基于Visual Basic在交通分布預(yù)測(cè)中的運(yùn)用研究

李虹，宇仁德

(山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，山東淄博255049)

基于Visual Basic在交通分布預(yù)測(cè)中的運(yùn)用研究

李虹，宇仁德

(山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院，山東淄博255049)

主要是在分析交通分布預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，采用Visual Basic語(yǔ)言進(jìn)行交通分布預(yù)測(cè)模型的系統(tǒng)設(shè)計(jì);最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該程序設(shè)計(jì)的實(shí)用性和快捷性，實(shí)踐也表明采用該系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)目標(biāo)年交通分布，工作量較小，且操作簡(jiǎn)單，可為交通規(guī)劃工作者提供一些參考價(jià)值。

交通分布預(yù)測(cè);Visual Basic語(yǔ)言;交通規(guī)劃

1 交通分布預(yù)測(cè)模型綜述

1.1 交通分布預(yù)測(cè)

交通分布預(yù)測(cè)是交通規(guī)劃中交通需求預(yù)測(cè)四階段法中的第二個(gè)階段，所謂交通分布是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測(cè)獲得的各個(gè)小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成小區(qū)之間的空間OD量，即OD矩陣，也即是利用基準(zhǔn)年的OD分布表和未來(lái)年份的交通發(fā)生與吸引總量來(lái)推算未來(lái)年份的OD矩陣。

1.2 交通分布預(yù)測(cè)模型

目前交通分布預(yù)測(cè)模型有很多種，但是根據(jù)其計(jì)算原理，我們可以將其歸結(jié)為兩大類:一類是以現(xiàn)狀(基準(zhǔn)年)各小區(qū)之間的OD分布特性為基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)測(cè)，即未來(lái)年份的各小區(qū)之間的交通量分布的多少與現(xiàn)狀是相似的的，并且我們假設(shè)未來(lái)年份的交通出行與公路網(wǎng)的改變之間沒(méi)有太大的關(guān)系，也即是未來(lái)年份的交通網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有發(fā)生重大變化，這一類方法可以稱之為增長(zhǎng)系數(shù)法，它適用于中短期的交通分布預(yù)測(cè)，例如平均增長(zhǎng)系數(shù)法、Detroit法(底特律法)、Fratar法(福萊特法)和Furness法(佛尼斯法);另一類考慮各交通小區(qū)之間交通條件的變化，一般對(duì)象區(qū)域的交通阻抗都會(huì)因?yàn)榻煌ㄔO(shè)施改進(jìn)或流量的增加而不斷變化，因此在進(jìn)行交通分布預(yù)測(cè)時(shí)需要加入交通阻抗這個(gè)因素，而由Casey受牛頓萬(wàn)有引力定律的啟發(fā)所提出的重力模型法就是基于這樣的一種預(yù)測(cè)方法，此法考慮了影響出行分布地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)因素、出行時(shí)間和時(shí)間阻礙因素，適用于長(zhǎng)期的交通分布預(yù)測(cè)。

2 Furness模型法

這是本研究采用Furness模型法，佛尼斯法較平均增長(zhǎng)系數(shù)法收斂速度快，而且迭代計(jì)算沒(méi)有福萊特法復(fù)雜，并且比較起重力模型法不需要模型標(biāo)定，不需要很多參數(shù)。福尼斯法是由Furness在1956年提出的一種增長(zhǎng)率法，他認(rèn)為兩個(gè)分區(qū)之間的出行分布量qij的預(yù)測(cè)值與此兩個(gè)分區(qū)之間出行分布的現(xiàn)狀值成正比，還與發(fā)生分區(qū)的規(guī)劃年產(chǎn)生量預(yù)測(cè)值和吸引分區(qū)的規(guī)劃年吸引量預(yù)測(cè)值有關(guān)，這種關(guān)系可用兩個(gè)系數(shù)μ、vj表示(分別稱之為發(fā)生系數(shù)、吸引系數(shù))，即

這個(gè)方法被稱作“Furness約束條件法”，又叫做“雙約束條件增長(zhǎng)率法”。

該方法的關(guān)鍵是怎樣求出兩組數(shù)據(jù)μi、νj(i，j= 1，2，3…，n)，這里Furness提出采用迭代法進(jìn)行求解，其具體步驟如下。

Step1:令所有的u0i=1.0，k=0。

Step2:用方程組(2)求解νj。此時(shí)方程組簡(jiǎn)化為:.

這其實(shí)是一個(gè)線性方程組，設(shè)所得的解為{νkj: (j=1，2，3…，n)}。

概括地說(shuō)Furness模型法首先令吸引增長(zhǎng)系數(shù)為1，求滿足條件的發(fā)生增長(zhǎng)系數(shù)，接著用調(diào)整后的矩陣重新求滿足條件的吸引增長(zhǎng)系數(shù)，完成一個(gè)循環(huán)迭代過(guò)程;然后再重新計(jì)算發(fā)生增長(zhǎng)系數(shù)，直到發(fā)生和吸引交通量增長(zhǎng)系數(shù)滿足事先設(shè)定的收斂標(biāo)準(zhǔn)為止。

3 交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本研究利用Visual Basic語(yǔ)言對(duì)Furness模型進(jìn)行編程，其編制過(guò)程如下。

Step1:在Visual Basic中首先打開(kāi)一個(gè)工程，并添加兩個(gè)窗體，這樣就建立了兩個(gè)用戶界面Form1和Form2。

Step2:設(shè)計(jì)Form1，這一界面是此系統(tǒng)的登陸界面，并編寫(xiě)相關(guān)代碼。

Step3:進(jìn)行設(shè)計(jì)Form2，這一界面是此系統(tǒng)的主界面，也是計(jì)算運(yùn)行界面。

Step4:進(jìn)行Furness模型的相關(guān)代碼的編寫(xiě)，這里根據(jù)此模型的基本原理進(jìn)行編寫(xiě)，這其中包括現(xiàn)狀OD矩陣的數(shù)據(jù)輸入，未來(lái)各小區(qū)總的交通發(fā)生、吸引量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入，模型的代碼。

Step5:收斂判定，這里可以設(shè)置輸入一定的收斂標(biāo)準(zhǔn)。

Step6:所有代碼編寫(xiě)完畢，檢查，運(yùn)行，即可輸出相關(guān)結(jié)果。

其運(yùn)行操作流程圖如下圖1所示。

圖1 交通分布預(yù)測(cè)運(yùn)行流程

其運(yùn)行界面圖如下圖2所示。

圖2 交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)登陸界面

圖3 收斂標(biāo)準(zhǔn)對(duì)話框

圖4 交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)主界面

4 系統(tǒng)應(yīng)用

以某縣的調(diào)查數(shù)據(jù)為例，運(yùn)用此系統(tǒng)進(jìn)行交通分布預(yù)測(cè)。下表是某縣2012年居民出行OD調(diào)查表以及2015年預(yù)測(cè)的總的交通發(fā)生與吸引量，根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)、土地利用等情況將某縣劃分為5個(gè)交通小區(qū)。

表1 居民出行現(xiàn)狀OD表

將表1中的數(shù)據(jù)輸入設(shè)計(jì)的交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，運(yùn)行輸入一定的收斂標(biāo)準(zhǔn)，這里選取，其整個(gè)運(yùn)算過(guò)程很快得到的，2015年交通分布結(jié)果如下表所示。

表2 未來(lái)交通分布預(yù)測(cè)結(jié)果

續(xù)表2

從表2中可以看出，通過(guò)系統(tǒng)的運(yùn)算得出來(lái)的年的交通分布預(yù)測(cè)結(jié)果與我們預(yù)測(cè)的2015年的結(jié)果幾乎一致，誤差很小。

5 結(jié)論

交通分布預(yù)測(cè)是交通規(guī)劃中很重要的一個(gè)步驟，本研究在分析各種交通分布預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，選用增長(zhǎng)系數(shù)法中的Furness法，結(jié)合Visual Basic這種可視化語(yǔ)言進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)了交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)。并利用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)例運(yùn)算，從運(yùn)算的實(shí)際情況來(lái)看，效果較好，而且交通分布預(yù)測(cè)結(jié)果相對(duì)誤差較小，表明此交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)具有一定的可靠實(shí)用性。此系統(tǒng)可為交通規(guī)劃工作者提供一定的借鑒和參考作用。

［1］王煒，陳學(xué)武.交通規(guī)劃［M］.北京:人民交通出版社，2007.

［2］陶遠(yuǎn)貴.VBA語(yǔ)言在交通分布預(yù)測(cè)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013，(3):51－52.

［3］徐錦強(qiáng)，林宇洪，丁藝.基于Fratar模型的交通分布預(yù)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.山東交通學(xué)院報(bào)，2011，19(2):30－35.

A dissertation on study of traffic distribution forecasting application based on Visual Basic

LI Hong，YU Ren－de
(School of Traffic and Vehicle Engineering，Shandong University of Technology，Zibo 255049，China)

This article is mainly on the basis of the analysis of traffic distribution forecasting method，using Visual Basic language to design system of traffic distribution forecasting model.Finally，by an example proved the practicability of the program design and quick，practicing shows that using the system，target year＇s traffic distribution can be forecasted without investigating traffic impedance.It is easy to operate as the workload is comparatively smaller.So，this computer system can provide some reference value for traffic planning workers.

traffic distribution forecasting;Visual Basic language;traffic planning

U491.1

C

1008－3383(2017)04－0176－02

2016－11－15

李虹(1990－)，男，四川巴中人，碩士研究生，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理方面的研究。