0 引　言 軌道交通基礎(chǔ)信息系統(tǒng)所集成的信息大部分同空間地理位置密切相關(guān)[1,2],TransCAD軟件把地理信息技術(shù)和交通規(guī)劃技術(shù)較好地結(jié)合在一起,可以方便地對各類交通運輸及相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲、提取、分析和可視化處理。筆者結(jié)合重慶市軌道交通客流預(yù)測的具體實例,在TransCAD軟件平臺上建立集步行、常規(guī)公交和軌道的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò),進行交通分配,從而實現(xiàn)對軌道的客流預(yù)測。筆者重點探討了TransCAD軟件中圖層的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)實體的表達、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存放以及分配結(jié)果的表現(xiàn)形式等問題。 1 聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)軌道客流預(yù)測 在軌道交通客流預(yù)測中,當(dāng)方式劃分結(jié)束并獲得公交OD后,有兩種方法可得到軌道客流量。一是從公交OD中區(qū)分常規(guī)公交OD和軌道站點OD,再利用路網(wǎng)分配技術(shù)將軌道站點OD在軌道網(wǎng)上進行分配;二是利用方式劃分和交通分配聯(lián)合模型將公交OD在聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)中進行分配[3]。 將公交OD分成常規(guī)公交OD和軌道站間OD后,再在各自獨立的路網(wǎng)上進行分配,這在工程實際中會遇到技術(shù)問題:常規(guī)公交和軌道交通之間的方式劃分是一次性完成的,劃分時參數(shù)標定依據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是通過實際調(diào)查或者意向調(diào)查得來的,不能實時地反映公交線路的實際流量對公交旅行時間和公交服務(wù)水平的影響;軌道交通在城市交通結(jié)構(gòu)中屬于干線交通,存在大量的接駁交通線路與各交通小區(qū)相連,給軌道OD在軌道網(wǎng)中的分配帶來困難。 利用方式劃分和交通分配聯(lián)合模型實現(xiàn)公交OD下軌道客流量的預(yù)測,可以方便地解決上述問題,取得很好的預(yù)測效果。圖1是在TransCAD軟件平臺中,將公交OD在聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)中進行軌道交通客流預(yù)測的流程圖。 1.1 聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)圖層的設(shè)置 地理信息系統(tǒng)是利用層的概念來貯存和分析信息的[4],把不同圖層相互疊加起來,實現(xiàn)對研究區(qū)域信息的可視化。為了進行軌道交通的客流預(yù)測,一般可抽象為5個圖層。 1）交通小區(qū)層。用于存放交通小區(qū)及其屬性信息,如小區(qū)人口、土地利用以及交通發(fā)生吸引量等。交通小區(qū)的劃分是否合理對于交通量的預(yù)測和分析至關(guān)重要。在軌道交通客流預(yù)測的小區(qū)劃分中,為了保證各個站點上下客流量及線路客流量預(yù)測的準確性,應(yīng)將不同的軌道交通站點劃分到不同的小區(qū)中去。因此小區(qū)的劃分要較常規(guī)的交通規(guī)劃項目劃分得更細。同時,這樣的劃分也滿足不同軌道交通站點服務(wù)于不同區(qū)域的功能要求。 2）城市道路層。用于存放城市道路網(wǎng)及其屬性。道路網(wǎng)由一系列連續(xù)的路段組成,路段與路段相交的地方代表交叉口。在每一路段的屬性層設(shè)置Walktime、Drivertime和IVTT等字段,分別表示該路段的步行時間、小汽車通行時間以及乘客車內(nèi)乘行時間。其中,步行時間一般不考慮擁擠影響,采用路段距離除以平均步行速度,而小汽車通行時間應(yīng)該考慮交通擁擠影響后的估算時間或是觀測時間,該時間近似于常規(guī)公共汽車的車內(nèi)時間IVTT。 3）步行網(wǎng)絡(luò)層。在已建好的城市道路層的基礎(chǔ)上,建立選擇集,用來表示步行網(wǎng)絡(luò)。在聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)分配過程中,其主要承擔(dān)小區(qū)到站點的步行交通和站點間換乘的連接線。并不是所有的步行線路都要包括在該選擇集中,主要應(yīng)包括公交站點周圍的步行交通網(wǎng)以及具有換乘功能的各車站間的步行線路。 4）公交線路層。主要存放公交線網(wǎng)及其屬性。在TransCAD軟件中,常規(guī)公交和軌道網(wǎng)是建立在同一個圖層中。為了定義常規(guī)公交網(wǎng)和軌道網(wǎng),需對公交線路層的各線路的屬性中增加Mode字段,以區(qū)分常規(guī)公交和軌道交通。常規(guī)公交和軌道交通統(tǒng)一建立在一個稱為RouteSyst-em的圖層上,該圖層主要包括如下幾個典型字段:1Mode字段,用來定義軌道交通、常規(guī)公交等不同公交方式,如用1代表軌道,2代表常規(guī)公交等;2Headway和Variance字段,用來定義車輛的車頭時距及方差,可以分常規(guī)公交和軌道分別定義;3Capacity字段,用來定義線路的通行能力,一般用人次表示;4Fare字段,用來定義各公交線路的收費方式。 5）公交站點層。用于存放公交站點及其屬性信息。公交站點可以分為物理站點和普通站點,其中物理站點是指所有車次路過該站都必須?？康恼军c,而普通站點則指某些線路的特定站點。在TransCAD中,如果網(wǎng)絡(luò)中有物理站點應(yīng)先設(shè)物理站點,而普通站點則在軌道網(wǎng)和常規(guī)公交網(wǎng)布設(shè)完后,再統(tǒng)一布設(shè)。 1.2　聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)的實體表達 根據(jù)公交網(wǎng)絡(luò)的特點可以建立線路、站點和道路的拓撲關(guān)系。在實際情況中,軌道網(wǎng)、常規(guī)公交網(wǎng)和站點的空間分布在出行換乘搜索中十分重要。因此,建立聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)需考慮如下因素。 1）交通小區(qū)（即面層）與外界網(wǎng)絡(luò)（線層）的聯(lián)系。在GIS交通軟件中一般通過虛設(shè)小區(qū)質(zhì)心與外界路網(wǎng)的連接線,即出入線（也稱為形心連桿）與外界路網(wǎng)相連。在TransCAD聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)中,可采用兩種方法來聯(lián)系:1將小區(qū)質(zhì)心與其周圍能步行到達的各公交站點直接連接,同時將相互發(fā)生換乘的各站點連接,如圖2所示;2在建立軌道網(wǎng)、常規(guī)公交網(wǎng)的同時,基于GIS建立各站點之間的步行交通網(wǎng),在這種網(wǎng)絡(luò)中,只需將小區(qū)質(zhì)心與步行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連,如圖3所示?！　? 2）軌道網(wǎng)、常規(guī)公交網(wǎng)與底層路網(wǎng)之間的聯(lián)系。聯(lián)系是通過將公交站點與底層路網(wǎng)的節(jié)點相對應(yīng)而建立起來的。如果公交站點恰好是底層網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點則可直接建立聯(lián)系;如果站點不與底層節(jié)點完全重合,則應(yīng)在確定的距離范圍內(nèi)搜索其對應(yīng)節(jié)點,將該站點近似認為在該節(jié)點上。公交網(wǎng)絡(luò)與底層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系,如圖4所示[5]。 3）交通分配網(wǎng)絡(luò)的建立。TransCAD軟件并不是直接在建立的各種交通網(wǎng)絡(luò)上進行分布、分配的,而是生成的一種虛擬的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即＊.net或者＊.tnw文件,該文件中除了包含各個網(wǎng)絡(luò)實體外,還包括各種屬性。對于普通交通網(wǎng)絡(luò),主要包括路段通行能力、路段長度、自由流速、自由流時間等屬性。對于聯(lián)合網(wǎng)絡(luò),包括各種交通實體的屬性,如底層路網(wǎng)、公交網(wǎng)和公交站點的屬性。　 　 4）其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。在TransCAD軟件中,可以通過Setting菜單對網(wǎng)絡(luò)進行進一步的設(shè)置,如對收費方式、各時間段的權(quán)重、停車換乘方式等進行設(shè)置。在TransCAD軟件中提供了幾種收費方式,供規(guī)劃者選擇,包括:1一票制,即不考慮距離的遠近,均是一種票價;2線路區(qū)間票,即按照乘坐的起終點的位置收費,只對該線路車輛而言;3方式區(qū)間票,按照乘坐的起終點的位置收費,但允許在該方式的車輛之間的免費換乘;4混合票制,是一票制和區(qū)間制的結(jié)合,可以組合成多種收費制度。 1.3　網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存放 1）矩陣（matrix）。TransCAD中一部分數(shù)據(jù)存儲在矩陣中。如交通分配所需的各特征年的OD表、交通阻抗等。對于公共交通還存在一些其他特殊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也存儲在矩陣中。在聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)交通分配問題中,主要是用來存儲費用矩陣,特別是區(qū)間票制式的費用矩陣,包括不同線路或方式的區(qū)間費用矩陣,如常規(guī)公交區(qū)間費用矩陣和軌道區(qū)間費用可以采用下面矩陣表示。 2）數(shù)據(jù)表（table）。以向量表示的數(shù)據(jù)通常存儲在一種叫做Table的文件中。如在聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)分配中可以建立不同方式之間的換乘費用等。 1.4　分配結(jié)果的表現(xiàn)形式 聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)軌道交通客流預(yù)測TransCAD實現(xiàn)模型能夠生成圖表等形式,來反映客流預(yù)測的結(jié)果。其主要內(nèi)容包括:1聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)流量分配圖,通過該圖規(guī)劃者能夠直觀地了解到客流量在軌道網(wǎng)、常規(guī)公交網(wǎng)以及步行網(wǎng)的分布狀況;2公共交通各個站點乘降量和斷面流量表,通過該表可以清楚的知道各個公交站點的乘降量和各斷面的流量;3各個步行路段的流量,TransCAD還生成一個表用來表示各個步行路段的流量,并繪制在網(wǎng)絡(luò)圖中;4用圖、表表示各個站點間的換乘次數(shù)、廣義費用、距離和車內(nèi)時間等,規(guī)劃者還可自定義生成所需的多種統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 2 實例應(yīng)用 按照上述方法,采用TransCAD軟件對重慶市軌道交通客流進行了預(yù)測。線路站點乘降量和線路斷面流量如表1所列,由于常規(guī)道路網(wǎng)的復(fù)雜性和階段變化性,在建立網(wǎng)絡(luò)時僅考慮了由步行網(wǎng)和軌道網(wǎng)組成的聯(lián)合網(wǎng)絡(luò),從而進行軌道交通流預(yù)測。如果要對某階段的軌道客流進行預(yù)測,可以把對該軌道線路有影響的部分常規(guī)公交線和軌道組成聯(lián)合網(wǎng)絡(luò),進行客流預(yù)測,重慶市軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流量預(yù)測如圖5所示。 3 結(jié)束語 隨著軌道線路的延長和銜接點的增加,軌道客流量也不斷加大,使得客流分析的方法變得較復(fù)雜。TransCAD軟件把地理信息技術(shù)和交通規(guī)劃技術(shù)較好的結(jié)合在一起,經(jīng)過合理的設(shè)計,能夠較合理的模擬出乘客在軌道交通網(wǎng)中的路徑選擇行為,從而進行軌道交通客流預(yù)測,因此該軟件在軌道交通客流預(yù)測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻 1 楊　明,王　煒,陳學(xué)武,等.基于GIS的城市公交出行時間鏈研究.公路交通科技,2004,21（5）:117～120 2 楊新苗.基于GIS的標準公交基礎(chǔ)信息系統(tǒng).標準化工作,2001,26（5）:26～29 3 陸化普,朱　軍,王建偉.城市軌道交通規(guī)劃的研究與實踐.北京:中國水利水電出版社,2001.100～103 4 李季濤,楊俊峰.基于GIS的公交網(wǎng)絡(luò)模型及其在公交線路查詢中的應(yīng)用.大連鐵道學(xué)院學(xué)報.2004.25（2）:30～33 5 CaliterCorporation.TransCADTransportationGISSoftware（TravelDemandModelingwithTransCAD4.0）.America:CaliterCorporation,2000.261～300 轉(zhuǎn)自：中國城市軌道交通網(wǎng)