1、第五章 城市交通规划过程 人和货物的快速移动是美国及其各个城市经济增长的关键因素。在所有的大都市地区，城市、郊区及所管辖的农村必须每三年联合进行一次区域综合交通规划实践。1PPT课件 美国城市交通规划始于20世纪50年代交通出行模型的提出。首先利用出行模型预测20年内各小区的土地利用变化，再根据土地利用性质来预测每个小区的家庭数和工作岗位。其次，利用计算机软件，将出行分配到连接各小区的路网上。经过多次迭代分析，全部的出行尝试所有可能的路径，最终实现总的出行时间最少。最后，分析出行速度可以发现哪些路段是最为拥挤的，这些拥挤的地方需要额外的投资来增加道路或公共交通能力。2PPT课件 本章首先回顾美
2、国区域交通规划的历史，明确近期对交通模型和规划提出额外要求的联邦法律。然后回顾出行建模步骤，阐述大都市机构取得的进步及政策分析能力的多样化。随后，本章引入一个改进的模型，它涵盖了上面提到的所有部分。最后，本章描述了在未来可能对模型的改进及今后10年规划实践的特征。3PPT课件一、城市结构与距离 为了合理使用联邦公路和公共交通的资金，联邦法律要求中等城市和大城市地区必须进行区域交通规划。交通规划至关重要，因为它是绝大多数区域定期采用的唯一区域规划过程。同时，交通系统的改变会影响城市生活的方方面面。迅速增长的机动车拥有量、普遍出现的郊区化以及联邦政府对交通投资的增加都导致了对区域出行行为建模的需求
3、。四阶段模型：出行生成，预测日常家庭出行总量 出行分布，预测每次出行的目的地 方式选择，预测出行交通方式的选择 路径分配，预测出行者选择公路、铁路或公交线路等方式的路径4PPT课件 出行模型是交通规划中的核心部分。出行模型步骤：大都市区规划机构将城市区域划分为若干交通分析区（通常由人口普查街区或地域组成）大都市区规划机构开展一次家庭出行调查（在工作日随机抽取几千户家庭展开调查，确认所有出行的时间、方式、路径、目的地及出行的目的）用这些数据评价几个子模型 一个理想的出行模型应该代表由于交通系统改变影响到的所有出行。5PPT课件 大都市区规划机构首先从四个阶段法（出行生成、出行分布、方式选择和路径
4、分配）的第一个子模型开始，随着某一线路出行数量的增加，机动车速度逐渐下降，从而导致一些出行被分配到其他线路，最终直到所有的出行都不能找到更快的路径。整套模型利用基年的数据和交通量来进行校准，使之更符合实际。不断调整子模型的参数直到模型的交通流量与实际观测的流量相符。所有公交线路的公交系统搭乘率以及不同交通方式的分担率和交通量也都同样需要进行校准。6PPT课件二、近期联邦政府的规划要求 1977年的清洁空气法修正案表明，没有进行交通规划的州不可能从联邦资金中获得改善交通的资助。1990年的清洁空气法是交通规划中最重要的政策改进，他极力强调先前对空气质量达标的要求。1991年的地面运输法强化了19
5、90年的清洁空气法中的相关政策，并强调多方式规划。按照法案规定，必须要对空气污染物进行模型测算，而采用的模型必须完全反应可达性变化对出行需求带来的影响。7PPT课件 同时，区域交通规划对土地开发利用的影响在模型中也要得到解释。土地利用模式和设施规划必须相互协调，因此，在大都市区规划机构必须采用一些土地利用预测条例或模型。针对废气排放量的交通规划，要求建模的精度更高，导致了交通必须分时间段来进行预测。此外，法案要求所有的大都市区规划机构能够模拟交通控制措施的效果，意味着交通模型必须必以往对政策和出行行为的反应更为灵敏。8PPT课件 在传统的交通模型中，只是粗略地进行表述。出行生成的表述不准确。非
6、机动化模式被忽略，没有土地利用和可达性变量 出行分布尚处于初步发展阶段。出行行程没有按顺次连接，所有的模型都是单独进行的 方式选择采用非集计算模型计算。非机动车模式被忽略 道路能力不准确前提下，机动车流量和速度的关系没有得到体系，出行分配非常不准确。9PPT课件 被完全忽略的行为包括。小汽车拥有量强烈影响出行生成和方式选择 由于交通拥堵而增加的出行链会变得更差 出行时间会受到交通拥堵的影响 在城市的次中心地区，土地开发的区位会受到交通拥堵的影响 企业区位 居住区位 专栏5.1 影响交通建模的联邦法定要求小结。10PPT课件三、出行模型和土地利用模型介绍 （一）预分析阶段（一）预分析阶段 预分析
7、阶段包括：甄别问题 目标阐述 数据收集 替代方案设计 确立评估措施 这个阶段最重要的方面是广泛征集问题，然后确定广泛的目标。大都市区规划机构应该将减少拥堵的目标定义为：使本使本区域的可达性最大化区域的可达性最大化。11PPT课件 替代方案设计是交通规划中又一个特别薄弱的环节。地理均衡性，导致交通项目的瓜分，没有真正解决交通问题。规划评估标准不足。仅评价拥堵的方法和尾气排放模型，很少评估净产生值和总的经济福利。经济福利和社会公平在规划评估中没有给予足够的权重。持续进行的数据收集对于准确的出行建模至关重要。必须持续进行出行调查，进行全国人口普查 调查家庭和企业的区位选址行为来支撑土地利用模型 通过
8、航拍或卫星数据获得准确土地利用信息 限制性的目标、有限的替代选址、评估标准的的不足及数据收集不充分等，是造成交通规划预算不足的原因。12PPT课件 （二）技术分析阶段（二）技术分析阶段 主要是出行建模，也包括土地利用模型。1.行为预测 行为预测在四阶段模型运行前就已经完成。规划机构需要基年和预测年不同类型住宅的区位及就业数据。还必须得到家庭收入和规划的预测数据。规划机构将企业和家庭分配到各个区，作为分析区，利用GIS系统通过土地开发密度和收入来分配未来的家庭数量。由于土规周期较长，导致数据严重滞后，规划人员必须走访了解土地未来的用途。13PPT课件 职住均衡也给规划机构提出了难题。绝大多数地区
9、想拥有更多的就业而不是居住，因为存在税收。如果规划机构采纳地方土地利用规划中的预测值，则就业预测值会比实际偏高，意味着规划了过多的就业岗位，导致土地供应过剩。因此，需要与地方进行协商，并利用土地利用模型或专家进行咨询，以尽可能准确的完成规划。人口统计趋势也必须得到精准的预测。不同收入阶层的平均值不能简单的用美元来预测。14PPT课件2.出行生成 是四阶段交通建模过程中的第一步。基于家庭收入、机动车拥有量、工作人数以及家庭人口规模数据，利用简单的统计模型可以预测平均每个家庭在工作日会生成的出行次数。由于模型设置中要增加机动车拥有量数据，所以家庭拥有机动车数依赖于机动车的便利性以及居住的土地利用性
10、质。同时，还要增加行人和自行车模式，因为他们是许多政策制定的主题。15PPT课件3.出行分布 第二步是对交通发生地家庭与出行目的地企业之间进行匹配。所有的出行单独考虑，根据出行时间，在表中按对分配到出行地和目的地，并利用迭代算法来获得所有的交通分布。该模型步骤中，主要的问题是出行距离都在模型中是否固定？所有的模型步骤经过反复迭代计算，直到同一条道路在所有步骤中都是同样的出行速度和容量，或出行分布表不在有明显变化，则获得了最终的均衡模型。被称为全反馈模型。16PPT课件 增加道路容量对于减少出行时间的效应在模型中得到一定程度削减，因为额外的出行增加了拥挤。“诱发出行”逐渐成为研究的主题。增加道路
11、容量会提高交通速度，从而引导更长距离的出行。规划机构被要求不断更新模型，以求运行更加均衡。17PPT课件4.方式选择 包括利用出行成本、家庭收入、家庭机动车拥有量和可达性的统计模型将出行分布表中的出行分配到各种方式。按基于微观经济学理论的行为学判断，方式选择模型是最强的子模型。因为利用离散选择模型更准确，基于行为学，对政策更敏感，能够预测由于新的客运地铁线路的建设或高速公路的拓宽而导致方式选择的变化。方式选择的缺点一是不包括非机动化方式；二是对土地利用政策不敏感。18PPT课件5.交通分配或路径选择 这一步是将交通量分配到道路网上级公交乘客分配到地铁和公共汽车线路上。规划机构利用容量限制分配，
12、计算机程序按各区的每对出发地一目的地将交通量分配到距离最短路径上。道路和公交网络的数据文件必须确保是十分准确的，以便减少路段能力的误差，并适于在空间图形中调整无连接的路段和节点。19PPT课件6.排放模型 在运行四阶段模型后，大都市区规划机构计算道路上机动车的尾气排放。新的尾气排放模型在速度快的时候会排放更多的尾气，在模型中表示为：建设更多的高速公路代表会产生更多的尾气。在空气质量合格规则中，模型中基年的出行速度必须与实际测量到的基年速度进行校对。20PPT课件 （三）后分析阶段（三）后分析阶段 该阶段包括规划评估、规划执行和结果监测。规划评估是非常全面的，函括所有主要的影响类型。经济方面，规
13、划机构评估连接的服务水平及道路上的拥挤程度、所有出行者的延迟时间 环境测量方面，规划机构给出了道路上汽车尾气排放的几种污染物，并能预测机动车的能源消耗。随着生境类型制图和GIS方法上取得的进步，更容易的对物质生存的影响进行交通规划分析。专栏5.2 适应于中等和大都市区规划机构的建模实践总结。21PPT课件四、土地利用模型 土地利用模型在美国有很长的历史。下面的建议值得交通规划机构注意：在城市地区，达到满足机动性需求和环境质量保护、社会稳定的均衡是必须的 交通系统规划和设施能力规划在多大程度上会影响到土地利用？在城市地区修建过多的公路可能会导致出现需求超过实际的供给能力 作为指导土地利用开发的方
14、法，控制交通设施能力的结果意味着什么？这项研究应该决定土地利用和交通设施均衡发展的可行性，及土地开发和出行能否达到一个满意的均衡，并使得交通技术进步能一直提高高水平的交通服务。22PPT课件 美国运输部签署协议导致开发了一个最早的综合城市模型-交通与土地利用整合规划。该模型结合依赖于可达性的土地利用类型和以往对土地利用的需求，但没有反馈土地利用价格。该类型的模型要求都市区规划机构仅收集各交通分析区的企业结合家庭的土地消费。在美国及其他国家，改进交通模型和土地利用模型是一个长期建立的过程。23PPT课件五、新政策分析需求 据机构调查，本地的公众群体对政策的关注表现的越来越强，大都市区规划机构建模
15、的更高标准既来源于外部法定的条例，也来源于内部市县的需求。24PPT课件六、模型改进案例分析 萨克拉门托城市交通模型基于四阶段模型框架，在以下几个方面进行了改进：完全的模型反馈 机动车拥有率，交通发生步骤和可达性变量 工作出行中的多目的地方式选择模型 拥有独立的步行和自行车的方式选择模型，步行和公共交通方式及合乘车辆方式 方式选择模型中包含土地利用，出行时间和费用，家庭特点 所有的方式选择方程均在非集计表格中 出行分配阶段包括独立的上午高峰时段、下午高峰时段及非高峰时段25PPT课件七、出行和土地利用建模趋势 总而言之，建模正在向着出行、货物运输、家庭、企业、土地、开发商、建筑面积需求等方面的微观模拟转变。对于未来的土地利用建模：家庭按地址表示，企业按街区或地块表示建筑面积数量和价格将得到表示开发商的决定将基于历史数据，利用离散选择模型表示土地利用模型基于GIS进行数据管理和显示所有的地方服务和管制也得到表示 26PPT课件
