重力模型的改进运用

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1、5.2.2旅客0D流分布模型的选择5.2.2.1已有客流OD分布模型比较在交通规划中，计算客流OD分布的经典模型有卩U种基木形式：增长率法、重力模型、运输规划模型和介入机会模型。其中增长率法没冇考虑区域之间的交通阻抗，实际上区域之间的交通阻抗会随着交通设施改进或流量增加或需求的变化而不断变化，所以增长率法计算结果与实际相差较犬；运输规划模型主耍用于区域货流分布；介入机会模型曲于概率数据不易获得，很难用于解决实际问题，而且该模型本身也存在一些问题。相比之下重力模型较好，一是它加入了交通阻抗函数，二是它可灵活地加入各种影响因索变量，三是参数标定

2、较方便，四是该模型的建立冇理论依据。可见，无论是科学性还是实用性，重力模型都优于其它三个模型，因此重力模型在地面交通规划尤其是城市道路交通规划中得到广泛应用。在西方发达国家的航空旅客OD客分布领域也主耍是应用重力模型，所以本文选择重力模型研究我国国内航空旅客OD流分布特征。5.2.2.2传统重力模型的缺陷直接将地面交通规划中的传统重力模型应用于航空运输领域中还是有缺陷的，因此，木文对其进行修止。在交通规划中，标准重力模型形式为[94]（5.2）式（5.2）中伽为OD矩阵的节点7和节点丿之间的客流量（力人），k为规模常量，用和列分别为节点丄•

3、和节点丿的旅客生成量和吸引量（万人）（或者分别为节点7和节点丿的诸多社会经济指标，如人口、GDP和收入等等）,/（J..）为节点/和节点丿之间的交通阻抗函数，有多种形式，且以幕形式为主，即佩卜心,心•为一般以两地之间的距离、时间或费用（或广义费用）来表示。修正指数了是客流量随阻抗增加而衰减的弹性系数，0是修正指数。标准重力模型在航空运输领域中的应用缺陷表现为，①当弓和舛分别为机场节点7和机场节点丿的诸多社会经济指标，如人口、GDP和收入等指标时，其指标值采用的是机场所依托城市的指标值，而根据机场辐射域分析可知，许多机场的辐射域往往覆盖多个城

4、市，尤其是在都市圈。此时基于传统标准重力模型的航空旅客OD流预测值与实际值有较大差异，这是其缺陷之一；②当鬥和舛分别为机场节点了和机场节点丿的旅客牛成量和吸引量时，虽然隐含了机场辐射域内诸多城市社会经济指标的影响，比采用机场所依托城市的社会经济指标更好，但若仅以传统标准重力模型来估计航空旅客OD流仍有缺陷，因为该模型无法反映机场的性质、城市的职能、地面交通竞争和航线网络结构等非社会经济因素对航空旅客OD流的影响，预测精度不会高。为了更精确地研究我国航空旅客OD流分布特征，需耍对传统标准重力模型进行改进，为此本文引入虚拟变量，称之为含虚拟变量

5、的重力模型。该模型能同时反映社会经济因素和非社会经济因素对航空旅客OD流的影响，精度更高。另外，重力模型的参数标定过程意味着特定时期内的旅客OD流分布具有固有特征，把标定好的模型用于预测，实际上是假设这种特征在基年和预测年是不变的，研究表明对此是否定的」⑹，已有研究通过严格的数学推导证明，重力模型参数的时不变性假设是不合理的。尽管重力模型参数标定方法比较科学，但参数的恒定性是重力模型的主要缺陷。为此，针对参数值时变性问题，本文应用灰色GM(1,1)模型预测参数未來的变化，克服了重力模型的这一缺陷。5.2.3含虚拟变量的重力模型传统重力模型的

6、基本思想是：两个城市Z间的客流量与这两个城市的社会经济发展、运量规模和距离有关。这并没冇包括影响客流的全部因素，如资源特性、交通条件的变化、城市职能性质等因素。比如表5.5中的昆明-北京、成都-九寨沟航段旅客运输量多且增长幅度大，由于昆明、九寨沟丰富的旅游资源，导致外来旅客大量增加所至，而非当地社会经济发展所引发；又比如广州-厦门和青岛-大连的航段距离虽然都很短，前者因地而交通竞争，五年屮航空旅客运输量没冇增长，而后者由于隔海，没有地面交通的竞争，所以航空旅客运输量大幅增长。类似地，成都-九寨沟和南京-上海的航段距离几乎相同，但前者地而交通

7、不发达,航空旅客运输量迅速增长，后者则因高速公路和特快列车竞争而停航。因此对于这些情况需要在传统重力模型屮加入虚拟变量，才能得到较充分的反映。表5・5我国一些航段旅客运输竝航段距离/km各年份旅客运输量/万人航段名称五年增幅200020012002200320042005北京-上海11782662833022843874350.64广州-北京19671301401631522132440.88上海-深圳13431021361661792222381.33广州-海口5481141341231011191200.05广州-武汉873373939

8、3747490.32南京-武汉503101012899-0.10成都-九寨沟2400001687995.19*南京-上海273000000—昆明-北京22664465707911