廖欣

【摘 要】城市交通模型發(fā)展至已有30多年，在城市交通規(guī)劃建設(shè)及政策研究中發(fā)揮著重要的作用，同時也存在一些問題。文章對交通模型作了相關(guān)介紹，指出了目前交通模型面臨的主要問題，如理論模型的缺陷、規(guī)劃人口與現(xiàn)實的沖突、大數(shù)據(jù)與小樣本調(diào)查、專業(yè)與通俗的矛盾等，并提出了相關(guān)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】交通模型；大數(shù)據(jù)；四階段模型理論

中圖分類號： F572 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）36-0222-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.36.096

Analysis on the Development and Application Problem of the Urban Transportation Model

LIAO Xin

（China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， LTD， Wuhan Hubei 430063， China）

【Abstract】Urban transportation model has been developed for more than 30 years and plays an important role in urban traffic planning， construction and policy research， but also has some problems. This paper introduces the traffic model， points out the main problems faced by the traffic model at present， such as the defects of the theoretical model， the conflict between planning population and reality， the big data and small sample survey， and the contradiction between professional and popular， and puts forward the relevant solutions.

【Key words】Transportation model； Big data； Four stage model theory

據(jù)資料顯示，我國綜合交通模型的構(gòu)建始于上個世紀80年代，最早建立的城市有北京、上海、廣州、天津等，發(fā)展至今已有30多年了[1]。交通模型作為交通規(guī)劃編制的技術(shù)手段和內(nèi)容，在城市交通規(guī)劃建設(shè)及政策研究中發(fā)揮著重要的作用。但是，由于在數(shù)據(jù)來源、模型選擇、參數(shù)設(shè)定等方面不夠重視的原因，交通模型出現(xiàn)了精度不高，不夠科學(xué)等種種問題，過分流于形式，只注重了技術(shù)的應(yīng)用而對模型缺乏更深的認識。為此，本文將圍繞目前交通模型開發(fā)和應(yīng)用中存在的問題進行探討。

1 交通模型相關(guān)概述

1.1 交通模型定義

交通模型是反映人、車及貨物交通規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并通過數(shù)字、圖形等形式描述交通行為及其本質(zhì)的抽象模型。其融合了經(jīng)濟學(xué)、社會學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、交通工程學(xué)等多個學(xué)科，通過數(shù)理方法和計算機軟硬件，為交通各階段決策和管理提供參考依據(jù)。實際上，交通模型是通過數(shù)學(xué)模型對城市交通進行分析的方法，而分析結(jié)果的精準度取決于模型的質(zhì)量。通過交通模型，不僅能對目前城市的交通狀況進行分析，還能對城市未來的交通進行預(yù)測，但要構(gòu)建高質(zhì)量的模型離不開對城市充分的理解，表現(xiàn)在兩個方面：首先需要本土的技術(shù)團隊，只有這樣才能對自己的城市有更深更全面的了解；其次是參數(shù)本地化，由于各城市自然社會條件的不同，人們的行為習(xí)慣也有所差異，完全照搬別的城市的模型參數(shù)不能真實的反映本地居民的出行情況，只有進行實地專項調(diào)查才能選取合適的模型參數(shù)。

1.2 交通模型體系

基于分析對象的不同，在交通模型選擇上也會有所不同，使用的分析方法或工具也是有差異的，現(xiàn)階段仍未能開發(fā)出通用型的交通模型。交通模型大致可以分為三層四類交通模型，如圖1。

從圖1中可以看到，各層次的模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫是一樣的，各自可單獨運行，又能交互關(guān)聯(lián)，下一層次模型能繼承上一層次模型中有關(guān)信息，并能在此基礎(chǔ)上進行細化和反饋。

1.3 交通模型精度

評價模型可靠與否主要在于其預(yù)測精度，就目前而言，我國許多城市的交通模型預(yù)測精度并不佳，其影響因素是多方面的，在參數(shù)一定的條件下，不同的假定將會出現(xiàn)不一樣的結(jié)果。此外，假定也不是固定不變的，它會隨著城市發(fā)展而變化，這就要求模型工程師對城市有透徹的理解。由于不可預(yù)測因素的影響，模型只能以設(shè)定概率的方式來描述。所以，3～5年的短期預(yù)測和結(jié)合高頻數(shù)據(jù)的短時預(yù)測結(jié)果能讓精度得到提升。雖然長周期預(yù)測結(jié)果精度不足，但有其一定的價值：（1）它一定時期內(nèi)對未來的判斷，能給方案提供統(tǒng)一的分析平臺，便于多方案的同平臺比較，為決策提供參考，是交通模型的核心功能之一，可見其存在的必要性；（2）模型的更新和維護是必不可少的，將小周期的更新與周期性的大修正相結(jié)合，其精度將會得到提高，如美國圣地亞哥市五代交通模型預(yù)測精度變化[2]正說明了這點。

2 交通模型面臨的主要問題

2.1 理論模型的缺陷

在我國，絕大部分城市的綜合交通模型普遍采用四階段模型理論，但其計算結(jié)果存在各階段不一致性的弊端。雖然有關(guān)研究表明反饋算法能在一定程度上減少不一致性的影響，但是從國際上看，在傳統(tǒng)的四階段模型理論占據(jù)主導(dǎo)的同時，基于活動的模型理論已進入開發(fā)研究階段，美國一些都市規(guī)劃組織已開發(fā)完成或者正在開發(fā)[3]。盡管如此，兩模型理論的人口和就業(yè)崗位都是互相獨立的，加上傳統(tǒng)普查成本高，在使用過程中均以重力模型或選擇模型的方式去建立聯(lián)系。然而，人的住所、工作、生活出行圈等，在一定時期內(nèi)是相對穩(wěn)定的，現(xiàn)階段的模型理論都未能體現(xiàn)這樣的關(guān)系，借助模型所構(gòu)建的對應(yīng)關(guān)系僅可反映了其中一種，這基本與實際不相符。

隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等新一代信息技術(shù)應(yīng)用推廣，目前已可以借助手機信令數(shù)據(jù)等使現(xiàn)狀人口和就業(yè)崗位相關(guān)聯(lián)，以體現(xiàn)這種相對穩(wěn)定的關(guān)系。因此，理想的模型開發(fā)模式應(yīng)在考慮現(xiàn)狀人口、工作及其對應(yīng)關(guān)系的同時，把住所變更與工作變更一起考慮，并結(jié)合新增人口與工作預(yù)測情況進行。對于住所和工作都發(fā)生變化的可通過類似增長率模型來分析，對于變化的人口和工作則可通過四階段模型或基于活動的分析模型去分析，以盡可能地體現(xiàn)兩者間的關(guān)系。

2.2 規(guī)劃人口與現(xiàn)實的沖突

城市規(guī)劃反映的是理想的城市狀態(tài)，但理想與現(xiàn)實是有差距的。如廣州市為疏散中心城區(qū)人口，2007 年市政府在“南拓、北優(yōu)、東進、西聯(lián)”的基礎(chǔ)上增加了“中調(diào)”戰(zhàn)略，但從實際來看，2007—2017年荔灣、越秀、天河、海珠等四區(qū)的常住人口從419.5萬人上升到547.5萬人[4-5]，增加了30.5%，僅從這點來看，城市規(guī)劃和實際是不相符的。此外，據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，截至2016年5月，我國新城新區(qū)近3500個，規(guī)劃人口達34億，將能裝下世界1/2人口[6]?？梢?，完全靠規(guī)劃數(shù)據(jù)去預(yù)測其偏差是難以想象的。

從上述兩個例子說明，模型工程師除了要充分的理解城市外，還應(yīng)在建模時仔細分析數(shù)據(jù)的可靠性與可用性，但是很多時候許多的研究均依賴于城市總體規(guī)劃。因此，可以把實際也許會發(fā)生的情形作為基本情形，而把規(guī)劃目標作為理想情形來研究。

2.3 大數(shù)據(jù)與小樣本調(diào)查

隨著信息技術(shù)的進步，大數(shù)據(jù)在交通模型中的應(yīng)用日漸成熟，手機信令數(shù)據(jù)在的成功應(yīng)用不僅豐富了模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，技術(shù)方法還得到了擴展，模型的標定、校驗以及精度等獲得了更大的提升。然而，這一切都依賴于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，就目前而言，數(shù)據(jù)源均掌握在三大電信運營商、以騰訊為代表互聯(lián)網(wǎng)公司，獲得數(shù)據(jù)的渠道相對有限，數(shù)據(jù)共享與使用途徑問題是目前急需解決的。

大數(shù)據(jù)改變了人們的生活、工作和思維方式，但因其要全體不要抽樣，要效率不要絕對精確，要相關(guān)不要因果的理念[7]，會導(dǎo)致使用者惰于對因果關(guān)系的追求。為此，模型工程師應(yīng)理性思考，弄清楚事情的來龍去脈。另外，還有的觀點認為大數(shù)據(jù)可以替代傳統(tǒng)調(diào)查。這觀點是不可取的，兩者各有其優(yōu)缺點，雖然小樣本調(diào)查有抽樣誤差、調(diào)查誤差等弊端，但其能相對全面準確地分析問題，且其針對性也是大數(shù)據(jù)所不具有的。只有兩者結(jié)合起來，才能讓交通模型數(shù)據(jù)得到充分利用。

2.4 專業(yè)與通俗的矛盾

交通模型成果表達涉及許多專業(yè)名詞，許多概念難以理解容易混淆，業(yè)內(nèi)人士都無法全面理解，更別說大眾了。因此，如何使用明了的表達形式來解析交通模型的結(jié)論是急需解決的問題。一方面，可以借助新的表現(xiàn)手法或工具，如百度遷徙圖采用ECharts呈現(xiàn)OD分布；另一方面，利用微觀仿真模擬軟件，以二維和三維來表達。雖然如此，但要實現(xiàn)專業(yè)到通俗的轉(zhuǎn)變還很漫長。

3 結(jié)語

當前參與交通模型開發(fā)的專業(yè)人員是也逐漸增多，使用的工具軟件也更加先進，在一定程度上促進了交通模型行業(yè)的發(fā)展，但因行業(yè)門檻低，規(guī)范不完善，忽略了對模型質(zhì)量的關(guān)注。交通模型的開發(fā)和應(yīng)用是一個系統(tǒng)工程，通過本文的介紹，望從業(yè)者能正視交通模型面臨的問題，不斷提升自身專業(yè)技能，以促進交通模型技術(shù)向規(guī)范有序方向不斷發(fā)展。

【參考文獻】

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[2]Yi H. Regional Travel Modeling： A Case Study of the SANDAG Model[R]. Wuhan： Huazhong University of Science & Technology，2012.

[3]鄧興棟，馬小毅，陳先龍，等.國際交通模型發(fā)展進展[R].廣州：廣州市交通規(guī)劃研究院，2015.

[4]陳先龍.中國城市交通模型現(xiàn)狀問題探討[J].城市交通，2016，14（02）：17-21.

[5]廣州市統(tǒng)計局.2017年廣州市人口規(guī)模及分布情況[EB/OL].http：//www.gzstats.gov.cn/gzstats/tjgb_qtgb/201802/cf533209a

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[6]張全林.警惕偽城鎮(zhèn)化現(xiàn)象[J].人民法治，2016（10）：86-87.

[7]程學(xué)旗，靳小龍，王元卓，等.大數(shù)據(jù)系統(tǒng)和分析技術(shù)綜述[J].軟件學(xué)報，2014，25（09）：1889-1908.