市规划前景分析可视化的方法。
2.1 规划前景分析可视化
城市规划前景分析是对未来城市的产业经济、居住就业等发展情况进行的战略构想，这
是交通模型的基础。目前主要是根据规划进行定性判断，如城市规划学者常用“城市发展轴、
发展带”来描述城市的规划前景，缺乏定量分析。通过采用合理的评价指标可以对城市的规
划前景进行可视化，例如，不同区位不同功能建筑的密度、人口岗位密度等指标就可以用于
潜力模式是指某个城市与其它每个城市的相互作用量之和，表示一个城市与城市空间分
布体系内所有城市（包括它自身）的相互作用[2]。 本次分析首先将深圳市划分为若干个交
通小区，以每个交通小区的商业办公建筑密度作为城市质量，并引入 K 系数，如式 4‐1，分
析得到深圳市现状与规划的商业办公潜力面，如图 4‐1、图 4‐2。
tij ——i、j 小区之间的最小出行效用 c——待定参数
从上可以看出，阻抗函数中的参数 c 是要标定的内容，参数 c 的取值是否合理直接决定
了交通分布的合理性。图 4‐ 3 为取不同参数情况下阻抗函数对应的数学曲线，横坐标为出行 效用，纵坐标为吸引力，通过找到对应的函数曲线，可以分析绝大多数人出行效用的范围，
法、原理及相关参数。 （3）预测结果可视化 主要是指将道路交通分配、公交分配结果可视化，具体包括道路断面流量、道路饱和度
2
水平、客流通道走廊、公交线路高峰断面客流、平均运距以及站点的上、下客流量等。
2 模型“可视化”的方法及案例
城市交通规划模型“可视化”的主要目的是把复杂、专业的建模过程、预测结果以及一 些定性判断的内容等以定量的、易懂的方式表达出来。具体方法如下：
0.2
0.4
0.3
0.4
0.5
0.7
0.9
0.2
1
0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99
这就需要建立一套系统的方法，将枯燥乏味的数字、专业复杂的建模过程变的通俗易懂， 让其它学科的人员也能对交通模型进行“品头论足”。因此，本文提出城市交通规划模型“可 视化”，为交通模型领域与其它学科领域的人员搭建一个沟通的桥梁。
1
1 城市交通规划模型“可视化”
1.1 概念
城市交通规划模型“可视化”是指将建模过程中涉及的城市规划前景分析、模型使用的 数学函数与参数、交通预测的结果等通过合理的评价指标或直接以图表的形式通俗易懂的表 现出来，使其它学科与专业的人员可以参与对模型进行评价的一种方法。
城市交通规划模型“可视化”改变了传统建立模型的思路，为专业的模型师与模型以外 的人员建立了一个交流的平台，可以对模型的基础、建模的过程进行讨论从而达成共识。
1.2 模型“可视化”的内容
（1）规划前景分析可视化 城市规划前景分析是指通过对大量基础资料的收集与分析，对未来城市的发展情况进行 的定量判断，这是模型工作的基础。具体内容一般包括：未来城市发展的方向及城市中心体 系的判断、不同类型产业的空间分布、人口岗位的总量及分布情况等。 （2）预测过程可视化 首先，需要将整个模型的框架可视化，清楚表达各个模块之间的逻辑关系。这项工作的 难度比较大，模型以外人员很难深入理解一些专业术语，但这项工作是避免模型“黑箱”操 作的关键。 其次，将交通生成、交通分布、交通方式划分、交通分配四个阶断的建模过程可视化。 具体包括： a) 交通生成阶断。将不同区域不同出行目的的的交通发生率、吸引率或交通发生量与
2.2 预测过程可视化
交通模型是利用数学模型来模拟居民的出行特性，用数学手段去表现人们的出行行为，
这是模型的核心内容，也是模型以外人员最关注的部分。采用图形表达是预测过程可视化的
主要手段。
深圳市交通规划模型在建立过程中，可视化是基于两个目的：1）判断拟合的参数是否 合理；2）检查输入数据的质量，因为如果输入数据的质量较差，即使拟合的再好，也不会 得到合理的参数，这点是很多模型师关注不到的。
（1）选取合理的评价指标，将定性的判断进行量化表达、将复杂的客流预测结果进行 有效提炼。这一方法在规划前景分析可视化、预测结果可视化中应用较多。
（2）将模型函数及相关参数、数据结果以图表形式进行表现，将抽象的东西进行直观 的表达。这一方法在预测过程可视化、预测结果可视化中应用较多。
下面将结合深圳市的交通规划模型，从规划前景分析可视化、预测过程可视化、预测结 果可视化三个方面对上述两种方法进行说明。
以深圳市远期的客流走廊分析为例，一般会采用“蜘蛛网”分配[3]的方法，但由于深圳 市域范围内分布着山体、水库等大量生态保护区，如图 4‐ 4。这时“蜘蛛网”分配方法就表 现出了局限性，“蜘蛛网”中的大量通道在现实中是不可能存在的，同时交通小区的形心点 作为出行的发生吸引点也欠妥，有些小区形心点可能落到了水库中，与现实不符，因此提出 了基于城市建成区形心网的客流分配技术。城市建成区形心网是指将城市划分为若干个交通 小区，以通道的可行性为原则，将相邻交通小区内城市建成区的形心点以直线相连，形成一 张基于城市实际交通状况的空间网络。
∑ ( ) ⎡
Ai = ⎢
B jU j f
⎤ −1 tij ⎥
⎣j
⎦
∑ ( ) B j
=
⎡ ⎢⎣
i
A iT i f
t ij
⎤ −1 ⎥⎦
式中， Xij ——i, j 小区间的一日出行总量（次/日） Ti ——i 小区一日的发生量
（4‐2）
4
U j ——j 小区一日的吸引量
( ) 阻抗函数为： f tij = e−ctij
关键词：交通规划；模型；可视化
0 引言
随着经济的发展和城市化进程的加快，城市机动车保有量快速增长，这导致交通需求与 道路设施之间的矛盾越来越尖锐。为了解决交通拥挤问题，需要借助交通模型分析交通现状， 预测未来趋势，为编制交通规划、制定政策等提供技术支持[1]。
30 多年前，交通模型引入我国，并迅速应用到交通规划和建设当中[1]，经过不断的研发、 实践和完善，在很多城市都发挥了重要的作用。但在实践过程中，城市交通规划模型也暴露 了一些问题：
现状商业办公潜力分析结果表明，罗湖区、福田区的商业办公潜力较高，是城市的商业
中心，与实际情况相符。规划商业办公潜力分析结果表明，全市的商业办公都得到了较大的
发展，尤其是南山前海地区，城市的商业中心表现出了“西漂”的特征。
通过与城市规划人员的讨论，他们对规划前景分析可视化的方法与结论表示认可。规划
前景分析的结论将作为交通生成阶段不同目的交通发生率、吸引率标定的重要依据。
图 4- 3 阻抗函数的数学曲线
2.3 预测结果可视化
客流预测结果包含的内容较多，通常是选取一些评价指标或者用图表来表达，从而实现 预测结果的可视化。例如，将道路交通分配、公交分配的结果以流量图、饱和度图的形式表 达；对于轨道交通客流预测，可以选取线路的高峰断面客流量、断面的高峰小时系数、平均 运距、平均运距占线路总长的比例等作为评价指标。
城市交通规划模型“可视化”的探讨
深圳市规划国土发展研究中心 马亮
摘要： 城市交通规划模型一直以来都面临着模型以外人员参与度不足、“黑箱”操作等一系列问题， 大家对模型的合理性、预测的精度等存有质疑。为了给模型技术人员与模型以外人员建立一个交流的平台， 本文提出了模型“可视化”的概念，从城市规划前景分析、模型建立过程、预测结果三个方面阐述了模型 可视化的内容与方法，并结合深圳市的交通规划模型工作对模型可视化的方法进行应用。
从而判断标定的参数是否合理。
通过预测过程的可视化，模型以外的交通规划人员、城市规划人员对原先他们认为复杂
的模型、没有逻辑的“黑箱”表示出了极大的兴趣与认可，并提供很多建议，对模型进行了
改进。
1
0.01
0.02
0.03
0.04 0.8
0.05
0.06
0.07
0.08
0.1 0.6
0.12
0.wk.baidu.com4
0.16
5
图 4- 4 深圳市基本生态控制线图
4- 5 基于城市建成区形心网交通分配
图 4‐5 是采用基于城市建成区形心网交通分配方法得到的结果。分析结果表明，目前的
东、中、西三大客流走廊将得到加强，同时由于南山、前海的崛起，中部组团与南山、前海
之间也形成一条较强的客流走廊；东、西两大组团由于相对独立，组团内部的客流走廊也比
建模过程中，对交通生成阶段不同区域不同目的的交通发生率吸引率、交通分布阶段
的综合阻抗函数及相关参数、交通方式划分阶断的 logit 模型与相关参数、道路交通分配阶 段的 BPR 阻抗函数与相关参数等都进行了可视化。
下面以交通分布为例，本次建模采用双约束重力模型，模型的公式、阻抗函数如下：
X ij = A i B jT iU j f ( t ij )
I
∑ QQ
D
式中， I —— i 小区的商业办公潜力；
（4‐1）
Q ，Q —— i，j 小区的商业办公建筑密度；
D —— i，j 两个小区之间的距离；
3
b —— 测量距离摩擦作用的指数； k —— 商业办公潜力调整系数。
图 4- 1 深圳市现状商业办公潜力分析
图 4- 2 深圳市规划商业办公潜力分析
吸引量的回归模型进行可视化。 b) 交通分布阶段。将不同出行目的对应的分布函数及相关参数、综合费用阻抗函数进
行可视化。 c) 交通方式划分阶段。首先，要说明分为哪几种交通方式，并宏观上判断各种交通方
式的比例；其次，将选取的交通方式划分函数及相关参数进行可视化。 d) 交通分配阶段。不同的交通分配方法适用范围是不同的，要解释采用的交通分配方
参考文献 [1]马林，陆锡明，杨东援，杨涛.城市交通模型一席谈[J].城市交通，2008，6(1)：50-53 [2]许学强，周一星，宁越敏.城市地理学[M].北京：高等教育出版社，2009.3 [3]陈必壮等.轨道交通网络规划与客流分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.10
6
较明显，分析结果与规划前景分析是相一致的。
3 结论
本文结合建立深圳市交通规划模型这项工作，对于模型的“可视化”进行了思考，提出 了城市交通规划模型“可视化”的概念，并结合具体的工作总结了模型“可视化”的内容、 方法及相关案例。实践表明，城市交通规划模型“可视化”从技术角度来说并不是一件复杂 的事情，但是在当前交通模型要求开放的背景下，有着重要的意义，它改变了传统的建模思 路，为模型师与模型以外人员建立了交流的平台。在今后的工作中，我们将继续坚持在模型 “可视化”方面的探索。
（1）其它专业、学科的人员参与深度不足。中国正处于快速的城市化进程中，城市规划 存在较大的不确定性，而模型师对远期城市规划的理解是有限的，因此迫切需要城市规划、 土地规划、交通规划等有经验的规划师共同参与。
（2）建模过程存在“黑箱”操作。模型的框架、标定的参数等是否合理直接决定了预测 结果的好坏。目前在国内，通常是由几个模型师通过调查或者经验来完成这些工作，其它学 科的人员根本无从了解与监督。