南非交通采用更具前瞻性的创新建模

CUBE填补了数据空白，采用创新的建模技术，提供集成的建模工具

需求

西开普省是南非最大的地区之一，位于该国西南部，其主要城市为开普敦。该省还包括其它 24个市区，容纳了三所主要大学，以及世界上最高产的葡萄酒生产地。西开普省约有600万人口，是该国最具多样性、经济实力最为雄厚且最为稳步发展的地区之一。

人们越来越关注开普敦与周围城镇之间的交通联系、当前基础设施适应经济增长的能力，以及充分处理货物运输的道路的经济必要性。考虑到这些因素，西开普省政府交通和公共工程部（DTPW）决定扩大其在基础设施管理和开发中的作用，并在交通规划中采用更具前瞻性和基于绩效的方法。

项目

DTPW需要全面的集成模型系统，用于估算个人出行、商品流通和土地利用开发。此类项目通常需要的许多数据（包括人口统计属性和对现有出行行为的描述）都不适用于该项目。因此，许多描述出行者行为和敏感性的参数是参照其他地区的参数，并进行相应调整以反映当地的情况。该过程的第一步是开发土地利用/交通模型，以便为省级规划者和决策者提供客观的信息，并以此为基础进行合理的基础设施决策。DTPW为该项目选择CUBE集成软件套件以及一份服务合同，该服务合同涵盖开发新的货运、土地利用和交通模型系统，培训DTPW员工以及通过与WCG和开普敦的三年开发合作来培养当地的专业技术人员。

方法

从“零”开始开发全新的土地利用和交通集成模型系统始终是一个挑战，因为此类模型需要大量有关土地利用、人口统计属性和现有出行行为等特定类型的数据，其中大部分在研究区域内不可用。

模型开发团队分析并合并了多个来源的数据，包括Esri SA、南非统计局（Stats SA）、2011年全国家庭出行调查（NHTS）以及其他一些当地调查和数据提供商。研究小组还利用在美国和欧洲进行的类似调查，开普敦市还为开发交通和土地利用模型提供了大量数据。

西开普省土地利用模型（WCLM）在模型系统中包含多个组成部分。在该省，对开普敦市区和市区以外地区的开发适用不同的规定。此外，还考虑了该地区被认为不在政府控制范围内的部分家庭和工作类型。其并不总是对正常的经济因素做出响应，因此需要对模型进行特殊处理。

对于交通模型，项目团队采用了新的流程来克服四阶段模型结构造成的问题，并采用了STM方法。由Bentley专家开创的STM方法已在美国多个城市成功实施，并且是新的“西开普省交通模型（WCTM）”所选择的方法。该方法解决了汇总误差和非基于家庭出行估算不准确导致的问题。与其他非集计方法相比，它的运行时间更短、效率更高。

STM具有两个主要组成部分：人口统计（家庭合成）和出行行为（需求预测）。WCTM的开发始于创建完整的交通模型结构。

其中包括：

-新的交通分析小区（TAZ 或“区域”）系统；

-完整的分区社会经济数据；

-道路网；

-对各种公共交通（PT）系统组成部分的描述，特别是为全省提供了高水平运输服务的非正式小巴出租车系统进行了特别处理。

基于行人交通模型，西开普省可以利用模型基础设施进行货物运输和土地利用分析。

为什么选择CUBE？

整个模型系统是使用CUBE Cargo、CUBE Land和CUBE Voyager脚本部署的，不需要使用任何外部程序。根据CUBE的Application Manager用户界面设置WCLUTI模型，该界面提供了易于理解的流程图式界面以及特定的用户可编辑变量，以帮助定义方案。

除了行人交通模型之外，西开普省还能使用CUBE的互连产品套件利用相同的数据和基础设施来创建货运和土地开发模型。

WCLM利用了CUBE Land模块，该模块使用计量经济学的竞标地租系统来预测按分区和住宅类型划分的家庭集群位置选择，以及在同一分区系统中按地块大小或工作场所分配的公司/机构类型或就业规模。

西开普货运模型（WCFM），基于CUBE Cargo软件模块建立，使用了全国范围的所有类别的货物的生产和消费数据。

利益相关方和最终用户的好处

借助CUBE及其既定的STM流程，西开普省和训练有素的本地专家库对模型进行了完善，实现了以下成果：

-改进了道路和PT网络编码、速度估计和分配验证；

-可提供土地利用、货运和交通定量方案分析结果的集成解决方案；

-改进了摘要报告；

-预测年数据的开发；

-改进了对货物流动物流中心的识别和生产/消费估算；

-对DTPW和城市工作人员的持续培训。

此外，咨询团队正在通过确定模型的潜在用途（如长期规划、廊道研究、PT研究、分区/市政规划）并在WCG各机构之间传达这种分析的价值，帮助DTPW将模型系统集成到其新的基于性能的交通规划基础设施中。