1、第五章 交通规划方法论我们把规划方法论界定为哲学层次和科学层次的交通规划方法，而非具体项目层次上所使用的工具或手段，但应指导项目层次上规划工具和手段的选择与应用。交通规划的方法论基础是研究系统行为的现代科学方法论，如系统论、信息论、控制论、协同论、耗散结构理论等。但这些一般系统理论要经过变通之后才能应用于交通规划，包括以下内容：1、将交通系统分解成多维多层次的子单元，分别采用背景变换分析方法这种方法源于复杂系统的层级结构特征和可分解特性、耗散结构理论和自相似理论。首先按时间、空间和物性分解交通运输系统的规划内容，将每一项内容放置于更大的背景中，或说将该层次的交通系统至于环境系统中考虑，只有当系
2、统与环境同构或相似时，系统才具有高度的稳定性，才能更好地适应环境，运行成本才最低。背景变换分析方法要求在交通规划中有国民经济指向与交通运输指向的同构分析、区域发展模式与新的经济增长点分析、上两级地域范围交通网络对所研究的交通网络的驱动和约束分析、地域外部环境对规划地域施加的地缘政治、地缘经济因素分析。其中国民经济指向一般是指由产业形态或生产力形态决定的生产过程中的重要操作对象，运输指向则是交通运输系统瞄准环境系统的要求进行自我调整的行为，如资源密集型产业形态中，生产者为提高经济效益，主要关注的是运输成本的下降，针对经济环境的此种要求，运输系统自然要调整到能大幅度降低成本的运输方式上去，即发展大
3、型运输系统。之所以要做这种同构分析，是因为有什么样的产业经济形态就会有什么样的交通形态。2、通过关注慢变量或支配变量达到规划目标的方法这种方法论源于慢变量支配快变量的协同论原理。根据此原理，复杂系统的每一种特性仅由一种关键要素所支配。也就是说，一种系统要素仅主贡献一种系统特性，这种要素就是支配要素。主贡献意味着这种贡献对系统特性的趋势起着决定性作用，而非主贡献因素只会对系统特性产生波动性影响。支配要素通常是变化速度较慢的结构性变量，它与其主贡献的系统特性之间存在着寿命周期的一致性或准一致性，即支配要素不发生变化，由其决定的系统特性也不会发生结构性的变化。在交通系统中，国民经济和社会发展方式支配
4、交通发展战略，综合交通发展战略支配各运输方式发展规划，而地理环境、产业布局决定路网几何格局、产业形态决定运输方式选择。由于地理环境、产业形态等支配要素的长寿命周期，决定了交通路网的布局、主要交通方式的选取都是长期规划内容。交通流决定线路技术等级，输送和吸引的总规模决定一定时期路网总规模，资金筹集量决定一定时期建设总规模，来自经济、环境的触发机制决定建设顺序。这些属于中近期的建设规划。从规划角度来看，交通基础设施的供给决定供需均衡，所以交通规划应更加着重分析运输供给。3、结构分析与趋势外推相结合的预测方法规划意味着设计未来，故预测是其中必不可少的内容，而事物可预测的依据是相对稳定的结构。根据皮亚
5、杰在结构主义中阐述的观点：当事物的结构或结构法则发生变化时，事物处在动荡之中。从哲学角度讲，事物在发生质的转变，此时预测结果没有准确性可言。随着时间的延长，事物的结构往往会改变，基于历史统计数据进行趋势外推的结果会越来越不准确。所以规划期不同，采用的预测方法也应该不同，较短时期内，可利用历史统计数据外推未来趋势，长期内必须通过分析事物内在结构来把握事物的发展趋势。但不管预测多长，都只能选取与待预测事物相关性大的历史数据。4、近期规划采用主客均衡分析法，长期规划采用本体论分析方法不同时期预测的差异要求不同规划期采用不同的规划方法。长期必须采用本体论的规划方法，短期规划采用本客均衡的方法。本体论的
6、方法立足于交通系统中交通资源的本质特征，对交通运输系统进行结构分析，即通过分析交通系统本身高度稳定的结构性因素来布局交通基础设施以适应环境的快速变化。具体来说，本体论的方法要求按照以下四条原则来完成综合交通网的规划：交通系统与其运行的自然地理环境同构。交通系统是一个耗散系统，只有最低成本的运行才能保持其长期稳定性。降低成本的最好办法就是交通基础设施的布局与具有低成本优势的交通区位线耦合，或说附着在地表的交通基础设施的布局与自然交通资源的地理分布结构相同或近似相同。交通系统与其服务的经济系统同构。综合交通系统由不同的运输方式构成，每一种运输方式有各自的技术经济特点，有不同的比较优势，我们必须尽可
7、能发挥运输方式的比较优势才能提高运输效率、降低运输成本。所以提供的运输方式必须与国民经济系统所需要的运输方式相同，即运输方式的结构与产业结构相同。交通网络的结构层次与行政管理权限的结构层次相似。国家行政管理的目的需要交通条件支持，所以交通系统必须满足行政管理的需要。各国的行政管理权限大体都是由中央、地方、县市逐层往下延伸，每一个层次的政治中心向其管辖的下一级行政中心传递各种管理信息，所以行政管理权限的结构是呈树型展开的，上下级管理层次有自相似性，为其服务的交通系统也应呈树型展开，各个层次的结构自相似。为了降低成本，必须充分发挥交通系统的网络特性，所以在布局交通基础设施时必须进行网络的优化，以保
8、证网络的完整性、灵活性和机动性。本客均衡的方法是用历史统计数据揭示的一般发展趋势预测并勾画未来。在交通系统中，就是根据近期交通流量的变化来规划交通基础设施建设的规模和建设时序。短时间内之所以能这么做，主要是因为交通流量发生结构性变化的概率较小，预测的准确性高。第六章 综合交通网的规划方法第一节 四阶段法四阶段模式或四阶段法（Four-step Method）是一种基于交通流量预测的交通规划方法，其主要思想是将交通流预测过程划分为四个相互联系且在时间上继起的四个阶段：即交通量的发生与吸引（第一阶段） 、交通分布（第二阶段） 、交通方式划分（第三阶段）和交通量分配（第四阶段） 。每个阶段中应用不同
9、的模型进行分析预测，预测结果作为下一阶段的输入数据，从而最终可以预测得到路段的交通量，并以此为依据决定交通线路的分布、网络规模和断面结构。一、四阶段规划模式的起源在人们的出行以铁道为中心的时代，交通需求预测方法采用的是“乘车次数法” ，即仅预测人口和出行次数，然后利用两者之积计算将来的交通需求。在小汽车尚未进入家庭或保有量很低的机动化初期，交通需求预测主要采用三阶段预测法( 交通的生成、交通分布、交通量分配)。随着西方发达国家的居民出行从公共交通方式向家庭小汽车出行方式变化，道路交通与公共交通的竞争关系加强，尤其是城市交通中的道路交通比例增高，完成单位运输需要的交通空间增大，交通规划的主题向道
10、路交通规划倾斜。因此，交通需求预测以汽车交通为中心，汽车出行次数预测法得到了广泛应用。然而，对于城市交通规划而言，人们主张从综合交通的角度进行一体化交通规划，以避免轨道交通和道路的重复投资、协调各种交通方式、提高交通系统效率。于是，在城市范围内，着眼于居民的出行行为，研究其出行时利用的交通方式构成，据此合理规划必要的交通设施的方法论居民出行法获得了应用。1944 年美国开展了第一次大规模的交通 O-D 调查，建立了最早的四阶段分析模型。该模型于 20 世纪 50 年代后逐步得到完善并在很多城市中得到推广应用。1962 年美国制定了联邦公路法 ，规定凡 5 万人口以上城市，必须制定以城市综合交通
11、调查为基础的都市圈交通规划，才可得到联邦政府的公路建设财政补贴。该项法律直接促成了以交通流预测为核心的交通规划理论的形成和发展，但此时四个阶段还不够明显。20 世纪 60 年代后期，日本广岛都市圈的交通规划首次提出了对不同交通方式进行划分这一新的预测内容。此后，交通规划变成了交通发生、交通分布、交通发生划分和交通分配四个步骤，这就是交通规划的四阶段模式。后来人们将交通发生与其它三个步骤做了不同形式的结合，相应地得出各类预测方法。这些都构成了目前四阶段模式的主要内容。二、四阶段规划模式的基本流程“四阶段模式”把如何解决交通需求作为主线，贯穿于路网规划的全过程。交通需求的预测是以机动车起讫点调查(
12、O-D 调查)为基础的，具体工作步骤为：首先，确定一个所研究区域的分区和网络系统，然后收集有关规划模型和模型所需数据，这些数据应该包括每一分区中基期不同类型人口数量、各种经济活动量（如从业人口数，商业中心数，教育及娱乐设施情况） 。然后利用这些数据估计出每一分区的出行发生量与出行吸引量的模型（出行生成） 。随后构造一个O-D 流矩阵，确定整个区域的出行分布情况。接下来就是交通方式分担，将 O-D流矩阵中的每项出行分配给不同的交通运输方式。最后将每一种交通运输方式承担的出行量具体分配到运输网络的某一特定径路上。其基本流程见图 3-2。交 通 发 生 与 吸 引 模 型交 通 分 布交 通 方 式
13、 分 担交 通 量 分 配数 据 库 ： 分 区 网 络 、 社会 经 济 活 动 模 型 、 基 年交 通 数 据 及 未 来 交 通 规划 数 据 等 。方 案 评 价 四阶段规划模式交 通 发 生 与 吸 引 模 型交 通 分 布交 通 方 式 分 担交 通 量 分 配数 据 库 ： 分 区 网 络 、 社会 经 济 活 动 模 型 、 基 年交 通 数 据 及 未 来 交 通 规划 数 据 等 。方 案 评 价 四阶段规划模式交 通 发 生 与 吸 引 模 型交 通 分 布交 通 方 式 分 担交 通 量 分 配数 据 库 ： 分 区 网 络 、 社会 经 济 活 动 模 型 、 基
14、年交 通 数 据 及 未 来 交 通 规划 数 据 等 。方 案 评 价 四阶段规划模式图 3-1 四阶段规划模式流程1、交通的发生与吸引发生交通量与吸引交通量的预测是四阶段规划模式的第一阶段，也是交通需求分析中最基本的组成部分。所谓发生（或吸引）交通量是指研究对象地区内由交通小区（zone）发生（或吸引）的交通量。人们通常把研究对象区域全体的交通总量叫做交通生成量，把研究对象区域各交通小区的交通发生量（trip generation）和交通吸引量（trip attraction）称为交通的发生和吸引。影响交通量产生的因素主要有土地利用情况，家庭规模，人口构成、性别、年龄、职业情况，汽车（自行
15、车）拥有率等等。对交通小区的发生、吸引交通量的预测，要考虑到交通发生源的空间布局关系，从而按区域进行发生、吸引交通量的预测。其方法主要有增长率法、原单位法、函数模型法、弹性系数法、移动平均法、指数平滑法以及专家预测法等等。根据预测精度、预测方法的合理性等，很多研究文献均建议采用原单位法。生成量的原单位法，是将每人或每户平均产生的交通量作为原单位，整个研究对象地区的总生成交通量即是此原单位与总人口数或总户数相乘而得到的结果。2、交通分布在交通发生分析阶段主要是预测个交通小区的发生和吸引交通量。而在交通分布阶段，则要预测这些交通从哪里来，到哪里去，即推出各交通小区间的交通分布量。交通分布中最常用的
16、一个基本概念是 O-D 表，O 表示出发地（ origin） ，D表示目的地（destination ） 。假设共有 n 个发送地区（或城市）和 m 个到达地区（或城市） ， ij 为 i 地区到 j 地区的客货流量, i 为 i 地区的总发送量, j 为 j地区的总到达量, 为总运输量，则地区间客货运量交流表的基本形式如表 3-1所示。表 3-1 O-D 表的基本形式到达地发送地 R1 R2 R3 Rj Rm 发送量合计R1R2R3RiRnx11 x12 x13 x1j x1mx21 x22 x23 x2j x2mx31 x32 x33 x3j x3mxi1 xi2 xi3 xij ximx
17、n1 xn2 xn3 xnj xnmO1O2O3OiOn到达量合计 D1 D2 D3 Dj Dm X在发到平衡的情况下，表内流量显然满足下列等式： niOximji 3,21,1 mjDjnij ,1 mjniXOxnijmjiniji 3,21;3,21,11 即第 i 个发送地区发往各到达地区运量之和应等于该地区的总发送量， 所有运到第 j 个到达地区的运量之和应等于该地区的总到达量， 而总运输量应同时等于各地总发送量或各地总到达量的合计。基年 O-D 表是交通生成预测必备的基础资料，一般在做交通生成预测时，需要进行 O-D 调查，以得到基年 O-D 表。但有时由于资金、人力、环境等条件和
18、因素的限制，往往不能进行详细的 O-D 调查，只能调查部分路段的交通量；这时，为了得到基年 O-D 表，可以利用部分路段的调查交通量来推算 O-D 表，即所谓的 O-D 反推技术。交通分布量的预测方法可以分为三类：增长率法、重力模型法和概率模型法。增长率法完全是基于各小区发生量和吸引量的增长率，用现状的 OD 表来直接预测未来的 O-D 表。此法易于理解，运算简便，一般用于区域增长较为均匀的城市，或趋于平衡发展阶段的大城市中心区的出行分布预测。概率分布模型法是将小区的发生量以一定的概率分布到吸引小区的方法。这是一种以出行个体效用最大为目标的非集合优化模型，从理论上讲是一种更为精确、合理的方法；
19、但事实上这种模型结构复杂，需要样本量极大，难以求解和标定。因此，实际规划预测中还很少应用。重力模型法是国内外交通规划中使用最广泛的模型，此法综合考虑了影响出行分布的地区社会经济增长因素和出行空间时间阻碍因素，是一种借鉴万有引力定律的空间互动关系模拟分析方法。该模型结构简单，适用范围较广，即使没有完整的现状 O-D 表也能进行推算预测，缺点是对短距离出行估计偏大而引起误差。因此宜在以交通小区为单位的集合水平上进行标定预测，并且交通小区的面积不宜划得过小。3、交通方式分担如果让一个出行与一种交通方式相对应，一个地区的完全出行数中选择该种交通方式的人所占的比例叫做交通方式的分担，其中每个交通方式所分
20、担的量叫做该交通方式的分担交通量。交通方式分担可以说是运输规划和运输政策制定中最重要的问题，它直接影响交通运输的运营效率，特别是城市交通现今出现的一系列问题如：拥挤、事故多发、交通设施短缺等，主要是因为交通方式分担不当造成的。如果公共交通承担更多的交通，而让私人交通分担更少的交通量，上述问题将会大大缓和。影响交通方式分担的因素有：出行者的特性（汽车拥有情况、是否有驾照、家庭结构、个人收入等） 、出行的特性（出行目的、出行时间段）以及交通设施的特性（出行花费时间、费用和停车费用、舒适、便利、可靠、规律、安全性等）一个了的交通方式分担模型应尽量考虑到上述因素。四阶段规划模式中包含许多用于确定每种交
21、通方式所承担的交通量比重的分担模型，实际中常用的有：转移曲线模型、交通流方式分担模型、出行生成方式分担模型、出行分布方式分担模型。转移曲线是根据大量的调查统计资料绘出的各种交通方式的分担率与其影响因素间的关系曲线，利用转移曲线可直接查出各交通方式的分担率。由于其简单、方便，目前是国外广泛使用的交通方式预测方法。但因为转移曲线是根据现状调查资料绘出的，只能反映相关因素变化相对较小的情况，即不能超过现状调查能反映的范围过多。在我国这种交通方式众多、影响因素复杂的情况下，绘出全面反映各交通方式之间转移关系的转移曲线，其工作量、需要拥有的资料均是十分巨大的。因此，不宜采用转移曲线模型。交通流方式分担模
22、型与出行端点方式分担模型类似，只不过它位于出行分布分析之后，所划分的是起讫点之间的交通流量。出行生成方式分担模型实际上是分别在不同交通方式的基础上，进行的出行生成分析，大多采用线性回归或分类模型方法，可以视为一般出行生成分析的特例。出行分布方式分担模型实为出行分布分析的一个组成部分。此类模型利用含有交通阻抗函数的重力模型，计算每种交通方式在各区间的交通量。4、交通量的线路分配在掌握各交通小区出行产生、出行吸引以及出行分布情况后，即知道了各交通小区之间有多少出行交换量，并在不同交通方式之间分担之后，就可着手进行交通量的线路分配。交通量分配亦称配流，其主要任务是预测起讫点分区间给定路网上各具体路径
23、所承担的交通量，对于简单的路网系统，采用人工配流技术，对于复杂路网,必须借助于计算机技术。配流方法一般遵循两种基本原则，用户均衡配流原则和系统优化配流原则。所谓用户均衡是指：任意起讫点间所被选用的路径，出行时间都相等，而未被选用的路径，出行时间大于或等于该时间。即在一个用户均衡网络上，没有一个用户可以通过单方面改变路径来改善自身的出行时间。系统优化的原则是指：通过对系统网络上的用户进行统一配流，使得整个系统的平均出行时间最少。近年来，交通流分配理论比较受到人们的重视，各种分配方法层出不穷，常用的有动态多路径分配法、容量限制分配法增量、加载分配法、随机用户平衡法等。不论使用哪种交通流分配方法，关
24、键都要解决以下几个问题：（1）路阻函数的确定路阻函数就是路段交通流量与路段运行费用之间的函数关系，常用平均行程时间或平均行程速度作为路段的运行费用。由于路网中相同地形及相同等级路段的间距不尽相同，所以，研究路阻函数关系，较普遍的是研究平均行程速度和流量之间的函数关系，进而确定不同地形和道路等级路段上的平均行程时间和流量之间的关系。在非平衡的几种路网分配模型的实际应用中，容量限制分配法、动态多路径分配法、随机用户平衡法等在分配过程中，均需考虑道路阻抗值随流量变化所发生的变化。因此，在实施具体分配运算之前，应先确定道路的路阻函数关系，从而标定路网分配模型同时，若道路的路阻函数合适，对确定通行能力提
25、供了有利的条件。如对公路网而言，路阻函数要考虑的因素相对城市道路少一些，如非机动车的干扰小，交通管制的影响也小得多，主要的影响因素是道路宽度和等级以及路面类型等。（2）路段基本通行能力的确定与选取路段通行能力的确定一般是将基本通行能力计入各项折减后得到。实际应用时应注意的是双车道公路与多车道公路在计算通行能力时有所不同，如双车道公路路段的基本通行能力取为 2800veh/h，而多车道公路路段每条车道则取为2000veh/h，另外，各项修正因素也不完全相同，因此，必须对道路类别加以区分；还有一个至关重要但易被忽视的问题是标准车问题。所谓标准汽车，在国内视公路等级状况可分为小客车和中型载货汽车。据
26、公路工程技术标准(JTJ001O97)中的有关规定，高速公路和一级公路上的标准汽车为小客车，其他等级公路上的标准车为中型载货汽车。（3）交通区域划分及区域形心位置的选择与确定将所研究的区域划分为若干交通分区，交通分区的形心称为 O-D 点，即交通发生点，也称之为经济节点。交通区域的划分也是一个十分敏感的问题，区域划分得太粗会影响分流的精度，交通量有可能只集中到几条连接交通分区的道路上去，与实际情况不符。而区域划分太细，又会使研究工作过于繁重，同时并不一定提高精度。三、四阶段规划模式存在的不足四阶段模式作为城市系统规划思想的最初代表，曾被奉为交通规划的经典方法。它遵从一种以需求为导向的规划思想，
27、采取的是单向的以交通预测为核心的建模技术，确实推动了交通规划从定性向定量的重要转变，但目前这种四阶段的交通规划方法无论在国内还是在国外都引起了越来越多的批评。首先，从四阶段法的使用前提看，它是在未来社会经济和土地使用都已“确定”之下的规划方法，有关未来社会经济和土地使用方面的丝毫“差错”都将先天地从根本上动摇四阶段交通预测的“准确性” 。使用四阶段法时不能忽略的重要假设是，城市的发展已相对成熟，且交通的产生和吸引以及城市交通基础设施都不可能有太大的变化，但这一前提在现阶段我国城市的建设情况下很难得到保证，处在大变革中的城市，未来种种不确定性的增加都会使得四阶段的使用效果降低。第二，四阶段模型的
28、构筑过程迄今为止还没有在出行生成阶段与其他三个阶段之间建立令人满意的反馈机制。当出行速度和出行成本在目的地选择、方式及路线选择这些步骤中交互作用时，出行生成对这种出行成本的变化却缺乏弹性，所以，无论要有效实现四阶段交通规划的滚动规划还是规划过程的动态都必须建立这种反馈机制。第三，在出行生成模型当中，无论是回归分析还是发生率法或类别生成法都很少能体现出行生成与地区区位和可达性之间的相关关系。交通成本或传统的以成本为基础的阻抗形式，在多数情况下并不是最重要的决定日或周出行行为活动的因素。第四，面临众多的影响出行的决定因素，从长远看，住房等社会层面的非出行成本因素在人们决定是否出行时发挥的作用越来越
29、大，人们的出行行为仅仅是家庭行为的一个方面，生活中其它方面的内容和方式的变化将极大的影响到人们出行的频率和选择特征，仅以出行成本为阻抗的四阶段方法对这些因素的处理无能为力。第五，由于在市域范围内会出现诸如从家到工作单位到商店再到家这样的出行循环的多目的、多个停留点的日出行链，使得出行次数和出行成本之间的关系相当的复杂，而四阶段在处理这种出行链时过于简单化，因而无法捕捉到这种多停留点出行活动的出行成本的节省和出行行为的选择模式。第六，对方式划分来讲，四阶段模式需要一个预选设定的一系列的可供选择的目的地，而相关模型都从可供选择中去掉了一些可能的出行端点，结果必然会改变剩下的供选端点的被选概率，于是
30、对人们出行真正的选择以及对出行起点的区位和出行目的的不同缺乏了解都将使规划无所适从。第七，四阶段法是与大规模的交通调查联系在一起的，这些调查费时费力，中小城市很难负担得起，而且从实施过的调查来看，很多调查数据质量也不令人满意。此外，四阶段法从原理上讲也很难适应货运规划、国家或大区域视野的交通规划、以及交通通道和枢纽的定位等规划要求。四、四阶段规划模式的改进自上世纪 70 年代开始，交通规划人员就意识到了四阶段规划模式所存在的上述问题，并着力改进四阶段规划模式。这种改进主要着眼于从理论上探索四个阶段间的内在联系，为提高预测的准确性寻找理论依据，利用计算机技术设计更科学、更实用的预测模型。改进的结
31、果要么是直接修正四阶段中的规划模型，要么以其他理论或方法补充说明四阶段规划模式、或辅助四阶段模式完成某些规划环节。主要表现有：1、整合交通运输与土地利用。土地利用与交通的一体化模型如衰变函数、仿真技术，目的是想在人口、产业布局点、居民点的分布与交通布局之间建立函数关系，找出人类活动的空间布局与交通线路布局之间的相互作用和影响。1981 年还出现了一个关于土地利用交通运输相互影响的国际研究机构，检验、修正了许多土地利用交通运输一体化模型。这种改进，虽然把土地利用模式从四阶段规划模式的外生变量演化成了内生变量，但由于土地开发过程、人们的出行决策复杂以及生产模式、人口结构等的快速变化，使得这些改进模
32、型的实际应用非常困难。2、出行者个体选择模型的研究、开发出行者的个体选择模型如非集计行为模型（disaggregated behavioural model） 、非集计效用模型（disaggregated utility model）和出行者个体态度模型（attitudinal model）等是对土地利用于交通一体化模型、仿真技术的补充，或说更加微观的个体决策模型，目的是想观测个体出行决策过程，但这些模型缺乏通用的行为理论依据，任何一种方法为了能够展开分析，都作了一系列假设，而实际上出行者在作出行决策时，既不是单纯追求效用最大化，也不是仅仅为了满足偏好，更不完全受制于时间和空间的约束，而是要综
33、合考虑这三个目标或因素。这些模型关注特定的社会群体随交通政策、土地使用政策等的变化而发生的出行行为的变化，如家庭结构与生活方式的变化及其引起的交通模式变化、人口老龄化对交通需要的影响、能源成本上升对居民的影响及其引发的对交通需求的影响等，但在实践中却没有被广泛接受与使用。3、O-D 量预测方法的改进主要是利用路段交通量、重力模型、灰色理论及模型来提高 O-D 量预测的准确性，并减少统计工作量。交通网络上的 O-D 出行量调查耗费大量的人力、财力及时间，而路段交通量的调查相对来说比较容易实施，因此利用路段交通量资料推算 O-D 量受到许多学者的重视。最近十多年来，国内外提出了一系列的 O-D 推
34、算模型，如最大熵法、极大似然法等，多数模型都假设网络交通满足平衡条件。这类模型包括全部路段交通量法和部分路段交通量法，前者精度可以满足要求，但要获得全部路段交通量比较困难，后者虽能克服这一缺点，但精度及计算方法尚待改善。这类模型一般不能获得唯一的 O-D 矩阵，并且求解时往往困难较多。以重力分布模型为基础的 O-D 量推算方法则通过假定 O-D 点出行发生量的初值以同一点出行吸引量与出行发生量之比(一般为常数)为基本条件，应用重力模型得出各 O-D 量，然后分配 O-D 量、修正出行量初值、比较分配交通量与实测交通量等一系列迭代过程，直到分配交通量与实测交通量偏差达到要求为止，此方法可以直接推
35、算出各 O-D 点之间的 O-D 交通量。灰色理论与模型利用累加生成手段和微分方程描述的灰色模型，可有效地处理贫信息和离乱数据，在一定预测时段内具有良好的预测精度和实用性。适用于交通量预测资料缺乏及判断影响交通量生成与增长因素的准确性不够时的道路交通量的预测。4、后涌式交通需求预测传统的四阶段法认为，随着时间的推移，即使交通供给设施没有任何改进，交通需求也会无限制地增长下去，反映在公路网络上就是任何路段所承担的交通量都会无限制地增加。后涌式交通需求预测试图克服传统的四阶段法无法考虑交通供给对交通需求影响的缺陷，通过研究交通供给设施对交通需求的影响机理，在四阶段模型中引入了反映路网、路线、路段的
36、服务水平参数，使得整个模型系统能够在一定程度上反映交通供给与交通需求的互动作用，来弥补传统四阶段模型的不足。但后涌式交通需求预测并不完全独立，而是以四阶段模型为基础的改进方法，其分析交通供给对交通需求的影响目前大多以拥挤水平来体现也还不很全面。5、交通流分配交通流分配是通过了解各 O-D 量在路网内各路段上的分布，为评价和制定路网规划提供参考。到目前为止，以满足 Wardrop 原理为评价指标的平衡模型一直是学术界感兴趣的课题。这类模型表征的都是具有凸目标函数及非线性约束的非线性规划问题，由于计算其精确解相当困难，因而人们提出了一些近似算法，如 Frank-Wolfe 算法、对偶算法，它们回避
37、了求解非线性规划问题的困难，已在大型路网中得到应用。但是，上述分配模型假定出行者完全掌握路网交通信息，这就使所获得的分配结果与实际交通状况有较大出入。为此，近年来又有人提出了使用者最优概率分配模型、逻辑型分配模型、马尔可夫链分配模型等非平衡分配模型。这类模型的特点是出行者依据过去的出行经验来选择路径，分配的基本原则是通行费用越少选择率越高，因而其分配结果相对更具客观真实性。上述改进措施虽然在夯实四阶段规划模式的理论基础、提高预测结果的准确性、减少交通流调查与统计工作量方面发挥了一定的作用，但没有从根本上解决四阶段规划模式不能一体化考虑土地利用的问题、不能有效地进行长远期交通流预测的问题、不能适
38、应大区域交通规划的问题，也没有将资源、环境的约束有效地纳入规划模型。第二节 总量控制法总量控制法是由西安公路交通大学首先提出，已经在全国多个省市路网规划中应用，包括的内容主要有既有路网现状分析与评价、规划期内社会经济发展预测、路网发展规模预测、路网布局设计和路网流量分配、建设序列安排和方案评价。该法充分利用现有交通统计资料，依据区域内的社会经济发展和社会生产力布局等特点，通过对路网需求、路网建设资金等多个总量指标的预测，来控制路网建设总规模，确定交通网络的总格局，然后综合考虑各节点政治、经济、文化、地理环境特点，按照政策、技术、经验相结合的原则将规划期的网络流量分配至各线路并由此确定技术等级与
39、建设时序。总量控制法注重运输的宏观成因，研究城镇的综合经济规模与运输需求的关系，并根据资金约束，进行网络优化与排序。相对于四阶段法，总量控制法在交通调查、数据收集上的工作量大幅度下降，并结合了资金供应情况进行总量预测，具备一定的可实施性。而且采用重要度布局法完成节点的选择和线路的布设，减轻了对专家经验的依托，提高了布局方案的客观性程度。但总量控制法由于对交通量的“生成源”和“汇聚点”无法确定，只能在已有路段交通量的基础上进行研究，很难体现区域发展的不平衡性对路段交通量的影响，同时对于未来路网形态变化较大时各线路的交通量确定在理论依据、操作方法上都比较薄弱。重要度的计算是总量控制法中路网布局的关
40、键，但计算的依据仅限于规划期内各节点既定的经济总量，忽视产业结构联系性及转变，缺乏引导性和前瞻性。总量控制法一般先计算节点重要度，然后根据聚类分析，确定通道重要度。但总量控制法在计算节点重要度时存在以下几个问题：首先，只计算规划区域现有城市或村镇，对于潜在的资源点、新的产业增长点考虑不够。其次，计算时隐含着产业结构、产业形态基本不变的假设，所选用的经济指标基于节点的经济现状，如现有人口总量，近年来的国民经济总量和（或）社会商品零售总额。所以总量控制法仅适用于发展比较平衡、产业结构无论横向还是纵向都差异不大的地区（如农村地区）的路网规划。最后，忽视政治、安全和社会公平等非经济因素对交通的影响。政
41、治与安全需要是很重要的交通需求因素，而且是凸现重要程度非常显著的因素，实际中很多节点和通道的重要度首先是因为其政治或军事地位显现出来的。第三节 交通区位法一、交通区位论交通区位理论从交通系统的本体特性即运输需求产生的结构性原因和运输网络的结构性特性出发，利用系统论观点分析交通系统特征的主贡献因素，依据主贡献因素特征进行交通规划。交通区位理论从空间经济学角度为综合交通网的供给分析提供了重要视角。管楚度教授对这一理论的形成做出开创性贡献。1、交通区位理论的主要观点综合交通规划科学层面的编制与设计主要是综合交通网的规划。交通网由交通线路及交通节点集合组成，运用交通区位论进行路网规划的重点是将未来社会
42、对交通的需求反映到交通区位线的区划中去。我们已经在规划哲学层次探讨了交通规划的方法论，认为把握交通系统不同层次系统特性的有效途径就是寻找主贡献因素。交通现象的主贡献因素是地理因素、社会经济因素和科技因素。地理因素主要是指地球表面山文、水文的特点及城市的分布。在时间维度上，地理因素如山文、水文是以地质史的尺度去测度的，也就是说，山文、水文的结构性变化也许历经亿万年才会明显。而城市区位的变化是以人类文明史的尺度去测度的，城市从兴起、变迁到消亡，一般要经历数百上千年的时间。很多中外历史名城和与它们所联系的交通网络的地理联系特性也具有几乎同等寿命，稳定性非常高，事实上今天最主要的交通网络格局大都是古代
43、交通线格局的反映。社会经济因素中，产业结构是最主要的，其变化需要数十年的跨度，如从资源密集型产业为主的产业形态转变到资金密集型为主的产业形态，再到信息密集型的产业形态，就是从工业革命开始算起，到现在也已经 200 多年时间了。所以产业结构主贡献的交通运输方式、线路的重要程度和绵密程度等，一般也需要几十年以上的时间。科技因素则主要是指技术方面的进步，常用日新月异去形容，因此由技术因素决定的交通网络的效率和质量特性变化最快。也就是说，在长期稳定的交通主干线格局内，以各种运输方式更替为代表的综合交通网络结构，承载着技术进步推动的网络效率与质量的快速变化。由上述分析可知，三个因素之间的速度变化有如下关
44、系：地理因素变化速度社会经济因素变化速度科技因素变化速度它们决定了交通运输系统三种特性的变化速度：路网地理几何特征变化速度路网结构性特征变化速度路网技术特征变化速度归纳分析可得出如下结论，即：地理因素主要决定路网地理几何特征参数(网络地理联系特性或网络格局特性)；社会经济因素主要决定路网结构性特征参数（运输方式特性和线路等级特性） ；科技因素主要决定路网技术特征参数(路网的效率和质量特性) 。在研究交通这类复杂的经济事物时，必须突出本体性或内源性，即分析复杂事物的本质特征。因为本体的特性支配着现象的发生和状态的锁定，只有根据本体论的支配原理，我们才能揭示复杂事物的本质。只有揭示了问题的本质，才
45、能使问题简单化，这也正是科学所追求的目标。我们将这种根据本体特征构成交通网络格局的原理线称为交通区位线。交通区位理论的主要作用就是从交通系统的本体特性出发，寻找主要交通节点及交通线路的空间分布规律，从而找出规划范围内的交通区位线，继而进行综合交通网的规划。2、交通节点区位交通量在地理空间上的分布具有集中特性。特定地域中，交通量集中的地区在地理空间上所占的面积很小，但交通量在总量中的比重却很大。客货流和信息流伴随着产业发展而产生，生产力越发达，货物、旅客流量和信息流量越大。在现阶段，无论是在世界背景还是中国背景中，城市都是生产力最发达的地方，即大量客货流和信息流聚集的地方，也是大量生成交通量的地
46、方。交通完成了城市发展所必需的人员流动、物质流动及信息流动，城市的拓展依靠交通线的延伸，交通线的延伸驱动城市区间的拓展。城市与交通之间的互相驱动，使城市成为大量人口、物质、信息集中转换的场所，成为交通产生的源头，也是交通流汇聚的中心，促成了城市与交通节点（交通量大量聚集的小面积区域）的重合：在交通线的端点、中点、交叉点位置多是交通节点，也多具有城市区位。交通节点的分布及其重要性由地理因素和城市的经济权重决定。综合交通系统中，众多线路纵横交错，某一条交通线的端点也许是另一条交通线的中点，于是中点演化成交叉点。所以在一个区域中，不同级别的交通节点很多，不同级别的城市也很多，因而交通量的集中程度也不
47、一样。根据巴雷特“三分之一的因素贡献三分之二的结果”的定律：一定地域中约三分之一城市的生产容量约占对应地域中全部城市生产力总额的三分之二，因而一定地域中约三分之一城市生成的交通量约占对应地域中全部城市生成的交通总量的三分之二。这个定律提供了简化交通节点数量的理论基础，可以帮助我们找到一定地域背景中的重要交通节点。不同地域背景中的中心城市和重要交通节点各不相同，例如我们可以很容易看到以下的几类交通节点：（1）国际经济或能源极的交通节点在全球背景下，交通量大量产生于经济极、能源极之间。之所以能构成极，必须有特大城市作代表，而且有自身经济特点。根据这两个条件，全球背景中有五个经济极和两个能源极：西欧
48、经济发达极，极心是以大港口鹿特丹为首莱茵河地区；北美经济发达极，极心是以纽约港为首的美国东北及密西西比河地区；东北亚经济发达极，以日本三湾一海为极心；东南亚发展极，以新加坡香港为极心；东亚发展极，极心是以中国渤海湾上海台湾为首的中国沿海；以波斯湾为中心的西亚石油极、以里海为中心的中亚石油极。各极心的特大城市代表就是全球背景中的交通节点。国际性的重要交通节点一般具有较大的国际运输中转量和较高的中转比例，有通向世界各地的运输网络，包括大陆桥运输线和海洋运输线。（2）城市圈交通节点在国家背景下，交通量大量生成于直辖市、大城群圈和城群圈之间。构成城群圈需要中心城市及簇拥的卫星城市，一般而言，中心城市就
49、是各省、直辖市、自治区的省会城市，簇拥者是距其不远的的地市级城市。目前，我国大陆已经形成的珠三角、长三角和环渤海湾三个大城群圈及分别以哈尔滨为首的黑龙江城群圈、以沈阳为中心的辽中南城群圈、以石家庄为中心的冀中南城群圈、以西安为中心的关中城群圈、以郑州为中心豫中城群圈、以成都为中心的四川盆地城群圈、以武汉为中心的鄂中城群圈、以合肥为中心的皖北城群圈、以长沙为中心的湘中城群圈和以南宁为中心的广西城群圈。其他没有城群圈的晋、内蒙、吉、闽、赣、甘等省区也在规划以省会为中心的城群圈。国家级的交通节点就是这些城群圈的中心城市。（3）省区背景下的交通节点在省区背景下，重要交通节点是省、自治区、直辖市中的大、中城市，大型能源、原料基地，这些节点对省域经济起着举足轻重的作用，也是省域中交通量的集中地。（4）县市背景下的交通节点在县市背景下，县域中小城镇及大型生产力（大型厂矿）区成为交通节点。当然，不同地域中的交通要互相衔接，不同运输方式间要互相转换，才能构成综合交通网络，所以交通衔接处和转换处（如口岸、港口）等都是重要交通节点。3、交通线路区位社会出于政治
