【文章內容簡介】 三、 ITLUP 模型 ITLUP( 一體化交通與土地利用軟件包 ) 是 Putman 提出的，它由非集計居住分配模型 (DRAM) 和就業(yè)分配模型 (EMPAL) 組成；這兩個模型都是 Lowry 模型的修正形式。 DRAM 采用小區(qū)吸引力和一個小區(qū)的工作人員到其他小區(qū)的就業(yè)崗位的可達性來評價各小區(qū)家庭分配的主要因素。 EMPAL 根據前一時間的就業(yè)和小區(qū)的吸引力來分配就業(yè)。例如，假定家庭選擇在對雇員最有吸引力的地點，而非過去的最吸引雇員的地點。就業(yè)崗位將在家庭最易接近的地點，而非過去的最易接近家庭的地點。 1. 非集計居住分配模型 (DRAM) 最初的 DRAM 與 EMPAL 模型已經經過了一些變化，主要是由于數據差異引起的。在目前的應用中，家庭被分配到小區(qū)的模型是： （ ） 式中 — 小區(qū) i 在時間 t 的家庭估計數； — 小區(qū) i 在時間 t 的吸引力測度； — 小區(qū) j 到 i 之間高峰期出行時間； — 小區(qū) j 到 i 之間非高峰期出行時間； — 全區(qū)域范圍內時間 t 時家庭與雇員之比值； 與— 經驗衍生參數。 小區(qū)本階段吸引力計算模型如下： 　　 　 　　　 　 　（ ） 式中， ：小區(qū) i 在時間 t 的總土地面積； ：小區(qū) i 在時間 t 中收入為 k 級的居民數量； θ 與 γ 1 …γ 4 ：經驗參數。家庭按年收入分 4 類，因此上述兩個公式共有 4 個版本；而這種一體化的模型中 DRAM 部分就有 28 個參數。 2. 就業(yè)分配模型 (EMPAL) EMPAL 方程中，將就業(yè)分配到小區(qū)的模型為： 　　 　 ?。? ） 式中 — 小區(qū) j 在時間 t 相關部分 ( 基本的，零售的與服務的 ) 的就業(yè)人口； — 小區(qū) i 在時間 t 的家庭數量； — 小區(qū) j 在時間 t1 的吸引力函數； — 全區(qū)域范圍內時間 t 的就業(yè)與時間 t1 的家庭的比率； — 全區(qū)域范圍內時間 t 的就業(yè)與時間 t1 的就業(yè)的比率； δ — 經驗參數。 小區(qū)上一階段吸引力計算模型為： （ ） 式中 L j — 小區(qū) j 的總圖例面積； δ 1 與 δ 2 — 經驗參數。 根據就業(yè)類型可定義 3 部分，因此，方程 4 與方程 5 有 3 個版本，而這種一體化的模型中 EMPAL 部分就有 15 個參數。 DRAM 模型參數用 1997 年美國德克薩斯州奧斯汀地區(qū)用家庭及就業(yè)數據標定過。當時，家庭根據收入估計被分為 4 類，即年收入 3 萬美元以下、 3 萬 ～ 萬、 萬 ～ 萬以及 萬以上者。 EMPAL 的參數用 1997 年的家庭數據及 2007 年的預測就業(yè)數據標定過。這些研究中隱含的假定是工作地點第一 ( 先于就業(yè)和家庭分配 ) 、家庭第二 ( 相對目前就業(yè)分配 ) 。就業(yè)分為 3 類：基本就業(yè) (5200 個崗位 ) 、零售業(yè)就業(yè) (800 個就業(yè)崗位 ) 和服務業(yè)就業(yè) (3800 個就業(yè)崗位 ) 。 標準的 ITLUP 模型有幾個局限性：最重要的是它沒有考慮土地利用密度的約束。 ITLUP 模型將就業(yè)崗位分配到小區(qū)，即使它們沒有足夠的容納就業(yè)崗位和家庭的能力。目前對這一局限的處理是對小區(qū)的這些過量分配實行再分配，使其分到那些有容納能力的地區(qū)。在美國，每公頃居住土地的最大家庭容納能力一般在 25 戶左右，每公頃商用土地的最大崗位容納能力一般在 100 個位置左右。從 EMPAL 和 DRAM 得到的家庭與工作崗位分配結果首先用來滿足小區(qū)中的商業(yè)和居住面積，如果不夠，按比例再分配一些空余土地，如果一個小區(qū)不能容納更多的發(fā)展，則該小區(qū)就不再發(fā)展，將就業(yè)與家庭移到其他小區(qū)。 ITLUP 模型的第二個局限是 DRAM 與 EMPAL 模型只能順序使用，忽視了就業(yè)崗位與家庭之間作用的相互與同時性。此外， ITLUP 在分配就業(yè)崗位與家庭數時沒有考慮土地價格與貨物流，因此它也很難考慮規(guī)劃者、政策制訂者和公眾有興趣關心的一些重要關系及變量。不過，它的相對簡便特性使得可以對其中的不確定性進行比較透明的分析。相對而言， UrbanSim 就需要 1000 余個參數和上萬個輸入數據，這些要求只有很小的區(qū)域才能做到。 除上述模型之外，以勞瑞模型為基礎還擴展了其他幾種形式，由于篇幅所限，本書不做敘述。 四、最優(yōu)化模型 以上分別講述了活動分布和相互作用模型。這里介紹將兩者同時考慮、更加一般化的一體化優(yōu)化模型。該類模型中，最著名的是澳大利亞 Brotchie 和 Sharpe 于 1975 年開發(fā)的小區(qū)活動最優(yōu)配置手法TOPAZ(Technique for the Optimal Placement of Activities in Zone) 模型。TOPAZ 模型在劃分為 n 個小區(qū)的區(qū)域、以 m 種土地利用活動為對象，決定尋求區(qū)域整體的新開發(fā)費用和交通之和最小的活動分布 為目的，其目標函數由下式表示。 Z= 開發(fā)費用 + 交通費用 → min () 式中 — 在小區(qū) j 中開發(fā)的土地利用活動 k 的單位費用； — 在小區(qū) j 中開發(fā)的土地利用活動 k 的新開發(fā)量。 — 小區(qū) ij 之間的交通費用； — 小區(qū) ij 之間的日出行數。 為了在區(qū)域中獲得更加現實的出行分布，可以利用將在第六章中講述的單約束或雙約束重力模型計算出行分布量 。 表 中總結了交通與土地利用的一體化模型。表 部分交通與土地利用一體化模型 模型 參考文獻 應用案例城市 AMERSFOORT Floor and de Jong(1981) 荷蘭阿姆斯福特 。 英國利茲 CALUTAS Nakamura et al (1983) 日本東京、名古屋、岡山 CATLAS/NYSIM/METROSIM Anas (1983b), Anas amp。 Duann (1986) 美國芝加哥、紐約 DORTMUND Wegener (1982a,b。 1986, 1995a) 德國多特蒙德 KIM Kim (1989) 美國芝加哥 ITLUP Putman (1983, 1991) 美國舊金山、洛杉嘰、達拉斯、休斯敦、波特蘭等城市 LILT Mackett (1983, 1990a, 1991a,b) 英國利茲、德國多特蒙德、日本東京 MASTER Mackett (1990b, 1990c) 英國利茲 MEPLAN Echenique et al (1985) 西班牙畢爾巴鄂、巴西圣保羅 Hunt amp。 Simmonds (1993) 智利圣地亞哥，意大利那不勒斯 OSAKA Amano et al (1985) 日本大阪 POLIS Prastacos (1986a,b) 舊金山港灣區(qū) PSCOG Watterson (1993) 美國華盛頓 TRANSLOC Boyce amp。 Lundqvist (1987) 瑞典斯德哥爾摩 TOPAZ Brotchie et al (1980) 澳大利亞墨爾本、達爾文 Dickey and Leiner (1983) 美國維吉尼亞威廉王子 Sharpe (1978, 1980, 1982) 其他 HAMILTON Anderson , et al (1994) 加拿大漢密爾頓 TRANUS de la Barra (1989) 委內瑞拉加拉加斯 最后，通過本章的學習可知，其闡述的主要內容是城市交通與城市土地利用關系問題，這也是交通與土地利用問題中表現最為突出的關系。對于其他類型的交通與土地利用的關系問題，建議同時參考相關書籍，例如區(qū)位理論等。復習思考題1. 試敘述交通與土地利用研究的主要內容。 2. 試說明漢森模型及其特點。 3. 試說明勞瑞模型的研究背景及其模型的含義。 4. 與本書中介紹的其他模型相比，為什么說 TOPAZ 模型是一個一體化的優(yōu)化模型。 第四章 交通網絡布局規(guī)劃與設計 交通網絡的規(guī)劃與設計是交通規(guī)劃的基礎工作之一。本章首先講述交通規(guī)劃中交通小區(qū)的劃分，其次講述交通網絡布局，最后，講述交通網絡的數學建模知識與技術，包括交通網絡構成的基本要素、各種交通網絡的表現法以及公共交通方式相互換乘等復雜的交通網絡表現法，為后述各章的學習奠定基礎。此部分包含以下各節(jié)： 第一節(jié)　概述 第二節(jié)　交通小區(qū)劃分 第三節(jié)　交通網絡與線路布局規(guī)劃 第四節(jié)　交通網絡的數學建模 復習思考題 第一節(jié) 概述 網絡作為對運籌學理論及其應用問題中的數學建模非常重要的概念是極其有用的。例如，適合于對時刻表編制問題、最短路搜索問題和網絡流等問題的簡單明了地表現和高效地處理。交通規(guī)劃中交通需求預測的目的是預測各種交通設施的利用量、各區(qū)間和節(jié)點（樞紐）等的利用量。因為交通網絡作為交通需求預測的條件也用網絡表現，所以網絡的概念對解決交通需求預測問題也是極其重要的。 本章第二節(jié)講述交通需求預測作業(yè)中交通小區(qū)的劃分問題，包括劃分的必要性、劃分的原則等。第三節(jié)講述交通網絡與選線布局問題，包括網絡結構與城市結構、線路布局原則等。第四節(jié)講述交通網絡的數學建模知識與技術，包括交通網絡構成的基本要素、各種交通網絡的表現法以及公共交通方式相互換乘等復雜的交通網絡表現法等。 第二節(jié) 交通小區(qū)劃分在經典的交通需求預測過程中，為了調查統計、預測社會經濟指標、生成交通量和分布交通量等，需要按照一定的規(guī)則將對象區(qū)域劃分成適當數量的交通小區(qū)。通常，交通小區(qū) 分區(qū) (zoning) 遵照以下原則： 1. 現有統計數據采集的方便性 社會經濟指標一般是按照行政區(qū)域為單位統計、預測的。在我國，最高級行政區(qū)域劃分為省、直轄市、自治區(qū)和特別行政區(qū)，其次是地級市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、警察派出所、家屬委員會。交通小區(qū)劃分時，要充分利用這些行政區(qū)的劃分，以減少不必要的工作量，提高預測的精確度。 2. 均勻性和由中心向外逐漸增大 對于對象區(qū)域內部的交通小區(qū)，一般應該在面積、人口和發(fā)生與吸引交通量等方面，保持適當的均勻性；對于對象區(qū)域外部的交通小區(qū)，因為要求精度的變低，應該隨著距對象區(qū)域距離的變遠，逐漸增大交通小區(qū)的規(guī)模，以減少不必要的工作量。 3. 充分利用自然障礙物 盡量利用對象區(qū)域內部的山川等自然障礙物作為小區(qū)邊界線，河流上的橋梁便于作為交通調查核實線使用。一般情況下，山川等自然障礙物被作為行政區(qū)劃分界線使用著，因此這第 1 條并不矛盾。 4. 包含高速公路匝道、車站、樞紐 對于含有高速公路和軌道交通等的對象區(qū)域，高速公路匝道、車站和樞紐應該完全包含于交通小區(qū)內部，以利于對利用這些交通設施的流動進一步分析（空間影響區(qū)域分布等），避免匝道被交通小區(qū)一分為二的分法。 5. 考慮土地利用 交通小區(qū)的劃分應避免將同一用途的用地分在不同的交通小區(qū)，這樣有利于土地利用中指標的統計處理。 圖 為交通小區(qū)劃分的示例。圖中數字為交通小區(qū)號碼。圖 為各交通小區(qū)對應的土地利用?？芍纠慕煌ㄐ^(qū)劃分遵循了上述原則。 圖 交通小區(qū)劃分示例 圖 交通小區(qū)劃分與土地利用 日本對交通小區(qū)的劃分進行了規(guī)定，分為 A 、 B 、 C 和小 C 三個等級。 A 為都道府縣級（相當于我國的省、直轄市、自治區(qū)和特別行政區(qū)）； B 為市町村級（相當于我國的地、市）； C 為區(qū)級（當于我國的市內區(qū)）；小 C 為 C 級的細分，即把行政區(qū)再劃分為幾個小區(qū)，并僅適用于大城市以上的市區(qū)。交通調查數據、社會經濟指標值等均