香港先进城市交通模型发展及对广州的借鉴

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1、香港先进城市交通模型发展及对广州的借鉴摘 要： 香港从1973年开始构建CTS交通模型，发展至今其可靠性和高精度已为业内所公认，也代表了当今世界最先进的水平，目前最新版本为CTS-3。本文通过对比香港CTS-3和CTS-2的交通模型技术报告，分析了近10年香港CTS交通模型的变化和发展趋势，并对广州市交通模型发展情况进行了总结。着重分析广州现况交通模型与香港CTS-3模型的不同，为广州市今后交通模型维护与修正提供借鉴经验。关键词： 香港 广州 CTS 交通模型The Hong Kong start-of-art CTS Model Develop Experience and its Refe

2、rence for GuangzhouAbstract： Hong Kong CTS (Comprehensive traffic Study) Model have been developing from 1973, its reliability and high precision was well known by traffic engineer. The model represents the state-of-art, and now the latest edition is CTS-3. This paper analyzes the changes and trends

3、 of CTS model in the past 10 years by comparing technological report of CTS-3 with CTS-2. In addition, summarize Guangzhou traffic model grow up procedure, and then analyze the difference between Guangzhou existing traffic model and CTS-3 model, give the advanced experiences for maintain and calibra

4、tion for Guangzhou traffic model.Key Words: Hong Kong, Guangzhou, CTS, Traffic Model0 引言自从上个世纪80年代初开展居民出行调查以来，各类交通模型技术在国内被广泛应用于交通工程研究。如今交通模型已成为交通研究定量分析和科学决策必不可少工具。香港自第一次综合交通研究（CTS-1）以来，在交通模型开发与应用方面积累了丰富的经验，也代表了当今世界先进水平，通过分析其发展变化，有助于把握最新城市交通模型的发展趋势，并为今后的交通模型开发和应用提供借鉴。1 香港CTS模型发展及CTS-3模型概况1.1 CTS模型发展香

5、港CTS模型是香港综合交通研究的产物，最早起源于1973-1976年的综合交通研究（CTS Model），发展至今共进行了三次重大更新，CTS-2、CTS-2 update和CTS-3，分析其发展过程不难发现每次大规模的更新和升级必然伴随着一次居民出行调查（表1），也可以说居民出行调查是城市交通模型建立最根本的基础。从模型建立和校核时间来看，每次更新所花费的时间基本维持在23年左右。从CTS到CTS-2 update由Wilbur Smith Associates完成，CTS-3由Ove Arup& Partners Hong Kong Ltd完成。表1 CTS交通模型更新发展过程CTS模型居

6、民出行调查数据建模时间CTS-11973年居民出行调查1973-1976，3年CTS-21981年居民出行调查1986-1988，2年CTS-2 update1992年居民出行调查1993-1995，2年CTS-32002年居民出行调查2005-2007，2年从分析工具来看，从CTS到CTS-2 update均使用WAYS(WSA TrAnsport AnalYsis Sofware)，一个由Wilbur Smith Associates公司自己开发的交通规划软件包，主要作者Mike Clark，用Fortran语言编写，而最新的CTS-3则采用通用交通规划软件包EMME/2。这在某种程度也说

7、明，交通模型个人英雄主义的时代已经结束，使用通用软件是交通模型发展的必然。1.2 CTS-3模型概况CTS-3模型由Ove Arup& Partners Hong Kong Ltd中标，模型基于EMME/2交通分析软件，采用传统的“四阶段”需求预测方法，模型结构见图1所示。图1 CTS-3模型系统结构图CTS-3模型包含405个交通小区，交通网络系统由道路网络和公交网络两部分组成，交通小区和交通网络构成了交通分析的基本要素。为了方便基础信息的维护和更新，CTS-3模型建立了专用地理信息系统，包含交通网络数据库和交通网络编辑功能，使得交通模型很好的与地理信息系统结合在一起。此外，CTS-3模型对

8、道路网络进行了细化，特别是立交系统，模型中的立交不再是一个点，而是严格按其轮廓线处理处理后的走向，这使得模型中的立交交通流向与实际交通流向基本一致，图形表达更加直观。2 CTS-3与CTS-2模型的变化分析CTS-3和CTS-2模型均使用“四阶段”交通需求预测方法，分析方法是一致的，这也为进行较为全面比较提供了可能。从总体来看，CTS-2到CTS-3的模型的变化可以概括为一句话“从细致到精致”，以下从模型结构和子模型两个方面解释这一变化。2.1 模型结构变化CTS-2将四阶段模型分解为12个子模型，分别为网络与费用模型（Network and Cost Models）、家庭收入模型（House

9、hold Income Model）、小汽车拥有模型（Car Availability Model）、出行产生模型（Trip Production Model）、出行吸引模型（Trip Attraction Model）、特殊出行模型（Special Travel Model）、分布和方式划分模型（Distribution/Mode Split Model）、小汽车/出租车模型（Car/Taxi Model）、公交子方式划分模型（Sub-Modal Split Model）、高峰模型（Peak Model）、公共交通分配模型（Public Transport Assignment Model）

10、和道路分配模型（Road Assignment Model），另外提供了一个与货运模型的接口（Interface With Freight Transport Model）。CTS-3中主要变化是增加了货车模型（Goods Vehicle Model）代替CTS-2中与货运模型的接口。虽然仅此一点变化，但这却是革命性的。在很长一段时间内我们的交通模型关注的重点都局限于客运交通这一部分，对于货车流量通常也仅仅是将道路交通流量乘以一个百分比了事。然而，随着经济的发展，对于一些大城市特别是港口型和产业型城市，一个百分比已经远远不能满足要求，建立详细货运交通模型分析货运交通已成为大势所趋。2.2 子模

11、型变化相比模型结构的变化，子模型的变化则更趋于精致，以下将按照上述共有的12个子模型，分别进行比较，结果见表2所示。表2 从CTS-2到CTS-3子模型变化项目CTS-2CTS-3网络与费用模型交通小区274个405个道路等级9类18类单车道最大道路通行能力1900pcu/lane/h2067 pcu/lane/h轮渡/隧道收费只考虑小汽车分8类车，小汽车、出租车、小巴、轻型/小型/中型/大型货车和货柜车、公交收费单一收费系统，每种公交方式采用一种收费方式跨区收费系统，不同区域出行收费不同广义费用分私人交通与公共交通分小汽车、出租车、公共交通、校巴私人交通广义费用不区分区内出行区分区内出行与区

12、外出行家庭收入模型7类9类小汽车拥有模型模型表达式线性回归模型与Logit模型，只包含小汽车总量预测模型复合曲线，分总量、摩托车、1辆车、2辆车参数收入、可达性、停车收费收入、公交可达性、停车收费、停车位供应、年龄出行产生模型无区域修正系数有区域修正系数出行吸引模型不同类型就业吸引率模型表达式特殊出行模型分游客、跨境界线出行、机场出行分布与方式划分模型重力模型与Logit模型小汽车/出租车模型模型表达式线性模型小汽车采用线性模型，出租车采用指数模型参数费用距离公交子方式模型Logit模型高峰模型模型表达式高峰小时系数法分类小汽车、出租车、小巴、公交车小汽车、出租车、小巴、公交车、货车从表2可以

13、看出，CTS-2与CTS-3模型的变化主要体现在“细化”，没有大的功能的增减，大多体现在分类细化，计算方法优化等方面。从这当中也不难看出香港城市交通模型除了工作非常细致外，所掌握的基础数据相当之丰富，这可能是大陆城市进行交通模型开发最为缺少的。3 广州CTS交通模型发展及与现况模型与CTS-3模型的差异3.1 广州CTS模型发展广州CTS模型的发展和应用大致归纳为两个阶段，19932004年的Trips时代和2005年以后的信息系统时代。1993年广州市政府与世界银行指定的MVA亚洲公司合作，开展“广州市交通研究”，并在当年引进了Trips交通分析软件包，并建立了当时市区范围（1346Km2）

14、的交通模型，共划分225个交通小区。随着城市行政区划的调整，到2004年广州市交通模型涵盖了市区范围（3737 Km2），共610个交通小区。随着经济的快速增长，城市中心区范围不断扩大，原有的交通分区系统和模型参数已经不能满足交通需求预测精度的要求。为此，广州市交通规划研究所以2005年居民出行调查为契机，对交通小区系统进行了细分和深化（交通小区1437个），同时对道路网络、人口、就业岗位、土地利用、机动车拥有和历史交通数据，建立了以ArcGIS为平台的完整交通需求预测基础信息系统，并成功实现了从“信息”到“模型”的无缝链接，使广州交通模型的发展达到了一个新的高度。新的模型系统除了广州市区范围

15、外，还覆盖了从化和增城两个县级市，以及佛山和东莞两个相邻城市，使得模型不仅能够分析和预测市内交通，还能够较好的完成区域交通分析工作。3.2现况模型与香港CTS-3模型的差异3.2.1 系统构架广州CTS模型由11个子模型构成，分别为网络与费用模型（Network and Cost Models）、家庭收入模型（Household Income Model）、小汽车拥有模型（Car Availability Model）、出行生成模型（Trip Generation Model）、特殊出行模型（Special Travel Model）、分布和方式划分模型（Distribution/Mode S

16、plit Model）、公交子方式划分模型（Sub-Modal Split Model）、高峰模型（Peak Model）、公共交通分配模型（Public Transport Assignment Model）、道路分配模型（Road Assignment Model）和货车模型（Goods Vehicle Model）。与香港CTS模型最大的不同之处在于广州将出租车按其性质作为公交的一种子方式，而香港CTS模型责按其交通流性质作为一种私人交通方式。另一个差别是广州CTS模型的四届段过程为“G-D-S-A”，而香港CTS模型的四阶段过程为“G-D/S-A”。3.2.2 子模型正如前面的分析，广

17、州CTS模型的框架和香港CTS-3模型几乎没有太大的区别，真正的差异在细部，特别是一些分类指标方面，多数情况下广州CTS模型都不如香港CTS-3模型细致，当然这也与对基础收据的获得难易有关，表3也列举了部分分类参数的差异。表3 广州CTS模型与香港CTS模型的部分参数差异项目广州CTS模型香港CTS-3模型网络与费用模型道路等级12类18类单车道最大道路通行能力分道路等级、道路长度、相交道路等级不同而不同分道路等级、车道数和道路宽度不同而不同家庭收入模型6类9类小汽车拥有模型模型表达式线性回归模型与Logit模型复合曲线，分总量、摩托车、1辆车、2辆车参数收入、人均GDP、可达性收入、公交可达

18、性、停车位供应、停车收费、年龄4 CTS交通模型发展经验对广州的借鉴总结香港CTS模型发展经验的除了细致的工作外，以下几点也是我们需要着重学习的：1) 居民出行调查是交通模型的重要基础。香港的居民出行调查频率大约为10年/次，这也保证了CTS模型始终保持了最新的出行特征信息，从而更加有效的保证模型的精度。从这点来说，广州20年/次的居民出行调查还是不够的。2) 良好的工作文件制度。香港CTS模型之所以能够保持较高的水准，与其良好的工作文件制度和技术报告制度是分不开的。这些工作文件和技术报告记录了模型的原理、方法和工作过程，通过这些工作文件和技术报告，后来者可以重复前人的成果，从而方便的继承握前

19、人遗留下来的成果。3) 畅通的数据渠道。基础资料是交通模型可靠性和精度的保证，香港的政策体制有力的保障了能够无障碍的获得建立交通模型所需要的数据，这也是保证模型精度的重要砝码。通过怎样的渠道去获得尽可能详细的数据是当前急需解决的问题。此外，长期连续的观测点的数据采集对提高模型精度也是有效措施，仅一两天的调查数据存在非常大的偶然性，不利于提高模型的精度。4) 强大的技术力量和合理的人才结构。香港CTS模型建立和维护聚集了众多国际咨询公司的专家和模型工作团队，这保证了模型工作的技术力量。当然，广州交通所一直保持着稳定的模型工作队伍，这也保证了广州交通模型一直保持了较高的水平。5) 必要的时间保障是

20、做好交通模型的一个重要前提。香港每次CTS模型的工作时间都在23年左右，这也使得他们有可能去做好更为细致的工作。而广州受城市快速发展的影响，往往没有这么充裕的时间，这也是我们以后工作中所需要争取的。5 结束语本文回顾了香港CTS模型的发展历程，着重介绍了CTS-2到CTS-3模型发生的一些变化，并结合广州交通模型的开发和应用情况，总结了可供广州借鉴的经验。当然，这些经验包括交通模型结构也可以供国内其它城市参考。此外，香港CTS模型的发展经验告诉我们目前四阶段模型工作能够很好完成交通需求预测工作，在Disaggregate Model技术尚不成熟或数据基础还不完备的前提下，四阶段模型仍然是最佳选

21、择。参考文献1Conversion and Enhancement of Second Comprehensive Transport Study Computer Program(Final Report)RHong Kong：Transport Department & Wilbur Smith Associates，19952 Restructuring and Enhancement of the Third Comprehensive Transport Study Model-Feasibility Study(Work Paper No.8) RHong Kong： Transport Department & ARUP，20063贺崇明等 城市交通之路M 广州 2006年4广州交通研究R 广州：广州市交通规划研究所&MVA，19955广州市交通发展纲要R 广州：广州市交通规划研究所&MVA，2006