BÁO CÁO CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO NHU CẦU ĐI LẠI QUAN TRỌNG NHẤT

1







CÁC PHƯƠNG PHÁP
DỰ BÁO NHU CẦU ĐI LẠI QUAN
TRỌNG NHẤT

2

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Quy hoạch giao thông là sử dụng có hiệu quả mạng lưới giao thông và hạ tầng
đất đai sẵn có, xây dựng phát triển hệ thống giao thông vận tải mới, để đạt được
những mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội của khu vực và của quốc gia. Nó tạo nên
hệ thống giao thông có chất lượng phục vụ cao với một chi phí hợp lý nhất và giảm
thiểu tác động môi trường.
Nếu quy hoạch giao thông thất bại sẽ dẫn đến ách tắc giao thông, đi lại mất an
toàn giao thông, và sử dụng đất bất hợp lý, phản diện tác động môi trường và lãng
phí tiền bạc và tài nguyên.
Trong một quy trình quy hoạch giao thông thì một khâu quan trọng nhất đó là
phân tích dự báo nhu cầu đi lại, nó sử dụng dữ liệu thu thập được về giao thông
hiện tại, để dự báo nhu cầu đi lại và nhu cầu sử dụng hệ thống giao thông vận tải
(hệ thống đường bộ, đường sắt, phương tiện GT cá nhân, phương tiện GTCC…)
trong tương lai như thế nào?

II. PHÂN TÍCH

1.Tổng quan về giao thông công cộng
1.1. Khái niệm
Vận tải hành khách công cộng gọi tắt là giao thông công cộng GTCC = Mạng lưới
giao thông + phương tiện chở khách. GTCC là hệ thống giao thông trong đó người
tham gia giao thông không sử dụng các phương tiện thuộc sở hữu cá nhân.


1.2. Một số loại hình giao thông công cộng hiện nay trên thế giới
- Xe buýt là phương tiện vận tải đơn giản, cơ động, thay đổi tuyến dễ dàng, chi phí
ban đầu ít, có thể tổ chức vận tải với tốc độ cao.
- Xe điện bánh hơi là loại phương tiện chở khách công cộng sử dụng nguồn năng
lượng điện và chạy bằng hơi.
- Tàu điện là phương tiện sử dụng nguồn năng lượng điện và chạy bằng ray.
- Tàu điện ngầm là phương tiện được vận hành trên đường ray và có phần lớn
chiều dài tuyến đi ngầm dưới đất.

3


Đối với các đô thị đang phát triển lựa chọn loại hình GTCC bằng xe buýt phải
được xem là lựa chọn hàng đầu để giải quyết vấn đề giao thông trước mắt và lâu
dài của đô thị. Trong tương lai gần việc phát triển hệ thống GTCC hiện đại (metro,
xe điện bánh sắt…) phải được xem là con đường duy nhất đảm bảo phát triển của
giao thông đô thị.

2. Phương pháp dự báo nhu cầu đi lại và xây dựng mạng lưới tuyến GTCC
2.1.1. Quá trình dự báo nhu cầu đi lại
Định nghĩa:
Dự báo dòng hành khách là sự đánh giá có tính chất xác suất các chỉ số của
dòng hành khách (lưu lượng, mật độ, phân bố…) với độ tin cậy cho phép.
Phân tích, dự báo nhu cầu đi lại được sử dụng để phát triển thông tin trợ giúp
việc ra quyết định để phát triển và quản lý hệ thống giao thông, đặc biệt là giao
thông đô thị.

4



5

Các thông số kỹ thuật phục vụ tuyến GTCC bằng xe buýt. - Số lượng xe phục vụ
mỗi tuyến (N) - Thời gian giãn cách trung bình giữa các chuyến xe (Δt0) - Thời gian
điều chỉnh tần suất xe chạy vào giờ cao điểm (t) - Thời gian xe dừng xe tại các
điểm đón, trả khách (tđ)
- Khoảng cách bình quân thích hợp giữa các điểm đón, trả khách (d)


2.2.3. Ứng dụng quy hoạch mạng lưới tuyến GTCC bằng xe buýt ở đô thị Đà Nẵng
- Phân chia TP. Đà Nẵng thành các vùng hấp dẫn (39 vùng) và các tuyến đường
trong mạng lưới thành các đoạn giao tuyến (66 đoạn), tiến hành dự báo nhu cầu đi
lại và quy hoạch mạng lưới GTCC. - Điểm ghi chú trong công tác quy hoạch: Hạn
chế tuyến xe buýt qua cầu Sông Hàn do bề rộng phần xe chạy bé (b=7,5m), xe buýt
không được đi qua cầu Thuận Phước - Kết quả tính toán: Đề xuất mạng lưới tuyến
xe buýt bao gồm 7 tuyến.
6

3- Phương pháp dự báo dựa vào lập mô hình
7

Quy trình này bao gồm bốn bước:
1. Phát sinh hành trình (Hành trình xuất phát ở đâu?)
2. Phân phối hành trình, (Hành trình đi đến đâu)
3. Phương thức phân chia (Loại mô hình nào được sử dụng, phương tiện giao
thông cá nhân hoặc phương tiện giao thông công cộng).
4. Ấn định mạng lưới (Tuyến đường nào được sử dụng với mỗi loại mô hình).

Quy trình bốn bước này sử dụng những mô hình toán học độc lập khác nhau
cho mỗi hợp phần của quy trình. Kết quả của bước này thường là dữ liệu đầu vào
để giải quyết các bước tiếp theo.
Sau đây trình bày từng bước cụ thể:
Bước 1. Phát sinh hành trình:
Mô hình phát sinh hành trình dự báo và xác định số lượng lượt đi lại xuất phát
trong vùng phân tích (mức độ tổng thể), lượt đi lại của hộ gia đình (mức độ cá thể)
hoặc những nhóm tương đương.
8


Sự phát sinh hành trình của mỗi vùng được tính toán như là một hàm số về

kinh tế - xã hội, địa điểm, và đặc điểm sử dụng đất trong mỗi vùng.
Hai phương pháp truyền thống là phân tích phân loại chéo và phân tích hồi
quy.
- Phương pháp phân tích phân loại chéo: là một kỹ thuật thông dụng để tìm
hiểu mối quan hệ giữa các biến số được sử dụng trong việc xác số hành trình phát
sinh của hộ gia đình.
Phương pháp này dựa vào một hoặc nhiều thuộc tính xác định được trong cơ sở
dữ liệu khảo sát số hành trình phát sinh và phân chia thành những nhóm có đặc
trưng giống nhau, ví dụ số thành viên trong gia đình, số lượng phương tiện sở hữu,
thu nhập. Mỗi một loại cấu thành một nhóm mà tỷ lệ phát sinh hành trình có thể
xác định được hoặc dự báo được bằng phương pháp thống kê.
Ví dụ: số lượt đi lại phát sinh từ một vùng nghiên cứu điều tra được như sau:
9


Tính số hành trình phát sinh ra trong một khu vực nằm trong vùng nghiên cứu có
số hộ gia đình (theo số lượng phương tiện sử hữu và số thành viên) như sau:

10

- Phương pháp phân tích hồi quy:
Phân tích hồi qui là phương pháp thống kê mà giá trị trung bình của một hay
nhiều biến ngẫu nhiên là được dự đoán dựa vào điều kiện của các biến ngẫu nhiên
(đã tính toán) khác. Cụ thể, có hồi qui tuyến tình, hồi qui logic, hồi qui Poisson và
học có giám sát. Phân tích hồi qui không chỉ là trùng khớp đường cong (lựa chọn
một đường cong mà vừa khớp nhất với một tập điểm dữ liệu); nó còn phải trùng
khớp với một mô hình với các thành phần ngẫu nhiên và xác định. Thành phần xác
định được gọi là bộ dự đoán và thành phần ngẫu nhiên được gọi là phần sai số.
Một hàm hồi quy tổng quát như sau:
Y

i
= a
i
+ β
1
X
1
+ β
2
X
2
+ … + β
n
X
n
+ ε
i
(1)
Trong đó:
- Y
i
= là số hành trình phát sinh ra trong vùng i.
- a
i
= số thực.
- β
1
…. β
n
: = hệ số hồi quy.

- X
1
…X
n
= biến số ngẫu nhiên (các biến số đại diện cho một yếu tố ảnh hưởng
đến số lượt đi lại ví dụ như dân số, hộ gia đình…
- ε
i
= hệ số hiệu chỉnh (số dư).
Các giá trị a
o
, β
1
, β
2
,… β
k
, ε
i
được xác định bằng phương pháp hồi quy
11

Ví dụ: về một bài toán hồi quy tuyến tính:
Một thành phố X có 10 khu vực như ở hình sau:


12


Như vậy ta có hàm số:

Y = 0.343X + 1545 (2)
Bước 2. Phân phối hành trình:
Sau khi dự báo được nhu cầu đi lại phát sinh ra trong vùng phân tích, mục tiêu tiếp
theo là phải xác định được những hành trình này đi đâu trong số các hành trình
xuất phát từ một điểm đi và đến nhiều điểm đến.
13


Có ba yếu ảnh hưởng tới sự phân chia này:
+ Số lượng hành trình phát sinh từ điểm xuất phát.
+ Sự hấp dẫn của vùng đến.
+ Trở kháng (Chi phí, thời gian đi lại).
Phương pháp thông dụng để xác định sự phân phối hành trình là dùng mô hình
phân phối hấp dẫn , phương pháp này xác định rõ số hành trình đi lại giữa điểm
xuất phát và điểm đến như là một hàm số về thuộc tính đi và đến, chi phí đi lại
giữa chúng:

Trong đó:
T
ij
= Hành trình từ vùng i đến vùng j.
P
i
= Tổng số hành trình phát sinh từ vùng i.
A
j
= Số hành trình hấp thu vào vùng j.
F
ij
= Hệ số trở kháng, thông thường là hàm số tỷ lệ nghịch với thời gian di

chuyển giữa i và j.
14

K
ij
= Hệ số hiệu chỉnh về mặt kinh tế xã hội cho những hành trình xuất phát từ i
và đến vùng j, thường lấy bằng 1.
Ta đã biết P
s
và A
s
được xác định được từ quá trình phát sinh hành trình, tổng hành
trình phát sinh ra phải bằng tổng hành trình hấp thu


Dùng công thức (3):
15

Và lập các giá trị A*F*K thành bảng



Trong đó:
- A
jk
= Nhân tố hấp thu hiệu chỉnh cho vùng hấp thu (cột) j lần thứ k.
- A
jk
= A
j

khi k=1
- C
jk
= Tổng giá trị hấp thu (cột) thực tế cho vùng j lần thứ k
- A
j
= tổng số hấp thu mong muốn thuộc vùng hấp thu (cột) j
- j = số thứ tự khu vực hấp thu
- n = số lượng khu vực
- k = số lần lặp
16




Bước 3. Phương thức phân chia:
Sau khi hoàn thành công tác phân phối hành trình, công việc tiếp theo là phải xác
định được phương thức đi lại bằng phương tiện nào sẽ được sử dụng. Giai đoạn
17

này dự báo có bao nhiêu người sử dụng phương tiện giao thông công cộng và bao
nhiêu người sử dụng phương tiện giao thông cá nhân. Phương pháp thông thường
nhất được sử dụng là mô hình Logic.

Kết quả của quá trình phân tích này phụ thuộc vào các đặc điểm của từng loại
hành trình từ điểm đi đến một điểm đến được ấn định, như là loại hành trình ( đi
mua sắm, đi làm, đi học…), địa điểm đi và địa điểm đến, thời gian đi lại, chi phí đi
lại, thời gian chờ đợi và chuyển đổi phương tiện, các nhân tố kinh tế xã hội và các
biến tố khác có liên quan đến mức độ hấp dẫn của các mô hình khác nhau
Công thức tổng quát là:

trong đó:
Pi: khả năng lựa chọn phương thức i
U
i
= Hàm tiện ích của phương thức i, hàm số có dạng U
i
= α + β
1
. X
1
+ β
2
. X
2
+… + β
n
. X
n

18

Với: X
1
, X
2
,…, X
n
, là các biến số thuộc tính tùy thuộc vào mô hình i (ví dụ như
thời gian đi lại, chi phí đi lại, thu nhập…)

α = Hằng số, β
1
, β
2
,…, β
n
là các hệ số đại diện cho các hợp phần mà nó kết hợp
trong Hàm tiện ích. Hằng số, hệ số này có thể được xác định bằng phương pháp
hồi quy.
Kết quả: Xác định được số lượng hành trình từ mỗi vùng đến vùng khác được
tổ chức bởi các mô hình giao thông khác nhau.
Ví dụ:
Hàm số U cho trước như sau:
U
K
= A
K
- 0.05 T
a
- 0.04T
w
- 0.02 T
r
- 0.01 C
T
a
= Thời gian lên xe
T
W
= Thời gian chờ đợi

T
r
= Thời gian hành trình
C = Chi phí đi lại
a. Sử dụng mô hình Logit để tính toán tỷ lệ sử dụng giữa hai loại phương tiện giao
thông cá nhân (A
K
= -0.005) và phương tiện giao thông công cộng (A
K
= -0.05).
Sử dụng dữ liệu dưới đây để phân tích:

19


Như vậy 62% người sẽ sử dụng phương tiện giao thông cá nhân và 38% sử
dụng phương tiện giao thông công cộng.

Bước 4. Ấn định tuyến đường:
Đây là giai đoạn cuối cùng sau khi xác định phương thức phân chia, mục đích là
phải xác định được tuyến đường nào (cho mỗi phương thức) được sử dụng cho
những hành trình từ điểm đi đến điểm đến.

Quá trình ấn định tuyến đường bao gồm sử dụng các phương pháp sau:
Phương pháp 1: Tất cả hoặc không có gì.
Hầu hết hành trình được chỉ định cho những tuyến tuyến đường ngắn nhất.
20


Phương pháp 2: (Phương pháp cân bằng), phương pháp này bao gồm các bước

sau:
1. Áp dụng một phương pháp 1 (tất cả hoặc không có gì).
2. Tính toán thời gian hành trình mới (liên quan đến lưu lượng và ách tắc giao
thông)
3. Tính toán lại hành trình ngắn nhất với sự tăng trưởng giao thông
4. Kiểm tra lại tất cả các tuyến xem có thời gian đi lại là tương đương hay
không, nếu không, lặp lại bước 1, ngược lại, kết thúc quá trình.

Kỹ thuật “tất cả hoặc không có gì” đơn giản giả thuyết rằng tất cả các phương
tiện từ một điểm đi đến một điểm đến sẽ chọn hành trình ngắn nhất (với thời gian
ngắn nhất). Ví dụ tất cả 200 xe đi từ điểm 1 đến 4 sẽ đi theo hành trình 1-5-4.
Bảng dưới đây thể hiện tất cả các tuyến đường được chọn giữa mỗi cặp điểm đi
và đến.
Từ đó tính ra hành trình ngắn nhất giữa hai cặp điểm tương đương.
21




22


III. KẾT LUẬN
Việc phân tích, dự báo nhu cầu đi lại có tầm quan trọng rất lớn đối với quy
hoạch giao thông. Nhờ kết quả của mô hình phân tích, dự báo nói trên mà các nhà
quản lý, chuyên gia đưa ra được các quyết định quy hoạch đúng đắn cho công tác
quy hoạch hệ thống giao thông vận tải.
Các mô hình phân tích, dự báo nhu cầu đi lại dễ dàng áp dụng công nghệ tự
động hóa trong phân tích. Các mô hình này được tích hợp trong một số phần mềm
phân tích giao thông cùng với công nghệ GIS. Một số phần mềm nổi tiếng trên thế

giới dùng để phân tích, dự báo nhu cầu đi lại như TransCAD, EMME/2, Cube…
Đặc biệt là phần mềm STRADA của Nhật Bản đã được cơ quan hợp tác Nhật Bản
(JICA) áp dụng trong một số dự án quy hoạch ở Việt Nam là một chương trình rất
mạnh, gồm 17 hợp phần, có thể giải bài toán với 50.000 tuyến đường, 40.000 điểm
nút, và 3.000 vùng.
Hiện nay ở Việt Nam đã bắt đầu áp dụng mô hình phân tích này trong một số
các dự án quy hoạch giao thông tổng thể của TPHCM, Hà Nội… nhưng các dự án
này đều do các tổ chức nước ngoài thực hiện. Trong nước chưa có nhiều nghiên
cứu phát triển các lý thuyết quy hoạch giao thông, các tư vấn trong nước chưa thể
đảm nhiệm được công việc nói trên bởi vì chưa có nhân lực và công cụ thực hiện
về lĩnh vực này.
Do vậy cần thiết phải nghiên cứu để xây dựng các mô hình dự báo thực sự phù
hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam. Đưa nhiều cán bộ đi nước ngoài học tập,
nghiên cứu và đầu tư xây dựng các phần mềm phân tích, dự báo nhu cầu đi lại là
một hướng đi phù hợp.


23