بسمه تعالی
برنامه ریزی حمل و نقل شهری
فرآیند مطالعات حمل و نقل و ترافیک شهری
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل تولید سفر
برنامه ریزی حمل و نقل شهری
تقاضای حمل و نقل
تقاضای حمل و نقل بار و کالا
تقاضای حمل و نقل مسافر:
قیمت
درآمد
سرعت و کیفیت ارائه خدمات
عوامل موثر بر تغییرات تقاضای سفر(حمل و نقل)
تقاضای حداکثر
توزیع جغرافیایی جمعیت
مراحل پیش بینی تقاضا در برنامه ریزی حمل و نقل شهری
1- بررسی وضعیت موجود
تعیین محدوده مطالعاتی(منطقه مطالعاتی)
تعیین نواحی مطالعاتی یا زون های تحلیل ترافیکی(TAZ)
تعیین حوزه های مطالعاتی
منطقه بندی یا ناحیه بندی
الف- تعریف و اهداف
ب- ویژگی های عمومی ناحیه بندی در برنامه ریزی حمل و نقل شهری
1- همگونی
2- هموزنی
3- تناسب ناحیه از لحاظ وسعت
4- تسهیلات آمارگیری و دسترسی آماری
5- موقعیت و نقش جمعیت
6- وجود گرانیگاه یا مرکز ثقلی در ناحیه ترافیکی
7- توجه به عدم تداخل با کاربری های ناسازگار تا حد امکان
مراحل پیش بینی تقاضا در برنامه ریزی حمل و نقل شهری
1- بررسی وضعیت موجود
مشخص کردن شبکه حمل و نقل(بخش عرضه)
حمل و نقل عمومی
حمل و نقل خصوصی
جمع آوری اطلاعات لازم در حوزه های مربوط به منطقه مطالعاتی:
اطلاعات مربوط به تعداد و ویژگی های سفر
اطلاعات مربوط به زیرساخت ها و سامانه های خدماتی حمل و نقل شهری
اطلاعات مربوط به کاربری زمین
اطلاعات اقتصادی و اجتماعی
مراحل پیش بینی تقاضا در برنامه ریزی حمل و نقل شهری
2- تجزیه و تحلیل اطلاعات و مدل سازی
هدف از مدل سازی
مدل های مورد استفاده
1- مدل های پیش بینی جمعیت
2- مدل های پیش بینی فعالیت های اقتصادی
3- مدل های پیش بینی کاربری زمین
4- مدل های پیش بینی تقاضای سفر:
الف- مدل تولید سفر(Trip Generation)
-ایجاد سفر(Trip Production)
-جذب سفر(Trip Attraction)
ب- مدل توزیع سفر(Trip Distribution)
ج- مدل تفکیک سفر(Trip Split)
د- مدل تخصیص سفر(Trip Assignment)
3- ارائه راهکارهای پیشنهادی و ارزیابی راه حل های مختلف
مطالعات مبدا- مقصد سفرها
مهمترین بخش مطالعات جامع برنامه ریزی حمل و نقل شهری
برآورد و تخمین خصوصیات سال طرح بر اساس سفرهای انجام شده در یک روز نمونه
نشان دهنده میزان تقاضای واقعی سفر در محدوده مورد مطالعه
ایجاد بانک اطلاعاتی در زمینه های:
– زمان و مکان آغاز و پایان سفرها
اهداف سفرها
مشخصات اقتصادی و اجتماعی مسافران
وسیله نقلیه مورد استفاده در هر سفر
نوع کاربری زمین
مبدا و مقصد سفر خانوارها
اطلاعات مربوط به سفرهای افراد غیر ساکن
اطلاعات مربوط به جابجایی کالا
آمارگیری شمارش حجم و سرنشین در خط برش
مطالعات مبدا- مقصد سفرها
روش های آمارگیری مبدا – مقصد
غیرمستقیم
مستقیم
مصاحبه حضوری
خودگردان
مصاحبه تلفنی
کارت پستی
روش های ترکیبی
مشاهده ای
پرسشنامه ای
روش آمارگیری بر اساس محل انجام آمارگیری
مصاحبه در طول سفر
مصاحبه در مقصد سفر
مصاحبه در مبدا سفر
مدل های برنامه ریزی حمل و نقل در شهرسازی
مدل های پیش بینی تقاضای سفر
تخصیص سفر
مدل های دسترسی
مدل دسترسی هنسن
شاخص فرصت دسترسی اشنایدر و سیمنز
تفکیک سفر
توزیع سفر
تولید سفر
مدل های خطی و غیرخطی
مدل رگرسیون چندگانه
مدل رگرسیون نمایی
مدل عامل رشد
مدل طبقه بندی عرضی
مدل های ضریب رشد:
مدل رشد یکنواخت
مدل ضریب رشد متوسط
مدل ضریب رشد فرنس
مدل ضریب رشد دترویت
مدل ضریب رشد فراتر
مدل جاذبه یا مدل ثقلی:
مدل جاذبه تک قیدی
مدل جاذبه دو قیدی
مدل های انتخاب (مدل تابع مطلوبیت):
مدل لوجیت
مدل لوجیت چندگانه
مدل های تفکیک سفر تبادلی:
مدل تبادلی تفکیک سفر
مدل تخمین و برآورد سریع سفرهای درون شهری
روش تخصیص همه یا هیچ
روش منحنی انحراف
روش تخصیص با محدودیت ظرفیتی
روشهای احتمالی محض
مدل TRC
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
به طور کلی سفرهای روزانه در مناطق شهری به دو گروه تقسیم می شوند:
الف- سفرهایی که آغاز یا پایان آنها خانه است(سفرهای یک سر خانه)(Home Based Trips)
ب- سفرهایی که هیچ سر آنها خانه نیست(سفرهای هیچ سرخانه)(None-Home Based Trips)
طبقه بندی مدل های تولید سفر با توجه به منشاء شکل گیری سفر:
الف- مدل های ناهم فزون(Disaggregate): مدل هایی که سفرها را بر پایه خانوار تولید می کنند.
ب- مدل های هم فزون(aggregate): مدل هایی که سفرها را بر پایه ناحیه تولید می کنند.
نکته: بیشتر سفرهای ایجاد شده به سه نوع کاری، خرید و تفریحی تقسیم بندی می شوند.
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
سه متغیر مهم در تولید سفر(ایجاد سفر و جذب سفر):
1- فاصله منطقه مورد نظر از ناحیه تجاری و مرکز شهر
2- ویژگی های اقتصادی و اجتماعی خانوارهای ساکنان ناحیه
3- خصوصیات کاربری زمین
کاربری تولید کننده سفر: کاربری مسکونی
کاربری های جذب کننده سفر: کاربری های تجاری، اداری، آموزشی، انتظامی، تفریحی و درمانی
شاخص های مورد استفاده برای تشخیص مقدار انواع کاربری ها
کاربری مسکونی: شاخص جمعیت ساکن در کاربری
کاربری تجاری و اداری: شاخص تعداد شاغلان در محل شغل، شاخص سطح زیربنای تجاری و اداری
کاربری تفریحی: شاخص سطح فضای سبز در نواحی ترافیکی
کاربری انتظامی: شاخص سطح کاربری انتظامی
کاربری درمانی: تعداد تخت های بیمارستان
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مدل های خطی تولید سفر:
مدل کلی تولید سفر:
𝑻 𝒊𝒋 = ∝ 𝟎 + ∝ 𝟏 𝒁 𝟏𝒋 + ∝ 𝟐 𝒁 𝟐𝒋 + . . . + ∝ 𝒏 𝒁 𝒏𝒋
𝑇 𝑖𝑗
تعداد سفرهای تولید شده توسط خانوار j ام و در یک بازه زمانی مشخص برای سفر از نوعi (کاری، غیرکاری و . . .)
𝑍
متغیر nام برای خانوار jام که بر اساس عواملی نظیر سطح درآمد خانوار و تعداد خودرو به ازای هر خانوار مشخص می شود.
∝
ضریب ثابت رگرسون که با توجه به اطلاعات سفر برای هر منطقه به طور مجزا به دست می آید.
T=𝟎+𝟎.𝟎𝟕 𝒁 𝟏 +𝟎.𝟎𝟎𝟓 𝒁 𝟐 +𝟎.𝟗𝟓 𝒁 𝟑 −𝟎.𝟎𝟎𝟑𝟒 𝒁 𝟒
T : تعداد کل سفر تولید شده به ازای هر خانوار طی مدت زمان 24 ساعت
𝑍 1 : جمعیت خانوار
𝑍 2 : درآمد کل خانوار
𝑍 3 : تعداد مالکیت خودرو
𝑍 4 : تراکم واحد مسکونی در هر هکتار
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله1- مطلوب است محاسبه تعداد سفرهای تولید شده با قصد خرید در یک خانواده چهار نفری با درآمد 30 میلیون تومان. تعداد شاغلان در منطقه مفروض حدودا 1000 نفر است و مدل رگرسون تولید سفر در این منطقه به شکل زیر است:
T=𝟎.𝟏𝟓+𝟎.𝟏 𝒁 𝟏 +𝟎.𝟎𝟏 𝒁 𝟐 −𝟎.𝟏𝟒𝟓 𝒁 𝟑
T : تعداد کل سفر تولید شده به ازای هر خانوار طی مدت زمان 24 ساعت
𝑍 1 : جمعیت خانوار
𝑍 2 : درآمد سالیانه خانوار بر حسب میلیون تومان
𝑍 3 : تعداد افراد شاغل بر حسب 100 نفر
حل- با جای گذاری داده های مذکور میزان سفر تولید شده برابر است با:
T=𝟎.𝟏𝟓+𝟎.𝟏×𝟒+𝟎.𝟎𝟏×𝟑𝟎−𝟎.𝟏𝟒𝟓×𝟏𝟎=𝟐.𝟑 سفر
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله2- مطلوب است محاسبه تعداد سفرهای تولید شده برای یک منطقه که دارای 100 خانوار است. میزان مالکیت خودرو و جمعیت خانوار در جدول زیر طبقه بندی شده است.
T=𝟒×𝟏.𝟎𝟒+𝟐𝟑×𝟏.𝟖𝟓+𝟐×𝟐.𝟏𝟓+ . . .+𝟒 ×𝟔.𝟒=𝟑𝟒𝟎.𝟒𝟓 سفر
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله3- یک مدل ساده خطی برای تخمین میزان سفرهای تولید شده با هدف خرید و در زمان اوج تقاضا به شکل زیر مفروض است:
𝑻 𝒊 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝒁 𝟏 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝒁 𝟐 −𝟎.𝟏𝟓 𝒁 𝟑
𝑍 1 : متوسط جمعیت خانوار
𝑍 2 : درآمد متوسط سالیانه خانوار بر حسب میلیون تومان
𝑍 3 : تعداد افراد شاغل در منطقه مورد مطالعه بر حسب 100 نفر
یک خانواده 6 نفره در این منطقه سالیانه 50 میلیون تومان درآمد دارد. این خانواده در منطقه ای زندگی می کند که تعداد شاغلان آن 450 نفر است. سپس به محل دیگری جابجا می شود که جمعیت شاغلان در آن 150 نفر است. مطلوب است محاسبه تعداد سفرهای ایجاد شده با قصد خرید برای این خانوار قبل و بعد از جابجایی به محل جدید.
حل-
𝑻 𝟏 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟔 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟓𝟎 −𝟎.𝟏𝟓 𝟒.𝟓 =𝟎.𝟓𝟑𝟓
تعداد سفرها قبل از جابجایی
𝑻 𝟏 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟔 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟓𝟎 −𝟎.𝟏𝟓 𝟏.𝟓 =𝟎.𝟗𝟖𝟓
تعداد سفرها بعد از جابجایی
* بنابراین با کاهش تعداد افراد شاغل در منطقه، به میزان 0/45 به تعداد سفرهای روزانه برای خرید به این خانواده تحمیل می شود
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله4- یک مدل تولید سفرهای تفریحی به فرم زیر مفروض است:
T=𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝒁 𝟏 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝒁 𝟐 +𝟎.𝟏𝟔 𝒁 𝟑
𝑍 1 : جمعیت خانوار
𝑍 2 : درآمد سالیانه خانوار بر حسب میلیون تومان
𝑍 3 : تعداد افراد غیرشاغل(بیکار) به ازای هر خانواده
اگر خانواده مورد نظر در مساله 3 فقط دارای یک نفر شاغل از 6 نفر خانواده باشد، چه تعداد سفر با قصد تفریح انجام خواهد گرفت؟
حل-
𝑻=𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝟔 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝟓𝟎 +𝟎.𝟏𝟔 𝟓 ≈𝟏.𝟑𝟗𝟖
* بنابراین هر چه افراد غیرشاغل در خانوار بیشتر باشند، تمایل بیشتری به گذران اوقات فراغت برای سفرهای تفریحی محتمل خواهد بود
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله5- یک منطقه شهری دارای 205 فرد شاغل و 700 خانوار است که به طور کلی به چهار دسته زیر بر اساس شاخص های جمعیتی، اقتصادی و . . . تقسیم بندی می شوند:
در این منطقه 100 خانوار با شرایط گروه 1، 200 خانوار با شرایط گروه 2، 350 خانوار با شرایط گروه 3 و 50 خانوار با شرایط گروه 4 وجود دارند. با فرض یکسان بودن الگوی سفر با مقاصد خرید، تفریحی و کاری برای ساکنان این منطقه، مطلوب است محاسبه تعداد سفر با قصد خرید و سفر با قصد تفریح ؟
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
حل مساله 5- ابتدا محاسبه تعداد سفر با قصد خرید(با توجه به مساله 3):
G1: 𝑻 𝟏 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟐 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟒𝟎 −𝟎.𝟏𝟓 𝟐.𝟎𝟓 =𝟎.𝟒𝟑𝟐𝟓
G1: 𝑻 𝟏 =𝟎.𝟒𝟑𝟐𝟓×𝟏𝟎𝟎=𝟒𝟑.𝟐𝟓 سفر
G2: 𝑻 𝟐 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟑 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟓𝟎 −𝟎.𝟏𝟓 𝟐.𝟎𝟓 =𝟎.𝟔𝟑𝟐𝟓
G2: 𝑻 𝟐 =𝟎.𝟔𝟑𝟐𝟓×𝟐𝟎𝟎=𝟏𝟐𝟔. 𝟓 سفر
G3: 𝑻 𝟑 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟑 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟓𝟓 −𝟎.𝟏𝟓 𝟐.𝟎𝟓 =𝟎.𝟔𝟖𝟕𝟓
G3: 𝑻 𝟑 =𝟎.𝟔𝟖𝟕𝟓×𝟑𝟓𝟎=𝟐𝟒𝟎.𝟔𝟐𝟓سفر
G4: 𝑻 𝟒 =𝟎.𝟏𝟐+𝟎.𝟎𝟗 𝟒 +𝟎.𝟎𝟏𝟏 𝟒𝟎 −𝟎.𝟏𝟓 𝟐.𝟎𝟓 =𝟎.𝟔𝟏𝟐𝟓
G4: 𝑻 𝟒 =𝟎.𝟔𝟏𝟐𝟓×𝟓𝟎=𝟑𝟎.𝟔𝟐𝟓سفر
𝑻 کل = 𝑻 𝟏 + 𝑻 𝟐 + 𝑻 𝟑 + 𝑻 𝟒 =𝟒𝟒𝟏 سفر با قصد خرید
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
حل مساله 5- حال محاسبه تعداد سفر با قصد تفریح(با توجه به مساله 4):
G1: 𝑻′ 𝟏 =𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝟐 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝟒𝟎 +𝟎.𝟏𝟔 𝟏 =𝟎.𝟓𝟗𝟔
G1: 𝑻′ 𝟏 =𝟎.𝟓𝟗𝟔×𝟏𝟎𝟎=𝟓𝟗.𝟔 سفر
G2: 𝑻′ 𝟐 =𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝟑 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝟓𝟎 +𝟎.𝟏𝟔 𝟐 =𝟎.𝟖𝟔𝟒
G2: 𝑻′ 𝟐 =𝟎.𝟖𝟔𝟒×𝟐𝟎𝟎=𝟏𝟕𝟐.𝟖 سفر
G3: 𝑻′ 𝟑 =𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝟑 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝟓𝟓 +𝟎.𝟏𝟔 𝟏 =𝟎.𝟕𝟒𝟗
G3: 𝑻′ 𝟑 =𝟎.𝟕𝟒𝟗×𝟑𝟓𝟎=𝟐𝟔𝟐.𝟏𝟓 سفر
G4: 𝑻′ 𝟒 =𝟎.𝟎𝟒+𝟎.𝟎𝟏𝟖 𝟒 +𝟎.𝟎𝟎𝟗 𝟒𝟎 +𝟎.𝟏𝟔 𝟑 =𝟎.𝟗𝟓𝟐
G4: 𝑻′ 𝟒 =𝟎.𝟗𝟓𝟐×𝟓𝟎=𝟒𝟕. 𝟔 سفر
𝑻′ کل = 𝑻′ 𝟏 + 𝑻′ 𝟐 + 𝑻′ 𝟑 + 𝑻′ 𝟒 =𝟓𝟒𝟐.𝟏𝟓 سفر با قصد تفریحی
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
حل مساله 5- با توجه به جدول مساله، تعداد سفر با قصدکار در این منطقه به ترتیب برابر است با:
سفر 𝑻" 𝟏 =𝟏𝟎𝟎 شاغل نفر 𝟏 دارای کدام هر𝟏گروه خانوار𝟏𝟎𝟎
سفر 𝑻" 𝟐 =𝟐𝟎𝟎 شاغل نفر 𝟏 دارای کدام هر𝟐گروه خانوار𝟐𝟎𝟎
سفر 𝑻" 𝟑 =𝟕𝟎𝟎 شاغل نفر 𝟐 دارای کدام هر𝟑گروه خانوار𝟑𝟓𝟎
سفر 𝑻" 𝟒 =𝟓𝟎 شاغل نفر 𝟏 دارای کدام هر𝟒گروه خانوار𝟓𝟎
𝑻" کل = 𝑻" 𝟏 + 𝑻" 𝟐 + 𝑻" 𝟑 + 𝑻" 𝟒 =𝟏𝟎𝟓𝟎 سفر کاری
* تعداد کل سفرهای تولید شده در این منطقه، 2033 سفر خواهد شد.
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مدل های غیرخطی تولید سفر
مدل رگرسیون نمایی:
P( 𝑻 𝒊 )= 𝒆 −𝝀 𝒊 × 𝝀 𝒊 𝑻 𝒊 𝑻 𝒋 !
𝑻 𝒊 = تعداد سفرهای تولید شده با اهداف مختلف که توسط خانواده i ام انجام می پذیرد.
P( 𝑻 𝒊 ) = احتمال این که خانواده i ام دقیقا به اندازه 𝑻 𝒊 سفر تولید کند.(به شرطی که 𝑻 𝒊 عدد صحیح مثبت باشد)
2.718 نپرین عدد= 𝒆
𝝀 𝒊 ضریب پواسن برای خانواده i ام، که برابر است با تعداد سفرهای مورد انتظار برای خاناده iام، طی مدت زمان مشخص.
پارامتر 𝜆 𝑖 از رابطه زیر به دست می آید:
𝝀 𝒊 = 𝑒 𝐵.𝑍 𝑖
B= بردار ضریب تخمینی
= 𝑍 𝑖 بردار ویژه خانوار i ام
* ضریب یک عدد اعشاری است، اما هنگامی که در معادله مدل رگرسیون نمایی بکار برده می شود، احتمال تولید سفر را به صورت عددی صحیح و غیراعشاری می دهد.
𝝀 𝒊
𝑻 𝒊
مدل های پیش بینی تقاضای سفر- مدل های تولید سفر
مساله 6- با توجه به مساله 3، یک مدل رگرسیون نمایی برای پیش بینی تعداد سفرهایی با قصد خرید بکار گرفته می شود:
معادله ضریب 𝐵.𝑍 𝑖 :
𝐵.𝑍 𝑖 =−0.35+0.03 𝑍 1 + 0.004 𝑍 2 − 0.1 𝑍 3
= اندازه خانوار
= درآمد سالیانه بر حسب میلیون تومان
= تعداد افراد شاغل در منطقه بر حسب 100نفر
در صورتی که تعداد افراد یک خانوار 6 نفره، درآمد سالیانه 50000000تومان و تعداد شاغل در منطقه 150 نفر باشد، مطلوب است محاسبه تعداد سفرهای موردانتظار با هدف خرید و محاسبه این که این خانواده هیچ سفری با قصد خرید انجام ندهند.
حل- ابتدا محاسبه تعداد سفرهای مورد انتظار با قصد خرید:
𝜆 𝑖 = 𝑒 𝐵.𝑍 𝑖 = 𝑒 −0.35+0.03 (6) + 0.004 (50) − 0.1 (1.5) = 0.887
حال محاسبه احتمال این که دقیقا هیچ سفری با قصد خرید انجام نشود:
P( 𝑻 𝒊 )= 𝒆 −𝝀 𝒊 × 𝝀 𝒊 𝑻 𝒊 𝑻 𝒊 ! P(𝟎)= 𝒆 − 𝟎.𝟖𝟖𝟕 × 𝟎.𝟖𝟖𝟕 𝟎 𝟎! = 0.412
محاسبه احتمال این که 3 سفر با قصد خرید انجام شود:
P(𝟑)= 𝒆 − 𝟎.𝟖𝟖𝟕 × 𝟎.𝟖𝟖𝟕 𝟑 𝟑! = 0.282
𝑍 1
𝑍 2
𝑍 2