92城市拥挤问题的系统动力学模型构建

  本文关键词：基于系统动力学的大城市交通结构演变机理及实证研究，由笔耕文化传播整理发布。

人口（万人），C为城市紧凑度；人均GDP与出行频次的相关系数为0.6732，城；PT?0.2363??0.5371?PT1?0.；式中，PT为考虑综合因素影响下的早高峰时段人均出；（3）小汽车出行相关参数?小汽车保有率；本文以日本小汽车发展与人均GDP发展的关系作为标；?小汽车平均出行频次；小汽车平均出行频次受到小汽车出行管理政策和公交系；?小汽车其他参数设

人口（万人），C为城市紧凑度。

人均GDP与出行频次的相关系数为0.6732，城市形态与出行频次的相关系数为0.5801，对两个相关系数进行归一化处理，根据成都统计数据可知，该市在高峰出行占全天出行的比例约为23.6%，从而得到综合因素影响下的早高峰出行频次的表达式：

PT?0.2363??0.5371?PT1?0.4629?PT2? 式(3.6)

式中，PT为考虑综合因素影响下的早高峰时段人均出行频次（次/小时），即模型中表征的值。

（3）小汽车出行相关参数 ? 小汽车保有率

本文以日本小汽车发展与人均GDP发展的关系作为标准，以表函数定义样本小汽车保有率与人均GDP的关系。

? 小汽车平均出行频次

小汽车平均出行频次受到小汽车出行管理政策和公交系统实际分担率共同决定。对于该变量的参数估计仍然采用表函数估计法，引入影响强度1、影响强度2和综合影响强度三个辅助变量，其中影响强度1设置与小汽车出行管理政策相关的表函数；影响强度2设置与公交系统实际分担率相关的表函数；综合影响强度为影响强度1与影响强度2之和；小汽车平均出行频次则是与综合影响强度直接相关的表函数。

? 小汽车其他参数设置见表3.1：

表3.1 小汽车参数设置表

数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

（4）出租车出行参数 ? 出租车增长量

出租车保有率设置为受出租车管理政策影响的表函数。 ? 出租车其他参数设置见表3.2：

表3.2 出租车参数设置表

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数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

（5）公交车运营参数 ? 公交线路增加

公交线路增加取决于地面公交投资，与地面公交投资之间设立表函数。 ? 公交车其他参数设置见表3.3：

表3.3 公交车参数设置表

数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

（6）轨道交通运营参数

轨道交通相关的参数设置方式和公交车一致，目前成都正式运营通车的轨道只有地铁一号线，其相关参数如表3.4所示：

表3.4 轨道交通参数设置表

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数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

（7）成都中心城区道路情况参数

在对道路承载能力的流图化过程中，，采用了具体分道路等级和里程的方法，计算道路承载能力，道路增长率设置为和道路投资相关的表函数。其他相关参数设置方式如表3.5所示：

表3.5 道路情况参数设置表

数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

3.3.2 模型模拟运行及有效性检验

以2009年研究样本实际数据作为模型输入，通过模型计算其对应的交通状态，以及交通方式分担率，将模型输出与实际数据对比，从而判断模型的有效程度。根据基础数据，通过SD模型进行计算，得到道路交通状态以及不同交通方式的分担率，与2009年实际数据对比表3.6:

表3.6 模型有效性检验参照表

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数据来源：成都市交通运输委员会，成都统计公众信息网。

从数据的对比分析可以看出，主要指标的相对误差均在10%以内，模型计算的精度完全符合实际模拟分析的需要。

4、结论

（1）交通是一个极为复杂的系统，交通拥挤产生的原因看似纷繁众多，但实质主要是供需不平衡所致。此处所指的供需不平衡不仅包括总量上不对等，还包括双方在数量、结构、时空搭配等多方面的不协调。本文通过分析这些不协调产生的原因，建立了能有效进行仿真的大城市交通拥挤的系统动力学模型，使得从系统的角度来全面了解和研究交通拥堵产生、发展及变化得以实现。

（2）和以往城市交通有关的系统动力学模型相比，本文在出行行为特征方面，考虑因素更为全面，同时考虑了其受社会经济发展水平、城市规模、城市形态、人口发展规模、特征以及以往的统计数据等方面的因素，使得模型中这些参数的更具有现实意义，运行结果也更具有参考性。在公交系统方面，引入了车辆负荷强度衡量交通工具上的拥挤程度，对拥挤的认识具有一个更广泛更直观的理解。同时，还可通过路网平均车速与车辆负荷强度一起共同衡量公交的服务水平。

（3）模型的不足之处首先在于社会经济、城市布局等子系统考虑得较简略。在建模中，经济发展水平只考虑了GDP及人均GDP的影响，实际上经济结构和经济发展模式对出行的影响也是极大的。其次未考虑信息化对城市交通运行状态的影响，希望今后的研究在这方面加以细化。另外在参数估计方面，特别是政策等难以量化的参数的设置，由于可参考的相关研究资料的缺乏，主要根据研究样本城市历史资料及其它城市交通资料总结经验，均采用了表函数设置法。因而此类参数的估计缺乏权威的理论依据，在今后的研究中也需要进一步深入研究。

参考文献

［1］ 公安部和建设部.城市道路交通管理评价指标体系，(2002年版)，各类城市评价指标明

细表[J].道路交通管理.2002(06).

［2］ 刘爽.基于系统动力学的大城市交通结构演变机理及实证研究[D].北京交通大学博士学

位论文,2009.

［3］ Vickrey W S. Congestion theory and transportation investment [J]. American Economic

Review, 1969,34: 414-431.

［4］ 毛海虓.中国居民出行特征研究[D].北京工业大学博士学位论文，2005.

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