大型活动交通分布预测方法比较及应用

赵会珍，李中山，孟丽丽

（1.河北联合大学 机械工程学院，河北 唐山063000；2.唐山市交通勘察设计院有限公司，河北 唐山063000）

1 常用的交通分布预测方法

1.1 恩格尔系数法

主要考虑各个交通小区的人口数量、恩格尔系数、年内生产总值等因素的影响，因此，观众出行比例与交通小区恩格尔系数的倒数有一定的比例关系。恩格尔系数是指食品支出总额占个人消费支出总额的比例，假设观众是按各交通小区的承受能力均匀地分布在各小区，则各小区的交通生成模型如下:假设门票价格为C、娱乐消费支出比例为y，个人收入为ω，由以上分析，有能力购买世园会门票的个人收入最低值为

各个小区月收入大于ω＝C／y的居民为具有购票能力的居民，具体人数Oj可根据调查数据或统计年鉴的居民收入统计结果得出。如果没有详细数据时，Oj可以根据基尼系数近似推算得出。基尼系数反映了居民收入分配的均衡程度，值域为［0，1］。设小区的基尼系数为G，居民的平均收入为，月收入大于ω′且具有购票能力的居民比例为

式中:κj为某小区j月收入大于ω′的居民比例；ω′为具有购票能力居民的最低月收入；Φ（）为正态分布函数；σj为根据基尼系数得到小区j的对数正态分布方差。

1.2 修正概率预测法

恩格尔系数法的前提是居民参加大型活动时，其出行的意愿不受距离的影响，但这样也有可能导致与实际情况不符。交通小区到活动场所的距离是观众出行的重要影响因素之一，在很大程度上直接影响居民是否参加大型活动。在情况相同的情况下，如果出行距离越短，居民前去参加活动的几率就越大，反之越小。因此，需要对居民参加大型活动的概率进行修正。

各小区居民参加大型活动的概率修正后，各小区参加大型活动居民的出行量如下式

式中:A′jb为概率修正后第j个小区参加大型活动的本地观众人数初始预测值；P′j为修正后第j个交通小区有购票潜力的居民参加大型活动的概率；rj为第j个交通小区的形心到活动场所的距离；Ο′j为第j个小区总人口数。

1.3 重力模型法

在各交通小区情况相同的条件下，大型活动实际参加量与距离成反比，可得基于重力模型的观众分布预测，如下式

式中:Rj为第j个小区到活动场所的距离；Oj为第j个小区具有购票能力的居民总数；NAT为本地观众总量；β，γ为模型待定参数，主要通过现状OD调查结果来标定。

三种常见方法各有利弊，各城市应根据城市的自身特点和需要来选择合适的大型活动预测方法，三种方法的优缺点如表1所示。

表1 常用的交通分布预测方法比较

2 三种方法的应用比较

2016年世界园艺博览会将在唐山市举办，为了更好地做好世园会举办期间的交通组织管理工作，对观众人数的准确预测已成为交通组织管理的基础工作。参考“西安世园会”及其它大型活动的经验，取外地观众比例为30%，本地观众为70%。根据国内外举办同类大型活动的经验，预测平均每日的观众总量为10万，高峰总访客量为35万人次，计算可得本地观众人数NAT＝245 000。根据各小区经济状况、人口总量、对外客运场站的分布等情况，利用恩格尔系数法、修正概率预测法和重力模型法对园艺博览会的本地观众交通分布进行预测。

2.1 恩格尔系数法预测

恩格尔系数法所需数据如表2，表3所示。

表2 人均家庭月收入表 元

表3 具有购票能力的居民比例表 %

现以路北区为例，对可能参加活动的观众人数进行计算:路北区的人口为582 540，人均月收入为3 500元，世园会门票为100元，消费指数（y）为3.73%。

由式（1）得具有购票能力的最低收入为ω′j＝100／0.037 3＝2 681元。查得基尼系数G＝0.474时，σ＝0.9。

由式（2）可得具有购票能力的人数比例kj＝，因此，由式（3）得到路北区的参加人数为O′j＝582 540×61.79%＝35 995。

由恩格尔系数法依次计算剩下的各小区参观人数，如表4所示。

表4 修正后恩格尔系数预测结果表

2.2 修正概率预测法

首先在百度地图中测量出各区域形心到南湖的距离，如表5所示。

表5 各区域形心到南湖的距离表 km

计算式（2）中的参数得

式中:φ为比例系数，X为各交通小区有购票潜力居民参加大型活动比例的平均值。

由式（3）得修正后的概率和预测人数，如表6所示。

表6 修正后的概率和预测人数表

2.3 重力模型法预测结果

利用基于重力模型的改进分布预测模型进行计算，根据唐山市综合交通规划设计研究院对大型活动调研资料提供的数据，采用多元回归标定参数得β＝0.836、γ＝0.398，对唐山世园会进行交通分布预测。

以路北区为例进行预测，由式（4）计算分母得

对三种方法的预测结果相对比，如图1和图2所示。

表7 重力模型法预测结果

由图1和图2可以看出重力模型的结果、修正概率法结果和恩格尔系数法的结果都有一定差距，各个区域的交通人数分布发生了一定的变动。重力模型法需要一定的实际调查并且考虑了距离等影响因素，从对比图中我们可以直观地看出重力模型法得到的结果是距离南湖较近的路北区和路南区的居民出行比例明显增加，符合实际情况。

图1 三种预测方法柱状图

图2 三种预测方法折线图

3 结 语

北京奥运会、广州亚运会、上海世博会等大型活动已经成功地在我国举办，随着经济的快速持续发展，大型活动的举办将会十分频繁；为确保大型活动的顺利举行，需要科学合理的交通保障措施，交通生成预测是制定交通保障的基础。以唐山市世园会举办期间的交通生成预测为例，分别用恩格尔系数法、修正概率模型法、重力模型法进行预测，并结合唐山市实际交通情况，得出重力模型法是合理预测方法的结论。

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