基于TrasCAD的城市交通規(guī)劃和區(qū)域交通規(guī)劃.doc

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1、基于TransCAD的城市交通規(guī)劃和區(qū)域交通規(guī)劃清華大學(xué)交通研究所吳世江TransCAD軟件是第一個(gè)專門(mén)為交通規(guī)劃、交通管理以及交通特性分析而設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件,作為最早具備交通規(guī)劃地理信息功能的軟件,TransCAD為交通需求預(yù)測(cè)準(zhǔn)備了一整套完善且又隨時(shí)更新的工具,包括數(shù)字化地圖、地理數(shù)據(jù)管理、地理坐標(biāo)顯示以及復(fù)雜的交通規(guī)劃應(yīng)用、操作研究以及統(tǒng)計(jì)模型。對(duì)于城市交通需求預(yù)測(cè)模型,TransCAD軟件在GIS系統(tǒng)方面開(kāi)創(chuàng)了新的方法理論,使交通規(guī)劃步驟簡(jiǎn)化、改進(jìn)了需求模型的建模過(guò)程。TransCAD軟件支持許多形式的交通需求預(yù)測(cè)模型,包括戰(zhàn)略性

2、規(guī)劃法、四步驟需求模型、離散仿真技術(shù)、多路徑選擇模型以及經(jīng)典的交通分配模型。TransCAD軟件逐漸升級(jí)和完善,為提高交通需求預(yù)測(cè)的精度和簡(jiǎn)化交通模型中參數(shù)的標(biāo)定過(guò)程提供機(jī)械手段。TransCAD軟件不僅僅局限于城市或區(qū)域交通需求預(yù)測(cè),而且適合于大區(qū)域甚至國(guó)際間的客運(yùn)及貨運(yùn)交通規(guī)劃。由于在客運(yùn)規(guī)劃方面的應(yīng)用對(duì)于絕大多數(shù)的交通規(guī)劃專家來(lái)說(shuō)較為熟悉,因此TransCAD軟件還是重點(diǎn)用于城市客運(yùn)交通規(guī)劃。1GIS環(huán)境背景下的交通預(yù)測(cè)交通預(yù)測(cè)模型用于預(yù)測(cè)隨著區(qū)域發(fā)展、人口統(tǒng)計(jì)、交通供給的變化而隨之在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中引起的變化。對(duì)交通需求進(jìn)行仿真是

3、一項(xiàng)艱巨的工作,需要合理的交通規(guī)劃和預(yù)測(cè)分析。交通需求預(yù)測(cè)模型本質(zhì)上具有空間屬性,而且必須具備巧妙處理空間變化的能力才能改善和提高模型的適用性。通常一套高度結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)文件是交通規(guī)劃中必需的前提條件。這些文件包括發(fā)生量和吸引量、交通流矩陣和交通阻抗矩陣以及道路交通網(wǎng)。在一個(gè)地理信息系統(tǒng)中,典型數(shù)據(jù)由點(diǎn)、線、面特征相互連貫形成系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理匹配在一起,以更好地標(biāo)示空間發(fā)生點(diǎn)、地理網(wǎng)絡(luò)和區(qū)域邊界。然而交通運(yùn)輸應(yīng)用需要大量專業(yè)的、可更新的地理信息特征和功能以適應(yīng)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、路線和交通流矩陣。如圖1所示,TransCAD軟件將現(xiàn)狀和規(guī)

4、劃的地理信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)合理地結(jié)合在一起,促進(jìn)了地理信息技術(shù)和數(shù)據(jù)在交通需求預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。GIS技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)分析以及數(shù)據(jù)連接中有很強(qiáng)大的功能,由于地理信息數(shù)據(jù)可以比較容易地描述道路的位置,不必通過(guò)繁瑣的輸入即可直接獲得。在具體位置中,高度精確的線層并不存在,道路文件包括TransCAD軟件制作的副本。圖1基于GIS形成的路網(wǎng)通過(guò)從圖片和航空攝影照片中提取光柵影像還可以滿足數(shù)字化的要求。TransCAD軟件提供了可以適應(yīng)CAD軟件和非拓?fù)涞貓D文件的地圖編輯功能,大大減少了繪圖中圖形錯(cuò)位的出現(xiàn)頻率。在TransCAD軟件中,由于網(wǎng)絡(luò)與線層是分離的

5、,許多不同的網(wǎng)絡(luò)可以與同一個(gè)地理文件產(chǎn)生聯(lián)系,可以使網(wǎng)絡(luò)隨著時(shí)間或交通運(yùn)輸方式的變化而具有不同的特性。2交通的發(fā)生與吸引交通產(chǎn)生的目標(biāo)是預(yù)測(cè)在一個(gè)研究地區(qū)中每個(gè)交通區(qū)發(fā)生和吸引的出行量。城市交通規(guī)劃中的這個(gè)步驟僅僅與每個(gè)交通區(qū)的起訖點(diǎn)出行量有關(guān),而與交通出行發(fā)生起點(diǎn)、終點(diǎn)之間的聯(lián)系無(wú)關(guān)。交通產(chǎn)生預(yù)測(cè)是通過(guò)對(duì)出行個(gè)體、交通區(qū)域或整個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)的出行特征和頻率建立關(guān)系而獲得,TransCAD軟件允許多種類型的交通產(chǎn)生分析,從簡(jiǎn)單的分類方法到復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)分析。在發(fā)生量預(yù)測(cè)模型中,預(yù)測(cè)主要基于交通區(qū)內(nèi)的人口統(tǒng)計(jì)特征。而在吸引量預(yù)測(cè)模型中,預(yù)測(cè)主要基

6、于土地利用特征,比如行政辦公、商業(yè)用地或者不同種類的就業(yè)崗位數(shù)。在交通產(chǎn)生過(guò)程中,應(yīng)用不同的模型預(yù)測(cè)發(fā)生量和吸引量,這就不可避免的導(dǎo)致交通區(qū)域內(nèi)的發(fā)生量與吸引量并不一致。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn),TransCAD軟件應(yīng)用平衡模型使發(fā)生量和吸引量相等,如圖2所示。圖2TransCAD軟件中交通發(fā)生量與吸引量的平衡功能3交通分布交通分布模型用于預(yù)測(cè)交通區(qū)起訖點(diǎn)之間交通出行的空間分布形式。TransCAD軟件提供了大量工具用于交通分布預(yù)測(cè),包括改善的增長(zhǎng)系數(shù)法、應(yīng)用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的重力分布模型、產(chǎn)生摩阻函數(shù)以及標(biāo)定新的模型參數(shù)等。通常在交通分布中,基于預(yù)測(cè)的

7、未來(lái)年發(fā)生量、吸引量以及OD矩陣的預(yù)測(cè)阻抗函數(shù)可以預(yù)測(cè)出一個(gè)新的流量矩陣。在城市交通規(guī)劃中,交通分布的預(yù)測(cè)方法主要有兩種:增長(zhǎng)系數(shù)法(包括雙約束增長(zhǎng)系數(shù)法)與重力模型法。重力模型是應(yīng)用最廣泛的交通分布模型,這種模型明確了交通區(qū)之間的出行量與出行阻抗之間的關(guān)系。TransCAD軟件的重力模型中,典型的輸入包括一個(gè)現(xiàn)狀流量矩陣、一個(gè)反映交通區(qū)之間距離、時(shí)間或出行耗費(fèi)的阻抗矩陣以及預(yù)測(cè)年的發(fā)生量與吸量。重力模型明確地將交通區(qū)之間的流量與阻抗聯(lián)系起來(lái)3.1阻抗許多不同的阻抗可以用于表明任意兩個(gè)交通區(qū)之間出行的耗費(fèi)程度。通常所用的阻抗是出行時(shí)間、

8、出行距離或出行費(fèi)用,也可以是這些耗費(fèi)的不同組合。對(duì)于TransCAD軟件來(lái)說(shuō),阻抗必須是一個(gè)交通區(qū)到交通區(qū)的矩陣,并且該阻抗矩陣很容易通過(guò)“多重最短路”來(lái)獲取,如圖3所示。圖3通過(guò)“多重最短路”獲取交通阻抗

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