经济区客运量预测与综合枢纽布局研究
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摘要
经济区是经济发展的重要组织形态,也是国家最具创新活力之所在。中国快速发展的经济区带来了经济区内交通需求的快速增长,经济区内交通需求具有与普通区域交通需求不一样的特性,基于传统单个城市的交通系统配置从客观上制约了经济区空间结构的拓展。论文着眼于经济区内的交通网络布局与优化研究,采用理论研究与实证研究相结合、定性研究与定量研究相结合、分层研究与系统研究相结合的研究方法,对经济区中客运量预测、交通方式选择与布局优化、综合枢纽布局等关键问题展开研究。
论文研究内容按以下逻辑展开：
在对经济区及交通系统相互作用影响的基础上,分析经济区交通网络布局优化与城市交通网络布局优化的差异之处,阐述经济区空间结构与交通系统的关系及对交通规划的影响；在此基础上深入探讨了交通规划与交通资源配置对经济区支持引导作用。
考虑到经济区的旅客流动特征,选用支持向量机对经济区客运量进行预测,构建了基于支持向量机的运量滚动预测模型。模型将数据集分为训练集、测试集和检验集,采用最小最终误差预测准则确定损失函数参数与惩罚因子,以ε-不敏感损失函数为损失函数,选取高斯核函数进行预测,通过逐渐改变参数的取值,利用训练样本建立不同参数取值。为保证模型的适应性,将模型应用于京津冀经济区。应用结果表明,模型比传统的预测方法更适合于跨行政区域的经济区客运量预测。
对于经济区交通方式选择,在比较分析各种交通方式技术经济特征的基础上,确定随机效用最大化原则,选用logit模型进行运输通道运输方式选择的模拟,构建了运输通道内运输方式的双层logit选择模型,并以某经济区内运输通道进行了实例应用,结果显示误差在可接受的范围内,表明论文构建的基于出行者最优的通道运输方式选择两层模型是合理的。
在分析了传统枢纽布局研究存在的问题的基础上,建立了能反映供、需双方相互作用的、有别于传统静态模型的动态的、基于用户均衡的经济区综合交通枢纽布局双层规划模型。考虑到出行者对运输方式出行成本的理解值与实际值之间有差别,通过设计经济区不同运输方式之间的随机均衡配流模型,建立了更加符合实际的经济区综合交通枢纽布局规划模型,即基于随机用户均衡的经济区综合交通枢纽布局双层规划模型,实例应用结果验证了模型的合理性及有效性。对于基于用户随机均衡的综合交通枢纽双层规划布局模型的求解算法,论文设计了双层模型的求解算法,采用遗传模拟退火算法求解双层规划模型的上层,采用F-W算法求解下层规划模型。
Economic areas is a necessary stage of the economic development and a important organization for the modern economic development. It's also a embodying vital force of the innovativeness. With the rapid growth in traffic demand brought by the rapid development of our country's economic areas, because of the differences of demand characteristics between the inter-city and general city, the system configuration based on the traditional single city has objectively limited the expanding of the space structure of the economic areas. So the paper focus on the optimal and allocation's study of inter-city transportation network. The research methods are the combination theory research and empirical research, the combination qualitative and quantitative method, the combination systematic study and layered study. The key research problems of research paper includes passenger traffic volume forecast of the inter-city, the selection, optimal and allocation of the transportation, the choice of the important node in economic zone, and the layout and planning model of integrated traffic terminals.
The paper develops the study according to the following logical orders:
Based on defined economic areas,the traffic system and other relevant concepts.this paper analysis the differences of the traffic network's optimal and allocation between economic areas and the city, studies the important impact of the space structure to the traffic planning, also has a deep discussion on the restraining effect between the traffic planning and the resource allocation.
In order to forecast passenger traffic within the metropolitan region, it proposed a prediction based on model support vector machine. Model data set would be divided into training set, test set and examine set, the determination of the loss function parameters and penalty factor was followed to the final prediction error criterion, and made the ε-insensitive loss function as the loss function, select the Gaussian kernel function into prediction, and when changing parameter value gradually, it would determined different parameters. When the model was used in metropolitan areas, predictive value can be well fitted with the actual. The application results showed that the model is more suitable for metropolitan passenger transport predictions than traditional methods, and it would be provide decision support for the metropolitan transportation planning.
Regarding to the selection of transportation, through analyzing the each kind of transportation's technical characteristic, the paper determines the principle of utility maximization, establishes the bi-level logit model that has been put into actual application in the economic areas. The application results showed that the error is acceptable statistically, and the bi-level logit model is reasonable.
Based on analyzing the existence problem in the traditional research about the Layout and planning, he bi-level model based on the stochastic user equilibrium which has been established can able to reflect the interaction of supply and demand, it's also different with the tradition static model. Considered the difference of the cost's value between the understanding level and the actual, through designing the SUE(Stochastic User Equilibrium) between different transport mode of the inter-city, this paper establishes the layout and planning model of integrated traffic terminals which is more practical to the actual.,it"s also called bi-level model based on the stochastic user equilibrium.The rationality and validity. of the model has been confirmed by the example application. The paper designs the solution algorithm of the bi-level model based on the stochastic user equilibrium, and uses the genetic simulated annealing algorithm in the top level, but for the lower level, the F-W algorithm is used.
论文研究内容按以下逻辑展开：
在对经济区及交通系统相互作用影响的基础上,分析经济区交通网络布局优化与城市交通网络布局优化的差异之处,阐述经济区空间结构与交通系统的关系及对交通规划的影响；在此基础上深入探讨了交通规划与交通资源配置对经济区支持引导作用。
考虑到经济区的旅客流动特征,选用支持向量机对经济区客运量进行预测,构建了基于支持向量机的运量滚动预测模型。模型将数据集分为训练集、测试集和检验集,采用最小最终误差预测准则确定损失函数参数与惩罚因子,以ε-不敏感损失函数为损失函数,选取高斯核函数进行预测,通过逐渐改变参数的取值,利用训练样本建立不同参数取值。为保证模型的适应性,将模型应用于京津冀经济区。应用结果表明,模型比传统的预测方法更适合于跨行政区域的经济区客运量预测。
对于经济区交通方式选择,在比较分析各种交通方式技术经济特征的基础上,确定随机效用最大化原则,选用logit模型进行运输通道运输方式选择的模拟,构建了运输通道内运输方式的双层logit选择模型,并以某经济区内运输通道进行了实例应用,结果显示误差在可接受的范围内,表明论文构建的基于出行者最优的通道运输方式选择两层模型是合理的。
在分析了传统枢纽布局研究存在的问题的基础上,建立了能反映供、需双方相互作用的、有别于传统静态模型的动态的、基于用户均衡的经济区综合交通枢纽布局双层规划模型。考虑到出行者对运输方式出行成本的理解值与实际值之间有差别,通过设计经济区不同运输方式之间的随机均衡配流模型,建立了更加符合实际的经济区综合交通枢纽布局规划模型,即基于随机用户均衡的经济区综合交通枢纽布局双层规划模型,实例应用结果验证了模型的合理性及有效性。对于基于用户随机均衡的综合交通枢纽双层规划布局模型的求解算法,论文设计了双层模型的求解算法,采用遗传模拟退火算法求解双层规划模型的上层,采用F-W算法求解下层规划模型。
Economic areas is a necessary stage of the economic development and a important organization for the modern economic development. It's also a embodying vital force of the innovativeness. With the rapid growth in traffic demand brought by the rapid development of our country's economic areas, because of the differences of demand characteristics between the inter-city and general city, the system configuration based on the traditional single city has objectively limited the expanding of the space structure of the economic areas. So the paper focus on the optimal and allocation's study of inter-city transportation network. The research methods are the combination theory research and empirical research, the combination qualitative and quantitative method, the combination systematic study and layered study. The key research problems of research paper includes passenger traffic volume forecast of the inter-city, the selection, optimal and allocation of the transportation, the choice of the important node in economic zone, and the layout and planning model of integrated traffic terminals.
The paper develops the study according to the following logical orders:
Based on defined economic areas,the traffic system and other relevant concepts.this paper analysis the differences of the traffic network's optimal and allocation between economic areas and the city, studies the important impact of the space structure to the traffic planning, also has a deep discussion on the restraining effect between the traffic planning and the resource allocation.
In order to forecast passenger traffic within the metropolitan region, it proposed a prediction based on model support vector machine. Model data set would be divided into training set, test set and examine set, the determination of the loss function parameters and penalty factor was followed to the final prediction error criterion, and made the ε-insensitive loss function as the loss function, select the Gaussian kernel function into prediction, and when changing parameter value gradually, it would determined different parameters. When the model was used in metropolitan areas, predictive value can be well fitted with the actual. The application results showed that the model is more suitable for metropolitan passenger transport predictions than traditional methods, and it would be provide decision support for the metropolitan transportation planning.
Regarding to the selection of transportation, through analyzing the each kind of transportation's technical characteristic, the paper determines the principle of utility maximization, establishes the bi-level logit model that has been put into actual application in the economic areas. The application results showed that the error is acceptable statistically, and the bi-level logit model is reasonable.
Based on analyzing the existence problem in the traditional research about the Layout and planning, he bi-level model based on the stochastic user equilibrium which has been established can able to reflect the interaction of supply and demand, it's also different with the tradition static model. Considered the difference of the cost's value between the understanding level and the actual, through designing the SUE(Stochastic User Equilibrium) between different transport mode of the inter-city, this paper establishes the layout and planning model of integrated traffic terminals which is more practical to the actual.,it"s also called bi-level model based on the stochastic user equilibrium.The rationality and validity. of the model has been confirmed by the example application. The paper designs the solution algorithm of the bi-level model based on the stochastic user equilibrium, and uses the genetic simulated annealing algorithm in the top level, but for the lower level, the F-W algorithm is used.
引文
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