基于Visual Basic在交通分布預(yù)測中的運用研究

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)測中的運用研究

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)測方法的基礎(chǔ)上，采用Visual Basic語言進行交通分布預(yù)測模型的系統(tǒng)設(shè)計;最后通過實例驗證了該程序設(shè)計的實用性和快捷性，實踐也表明采用該系統(tǒng)進行預(yù)測目標年交通分布，工作量較小，且操作簡單，可為交通規(guī)劃工作者提供一些參考價值。

交通分布預(yù)測;Visual Basic語言;交通規(guī)劃

1 交通分布預(yù)測模型綜述

1.1 交通分布預(yù)測

交通分布預(yù)測是交通規(guī)劃中交通需求預(yù)測四階段法中的第二個階段，所謂交通分布是把交通的發(fā)生與吸引量預(yù)測獲得的各個小區(qū)的出行量轉(zhuǎn)換成小區(qū)之間的空間OD量，即OD矩陣，也即是利用基準年的OD分布表和未來年份的交通發(fā)生與吸引總量來推算未來年份的OD矩陣。

1.2 交通分布預(yù)測模型

目前交通分布預(yù)測模型有很多種，但是根據(jù)其計算原理，我們可以將其歸結(jié)為兩大類:一類是以現(xiàn)狀(基準年)各小區(qū)之間的OD分布特性為基礎(chǔ)進行預(yù)測，即未來年份的各小區(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)未來年份的交通出行與公路網(wǎng)的改變之間沒有太大的關(guān)系，也即是未來年份的交通網(wǎng)絡(luò)沒有發(fā)生重大變化，這一類方法可以稱之為增長系數(shù)法，它適用于中短期的交通分布預(yù)測，例如平均增長系數(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，一般對象區(qū)域的交通阻抗都會因為交通設(shè)施改進或流量的增加而不斷變化，因此在進行交通分布預(yù)測時需要加入交通阻抗這個因素，而由Casey受牛頓萬有引力定律的啟發(fā)所提出的重力模型法就是基于這樣的一種預(yù)測方法，此法考慮了影響出行分布地區(qū)的社會經(jīng)濟增長因素、出行時間和時間阻礙因素，適用于長期的交通分布預(yù)測。

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系數(shù)法收斂速度快，而且迭代計算沒有福萊特法復(fù)雜，并且比較起重力模型法不需要模型標定，不需要很多參數(shù)。福尼斯法是由Furness在1956年提出的一種增長率法，他認為兩個分區(qū)之間的出行分布量qij的預(yù)測值與此兩個分區(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)測值和吸引分區(qū)的規(guī)劃年吸引量預(yù)測值有關(guān)，這種關(guān)系可用兩個系數(shù)μ、vj表示(分別稱之為發(fā)生系數(shù)、吸引系數(shù))，即

這個方法被稱作“Furness約束條件法”，又叫做“雙約束條件增長率法”。

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。此時方程組簡化為:.

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

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

3 交通分布預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計

本研究利用Visual Basic語言對Furness模型進行編程，其編制過程如下。

Step1:在Visual Basic中首先打開一個工程，并添加兩個窗體，這樣就建立了兩個用戶界面Form1和Form2。

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

Step3:進行設(shè)計Form2，這一界面是此系統(tǒng)的主界面，也是計算運行界面。

Step4:進行Furness模型的相關(guān)代碼的編寫，這里根據(jù)此模型的基本原理進行編寫，這其中包括現(xiàn)狀OD矩陣的數(shù)據(jù)輸入，未來各小區(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準。

Step6:所有代碼編寫完畢，檢查，運行，即可輸出相關(guān)結(jié)果。

其運行操作流程圖如下圖1所示。

圖1 交通分布預(yù)測運行流程

其運行界面圖如下圖2所示。

圖2 交通分布預(yù)測系統(tǒng)登陸界面

圖3 收斂標準對話框

圖4 交通分布預(yù)測系統(tǒng)主界面

4 系統(tǒng)應(yīng)用

以某縣的調(diào)查數(shù)據(jù)為例，運用此系統(tǒng)進行交通分布預(yù)測。下表是某縣2012年居民出行OD調(diào)查表以及2015年預(yù)測的總的交通發(fā)生與吸引量，根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鐣?、?jīng)濟、土地利用等情況將某縣劃分為5個交通小區(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)計的交通分布預(yù)測系統(tǒng)中，運行輸入一定的收斂標準，這里選取，其整個運算過程很快得到的，2015年交通分布結(jié)果如下表所示。

表2 未來交通分布預(yù)測結(jié)果

續(xù)表2

從表2中可以看出，通過系統(tǒng)的運算得出來的年的交通分布預(yù)測結(jié)果與我們預(yù)測的2015年的結(jié)果幾乎一致，誤差很小。

5 結(jié)論

交通分布預(yù)測是交通規(guī)劃中很重要的一個步驟，本研究在分析各種交通分布預(yù)測方法的基礎(chǔ)上，選用增長系數(shù)法中的Furness法，結(jié)合Visual Basic這種可視化語言進行編程，設(shè)計了交通分布預(yù)測系統(tǒng)。并利用相關(guān)數(shù)據(jù)進行了實例運算，從運算的實際情況來看，效果較好，而且交通分布預(yù)測結(jié)果相對誤差較小，表明此交通分布預(yù)測系統(tǒng)具有一定的可靠實用性。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］陶遠貴.VBA語言在交通分布預(yù)測中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2013，(3):51－52.

［3］徐錦強，林宇洪，丁藝.基于Fratar模型的交通分布預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計［J］.山東交通學(xué)院報，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，主要從事交通運輸規(guī)劃與管理方面的研究。