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交通建模原理:出行者与出行行为的社会学特性分析

2015-05-08 10:43 来源:中国城市规划网

【按语】

交通建模本质是构建、模拟人的出行行为。人的出行行为是社会行为之一。要构建模拟人的出行行为这种社会行为,就必须从社会学角度研究和理解人及其出行行为的社会特性。

一、交通建模与社会学的关系

@杨涛:交通建模首先要考虑人(或单位)的社会属性和分层分类,其次要考虑每个出行个体在出行选择决策中(包括长期决策和临场决策)的社会经济属性的影响和机理。共产主义和计划经济让人的社会属性强制趋同、贫困均等。改革开放和市场经济让人的社会属性丰富多元、贫富分化。在社会公众的社会属性日趋分层分化、多元复杂的背景下,交通建模所依据的样本及采样方法、模型的分层分类、参数的估计标定、预测的年限弹性和敏感性分析、方案与政策的测试评估等等,整个技术框架、方法论和工具等应当进行深入研究和改进,并需要社会学、经济学、系统学、交通学等多学科专家学者的协同研究。这应该是中科院、社科院、北大、清华、南大、人大、东南、同济等一流科研机构和一流高校的使命和课题。目前交通规划设计咨询机构采用的拿来主义的商用交通模型软件是不得已的选择。

@杨涛:我们悲伤地看到,近30年来我们在上述领域的科研成果和实用技术进步是停滞不前的,理论性的系统建构和实证性的分析建模近乎空白。

@戴彦欣:有时候会想,中国现在的发展,过程性太强,是否值得为这个中间阶段花费太多精力进行基础性构建?10年之后就应该基本稳定了。

现在的问题,很多是机动车导向的规划思路造成的。

@张天然:@杨涛|留下来的模型形式上都是简单的,一大堆公式的模型现在很多人在发明,生命力不强。理论体系突破确实难。

@戴彦欣:有总比没有好。原来的模型理论体系也是建立在经济学、社会学基础上的。

@陈必壮:虽然商用软件的功能越来越强大,但基础数据的获取、甄别、挖掘难度越来越大,同时随着经济社会发展和信息时代出行特征变化太大,稳定性不够。

@戴彦欣:在实际工作中,我习惯于用经验进行大的判断,用模型进行细化分析。

@陈必壮:@戴彦欣|我也如此。这就需要规划师有较强的模型功底,反过来也要求模型师有扎实的规划基础。

@戴彦欣:在现有商用软件基础上,更好地体现社会学特征,首先是要进行精细化的分析,对调查数据规划数据都要分区分类,工作量和难度会大很多。尤其是需要对公交、步行、自行车需求更多的关注,而这些往往是被忽略的,以前那种只出一张机动车流量图作为结论的显然是不支持的

其次要加入非交通量方面的评价指标,如环境、如投资、如不同人数的满足度等等

@杨涛:@戴彦欣|从我们这些一线机构的角度看,我完全同意!而且,据我所知,中规院、上海所、北京和深圳交研中心、我们院等都做了很多努力,也取得了很多有价值的实用技术和成果。只不过面对中国这样非常大的又非常独特的社会制度、文化渊源和发展阶段背景下的城市交通出行建模,相当建立起更加自主的适宜的理论体系、模型框架和技术支持。这些需要高水平的学院派和实验室的研究来担当,也可能产生small和mcfacdden这样的因提出效用模型而获诺贝尔奖的获奖者!

@王园园:我如果说目前的交通模型是经济学研究过盛的产物是不是会遭到大家的鄙视?

@戴彦欣:@王园园|我更认为现在很多复杂的模型,是冷战结束后资金和人员过剩的产物。

@陈必壮:在国内几个有长期从事交通模型研究的城市(北上广深等)基本上依托于国际上成熟的商用软件,对社会、经济学特征进行细化分析的,因此这些城市的模型相对比较完善。但对中国城市的交通出行特征总体的层次分析仍偏弱,其他城市更难以启齿了。

@王园园:@戴彦欣|我有同感。过盛之后造出的东西再向第三世界输出,交通软件也是一样。用方法为前提卖工具。

二、出行者的社会学特性分析

@戴彦欣:中国现在社会分层已经产生,社会结构越来越复杂,而城市交通是全社会的共同需要,交通规划建设管理的目标应该是最大化地满足和平衡全社会的需要,而当总供给难以持续增加的时候,规划方法就需要转变到对优先权的规划。交通需求分析作为交通规划重要的技术方法,需要满足优先权规划的要求,尽可能地细分社会不同阶层的交通需求特征与数量,才可能支持规划中对不同阶层的考量。另一个角度,交通除了是谋生的需求(经济),也是人社会化需求的产物。所以在重视通勤出行的同时,也要重视各种弹性出行。现在晚高峰高于早高峰,人的社会化需求起了很大作用吧。

@朱顺应:社会中的个体行为是相互作用的,目前的交通个体行为建模弱化了个体间的相互作用。另外,目前交通个体行为决策考虑了随机不确定性,较少考虑模糊不确定性,出行者因交通拥挤影响,出行者对时间的感知具有模糊不确定性。

@戴彦欣:支持朱教授。社会学的最重要特征就是整体性。

@朱顺应:目前,交通个体行为建模的行为影响因素也假设为独立性,实际也存在交互影响,要考虑行为交互和影响因素交互,建模方法论和方法都要进行变革,我们正在进行这方面的研究,欢迎指导和交流。

三、出行行为的社会学特性分析

@靳文舟:从人的出行规律入手,可能有较好的分类效果。我同学看了新疆舞之后把过程分为8个基本动作,用计算机做出了模拟跳舞。由此得到启示:按人的基本属性分类,想办法让出行人填写基本活动规律表,加上大数据分析,而不是抽样调查,争取得到比较全面的出行规律数据。现在看起来是天方夜谭,但大数据时代也是有可能扩大样本量的,如每车都有行车记录仪、定位仪器、出行卡之类的实时设备,每个人都有手机定位、出行卡之类的可上传数据信息的工具,这样,我们再去总结社会经济模型交通模型出行规律模型,会不会得到建模方面的突破进展?

@王树盛:交通模型不等于交通预测,但是交通分析需要模型师与规划师的配合,就拿今天主题来说,个人按照自己对出行的成本效益进行最优决策,但合计起来未必系统最优,因为个人往往只考虑内部成本,对于外部成本如拥堵、污染、交通几率等之类几乎不考虑,而规划师的职责是建立更完善的评估指标,站在系统最优角度制定政策,迫使外部成本内部化,使得个人决策向系统最优发展。这个过程中,各类政策的量化需要模型师的支持。

@庄斌:我博士论文开始设的题目是动态交通分配和OD反推,但是研究了半天发现四阶段模型有两个问题在数学的角度是通不过的,后面就放弃了这个方向,研究动态交通状态估计了。

(1)交通小区的划分原则,为什么这么定,理论基础是什么?

(2)出行路径选择的logit(net logit etc.),真的合理吗?人的出行选择行为一概而论吗?如果这两条满足,那就会出行无穷解(理论上一个交通小区方案出一个结论),那我就真晕了,上次在世行和马龙教授讨论,把他也问晕了,无解。

@王树盛:@庄斌|是的。以前小区划分从美国来的,只考虑机动车出行,而大于1平方公里的尺度基本将步行忽略掉了正好可以描述机动化出行,我是这么想的。

@张天然:集计和非集计是相对的,看研究什么问题?例如绘制蛛网客流图,分区大小的影响很大。研究快线貌似要大一些来看,研究1-2公里的城市轨道线可能要小点的分区。交通分区做模拟活动,运算可以的话最好细到出入口单元或者建筑单元了。

@王树盛:以前的模型体系完全是机动车的,虽然有公交分配,但是,没有哪个是从理论到实践经得起推敲的。美国的公共交通,大家可以理解。如果我们更多地关注全社会的交通,公交、慢行必须有所改进。

四、专业交通调查公司与交通模型的协同关系

@杨涛:@庄斌|晶众是企业,走的是将交通调查、交通数据处理与管理、交通模型链接(输入和输出)、交通信息化等产业化商业化之路,不可能也不应该担当我们今天讨论的基础性理论性研究。但是,晶众可以为这样的研究提供丰富的样本数据支持和案例,这恰恰是目前开展此类研究最最急需的原料。而研究的理论框架和方法体系建立以及成果,又反过来支持晶众这样的产业和整个交通规划咨询行业的技术进步和地位提升。您说是这样吗?

@庄斌:哈哈,我们配合行业做好调查执行和综合交通数据库平台建设就行了,坚决承诺不做咨询,只做咨询单位的配套工作。理论研究更多的应该是高校和研究机构来做的,我们要是能够出点绵薄之力就欣慰了啊。

衷心感谢:@戴彦欣 @朱顺应 @靳文舟 @王树盛 @庄斌 @张天然 @陈必壮 @杨涛 @王园园等热心群众分享各自精彩观点!

整理:刘志亮 深圳市都市交通规划设计研究院有限公司

校审:杨涛 南京市城市与交通规划设计研究院有限责任公司

来源:大中华交通智库微群微言纪要

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