Bài giảng Quy hoạch mạng lưới đường - Chu Công Minh (Phần 1)

Nội dung text: Bài giảng Quy hoạch mạng lưới đường - Chu Công Minh (Phần 1)

1. TR NG I H C BÁCH KHOA TP.H CHÍ MINH KHOA K THU T XÂY D NG B MÔN C U NG BÀI GI NG QUY HO CH M NG LI NG TS. CHU CÔNG MINH Tháng 3 n ăm 2008
2. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh MC L C MỤC L ỤC 1 CH ƯƠ NG 1 GI ỚI THI ỆU V Ề QUY HO ẠCH GIAO THÔNG ĐÔ TH Ị 3 1.1 Định ngh ĩa 3 1.2 Quy ho ạch giao thông đô th ị 3 1.3 Quy trình quy ho ạch giao thông 3 1.3.1 Xác l ập m ục tiêu (Formulation of goals and objectives): 4 1.3.2 Thu th ập s ố li ệu (Inventory): 4 1.3.3 Ph ươ ng pháp phân tích (Analytical methods) 5 1.3.4 Dự đoán (Forecasting) 5 1.3.5 Thi ết l ập ph ươ ng án (Formulating of alternative plans) 5 1.3.6 Đánh giá (Evaluation) 5 1.3.7 Th ực thi (Implementation) 5 1.4 Mô hình m ạng l ưới đường 5 1.4.1 Mô hình vòng xuyên tâm 6 1.4.2 Mô hình nan qu ạt 6 1.4.3 Mô hình ô bàn c ờ 7 1.4.4 Mô hình ô bàn c ờ chéo 8 1.4.5 Mô hình h ỗn h ợp 9 1.4.6 Mô hình t ự do 10 1.5 Lựa ch ọn mô hình m ạng l ưới đường 11 1.6 Các ch ỉ tiêu đánh giá m ạng l ưới đường đô th ị 12 1.6.1 Hệ số gãy khúc: 12 1.6.2 Mật độ lưới đường ch ớnh: 12 1.6.3 Mật độ di ện tích đường ( γ) 13 1.6.4 Mật độ di ện tích trên đầu ng ười dân 13 CH ƯƠ NG 2 CÁC MÔ HÌNH QUY HO ẠCH GIAO THÔNG 15 2.1 Mô hình tr ực ti ếp 15 2.2 Mô hình d ự báo nhu c ầu 4 b ước 16 CH ƯƠ NG 3 XÁC ĐỊNH NHU C ẦU V ẬN T ẢI (TRIP GENERATION) 0 3.1 Xác định s ố chuy ến phát sinh b ằng ph ươ ng pháp h ệ số tăng tr ưởng: 0 3.2 Ph ươ ng pháp phân lo ại t ươ ng ứng 1 3.3 Phân tích h ồi quy 3 3.3.1 Các dạng h ồi quy: 3 3.3.2 Mục tiêu c ủa phân tích h ồi quy 4 3.3.3 Bi ến s ố trong hàm h ồi quy 4 3.3.4 Đánh giá hàm h ồi quy 5 3.3.5 Áp d ụng hàm h ồi quy vào mô hình phân tích nhu c ầu phát sinh 8 CH ƯƠ NG 4 PHÂN B Ổ NHU C ẦU V ẬN T ẢI (TRIP DISTRIBUTION) 9 4.1 Các ph ươ ng pháp h ệ số tăng tr ưởng 9 4.1.1 Ph ươ ng pháp h ệ số đồng nh ất 9 4.2 Ph ươ ng pháp h ệ số tăng tr ưởng bình quân 10 4.2.1 Ph ươ ng pháp h ệ số tăng tr ưởng Detroit 10 4.3 Ph ươ ng pháp Frata 10 1
3. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh 4.4 Mô hình h ấp d ẫn 13 4.4.1 Mô hình h ấp d ẫn Drew 16 CH ƯƠ NG 5 PHÂN CHIA PH ƯƠ NG TI ỆN GIAO THÔNG (MODE CHOICE) 19 5.1 Mô hình phân tích t ươ ng quan h ồi quy 19 5.2 Mô hình xác su ất l ựa ch ọn ph ươ ng ti ện v ận t ải c ủa m ỗi cá nhân (Logit model) 22 5.2.1 Hàm tho ả dụng và b ất tho ả dụng 22 5.2.2 Mô hình logit đa nhõn t ố 23 5.2.3 Mô hình phân tích hành vi 24 CH ƯƠ NG 6 PHÂN CHIA L ƯU L ƯỢNG TRÊN TOÀN B Ộ MẠNG L ƯỚI 5 6.1 Ph ươ ng pháp ấn định l ưu l ượng cho tuy ến ng ắn nh ất 15 6.1.1 Thu ật toán tìm đường ng ắn nh ất 16 6.2 Ph ươ ng pháp phân chia theo t ỉ lệ 19 6.2.1 Ph ươ ng pháp đa nhân t ố áp d ụng ở California 19 6.3 Ph ươ ng pháp n ăng l ực gi ới h ạn 20 6.3.1 Mô hình s ử dụng b ởi c ục đường b ộ Mỹ 20 6.3.2 Ph ươ ng pháp Drew 21 6.4 Phân chia l ưu l ượng hành khách công c ộng 22 6.5 Tổng k ết 22 6.6 Hành vi giao thông c ủa cá nhân và gia đình 23 6.7 Xác định l ưu l ượng trên m ạng l ưới đối v ới v ận t ải hàng hoá 23 CH ƯƠ NG 7 QUY HO ẠCH GIAO THÔNG CÔNG C ỘNG 25 7.1 Mô hình chi phí 25 7.1.1 Mô hình chi phí xe buýt: 25 7.1.2 Cách th ức ti ến hành 26 7.2 Thi ết k ế và v ận hành h ệ th ống giao thông công c ộng: 30 7.3 Năng l ực v ận chuy ển đường s ắt 32 7.4 Thi ết k ế vận hành 33 7.5 Thi ết k ế vận hành xe buýt : 36 7.6 Kh ả năng thông hành c ủa giao thông công c ộng 38 7.7 Kế ho ạch tuy ến đường 39 7.8 Kho ảng cách giãn xe 40 7.9 Xây d ựng th ời gian bi ểu 42 2
4. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh CH Ơ NG 1 GI I THI U V QUY HO CH GIAO THÔNG Ô TH 1.1 nh ngh a - Quy ho ạch là quá trình h ướng đến t ươ ng lai, chu ẩn b ị cho t ươ ng lai. - Quy ho ạch giao thông là m ột quá trình chu ẩn b ị nh ững ti ện ích và d ịch v ụ cho t ất c ả nh ững ph ươ ng ti ện cho nhu c ầu giao thông trong t ươ ng lai. - Tập trung vào các v ấn đề nh ư nhu c ầu giao thông trong t ươ ng lai; m ối quan hệ gi ữa nh ững h ệ th ống giao thông, các ti ện ích, vi ệc s ử dụng đất, các ho ạt động kinh t ế xã h ội; nh ững ảnh h ưởng đến kinh t ế, xã h ội, môi tr ường c ủa ph ươ ng án quy ho ạch đề ngh ị; nh ững yêu c ầu v ề tài chính, đồng thu ận c ủa các c ấp c ơ quan và ng ười dân đối v ới ph ươ ng án đề ngh ị, 1.2 Quy ho ch giao thông ô th - Mục đích: 1. Nh ằm đảm b ảo nhu c ầu đi l ại được nhanh chóng, ti ện l ợi và an toàn, t ừ đó: 2. Phân tích thi ếu h ụt c ủa các ti ện ích giao thông hi ện t ại; 3. Đánh giá yêu c ầu trong t ươ ng lai. - Ph ươ ng pháp ti ếp c ận chung: 1. Xác định nhu c ẩu giao thông: Quy ho ạch cho v ận chuy ển con ng ười và hàng hóa; 2. Xác định kh ả năng cung c ấp: V ị trí, công su ất (capacity) và các ti ện ích giao thông. - Ph ươ ng pháp ti ếp cận chi ti ết: 1. Trình bày các ph ươ ng pháp thu th ập thông tin; 2. Phát tri ển các mô hình giao thông, các ph ươ ng th ức giao thông trên c ơ s ở các thông tin thu th ập được. 1.3 Quy trình quy ho ch giao thông UTP = UT (nghiên c ứu) + UT (mô hình) UT (nghiên c ứu) : Tính toán t ại th ời điểm hi ện t ại (t = 0) UT (mô hình) : Tính toán t ại th ời điểm t ươ ng lai (t = T) Có r ất nhi ều ph ươ ng pháp để di ễn t ả quy trình quy ho ạch giao thông: Ví d ụ về một quy trình quy ho ạch giao thông đô th ị 3
5. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Xác l ập m ục tiêu Thu th ập số li ệu Ph ươ ng pháp phân tích Dự đoán Thi ết l ập ph ươ ng án Đánh giá Th ực thi Hình 1.1 Quy trình quy ho ch giao thông ô th 1.3.1 Xác l ập m ục tiêu (Formulation of goals and objectives): - Xác định m ục đích c ủa vi ệc làm quy ho ạch, các vi ệc c ần làm, th ời gian hoàn thành; - Xác định các v ấn đề (problems) và các ràng bu ộc (constrains); Ví d ụ: Mục đích chung (goal): C ải t ạo an toàn giao thông; Mục đích chi ti ết (objectives): - Gi ảm thi ểu tai n ạn giao thông; - Gi ảm ch ấn th ươ ng và t ử vong do tai n ạn giao thông; - Tăng c ường an toàn giao thông cho t ừng đối t ượng s ử dụng đường. 1.3.2 Thu th ập s ố li ệu (Inventory): - Thu th ập s ố li ệu (data collection); - Quan tr ắc (survey). Thu th ập s ố li ệu thích h ợp: Dân s ố: Thành ph ần và s ố lượng; Sử dụng đất: Qu ỹ đất dành cho giao thông v ận t ải, công nghi ệp, th ươ ng m ại, 4
6. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Kinh t ế - xã h ội: thu nh ập, l ực l ượng lao động, số lượng xe máy, ôtô đă ng ký (car ownership) Ki ểu đi l ại: Nh ư th ế nào, ở đâu, khi nào, Quan tr ắc tình hình hi ện t ại và cách ứng x ử của ng ười s ử dụng đường (driver behavior) Ki ểu đường: Đường cao t ốc, đường n ội b ộ, Quan tr ắc v ận t ốc; Điều tra tai n ạn; Quan tr ắc đỗ xe; Quan tr ắc h ệ th ống tín hi ệu đèn. 1.3.3 Ph ươ ng pháp phân tích (Analytical methods) - Phân tích s ố li ệu; - Phát tri ển mô hình phù h ợp hệ th ống giao thông hi ện t ại và t ươ ng lai. Sử dụng thông tin t ừ bước 2 để phát tri ển các mô hình; Sử dụng các mô hình để dự đoán nhu c ần giao thông trong t ươ ng lai. 1.3.4 Dự đoán (Forecasting) - Dự đoán tình hình t ươ ng lai; - Yêu c ầu: D ự đoán v ề dân s ố, các ho ạt động kinh t ế, xã h ội, Thông th ường,n ăm tính toán (target year) là 5 – 20 n ăm. 1.3.5 Thi ết l ập ph ươ ng án (Formulating of alternative plans) Nhi ều ph ươ ng án được đư a ra để so sánh, đánh giá trên c ơ s ở đó l ựa ch ọn m ột ph ươ ng án phù h ợp nh ất. 1.3.6 Đánh giá (Evaluation) - Trình bày các ph ươ ng án; - Đánh giá các ph ươ ng án: Kh ảo sát và th ử tất c ả các ph ươ ng án nh ẳn ch ọn ra ph ươ ng án t ốt nh ất th ỏa mãn m ục tiêu để ra nh ư tính kh ả thi v ề kỹ thu ật và kinh t ế, môi tr ường và xã h ội. 1.3.7 Th ực thi (Implementation) Dự trù kinh phí ho ạt động: Thi ết k ế chi ti ết; Đấu th ầu; Tài chính. 1.4 Mô hình m ng l i ng Sơ đồ hay mô hình m ạng l ưới đô th ị ph ụ thu ộc vào điều ki ện đị a hình, điều ki ện l ịch sử phát tri ển c ủa đô th ị. M ạng l ưới đường đô th ị th ường có các d ạng s ơ đồ sau: 5
7. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh vòng xuyên tâm, hình nan qu ạt, bàn c ờ, bàn c ờ chéo, h ỗn h ợp nhi ều d ạng và s ơ đồ tự do. 1.4.1 Mô hình vòng xuyên tâm Th ường th ấy ở các đô th ị c ổ châu Âu nh ư Moscow, Paris, Lyon, London Đặc điểm: các đường h ướng tâm n ối trung tâm v ới các khu ph ố xung quanh. Các đường vòng đai nói li ền v ới các khu v ực c ủa đô th ị v ới nhau và s ử d ụng cho v ận t ải quá c ảnh. u im: Liên h ệ gi ữa các khu ph ố v ới nhau và gi ữa các khu ph ố v ới trung tâm được thu ận ti ện và th ời gian chuy ến đi ng ắn Nh c im: Lu ồng giao thông vào trung tâm thành ph ố th ường t ập trung l ớn, gây khó kh ăn cho vi ệc t ổ ch ức giao thông, b ố trí các gara, n ơi đỗ xe Hình 1.2 Mng l i ng th ô London nh hình vòng tròn xuyên tâm 1.4.2 Mô hình nan qu ạt Th ường gặp t ại các đô th ị n ằm ven b ờ bi ển, ven sông, ven h ồ c im: Là m ột n ửa c ủa s ơ đồ vòng xuyên tâm, g ồm các đường h ướng tâm và các đường đai ( đường ngang) bao quanh khu trung tâm n ối liên các khu ph ố v ới nhau và v ới khu trung tâm. 6
8. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Mô hình m ạng l ưới đường ki ểu này co các ưu và nh ược điểm c ủa mô hình vòng xuyên tâm. Hình 1.3 M¹ng l−íi ®−êng ë thñ ®« Moscow nh− h×nh nan qu¹t 1.4.3 Mô hình ô bàn c ờ Th ường g ặp ở nhi ều đô th ị n ước M ỹ nh ư Chicago, Newyork, Rangun, thành ph ố H ồ Chí Minh c im: Các đường ph ố vuông góc v ới nhau chia các khu ph ố thành các hình ch ữ nh ật ho ặc hình vuông. u im: Đơ n gi ản, thu ận ti ện cho vi ệc quy ho ạch xây d ựng nhà c ửa, công trình và tổ ch ức giao thông, không gây c ăng th ẳng giao thông ở khu trung tâm Nh c im: Đường đi th ực t ế kéo dài nhi ều so v ới đường chim bay, t ăng 20-30% so v ới s ơ đồ vòng xuyên tâm đơ n điệu v ề m ạng l ưới. 7
9. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Hình 1.4 M¹ng l−íi ®−êng ë thµnh phè San Francisco nh− « bµn cê 1.4.4 Mô hình ô bàn c ờ chéo Tươ ng t ự nh ư mô hình ô bàn c ờ ng ười ta thêm các đường chéo h ướng vào khu trung tâm để gi ảm kho ảng cách đi l ại gi ữa các khu v ực v ới nhau và t ừ các khu v ực vào khu trung tâm. u im: Kh ắc ph ục được các nh ược điểm c ủa mô hình ô bàn c ờ Nh c im: Phân chia khu ph ố thành nhi ều ô tam giác gây khó kh ăn cho quy ho ạch xây d ựng nhà c ửa, xu ất hi ện các ngã sáu, b ảy, tám làm cho vi ệc t ổ ch ức giao thông ph ức t ạp h ơn. 8
10. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Hình 1.5 M¹ng l−íi ®−êng ë thµnh phè Chicago nh− « bµn cê « chÐo 1.4.5 Mô hình h ỗn hợp Đây là s ự k ết h ợp gi ữa mô hình vòng xuyên tâm và mô hình ô bàn c ờ. Mô hình này có m ạng l ưới đường ph ố thao d ạng ô bàn c ờ trong khu trung tâm và h ướng tam ra phía ngoài. u im: Gi ảm b ớt được l ượng giao thông l ớn t ập trung v ề m ột điểm, đồ ng th ời kho ảng cách đi các h ướng c ũng được rút ng ắn. Hình 1.6 M« h×nh hçn hîp 9
11. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Hình 1.7 M¹ng l−íi ®−êng ë ththññ ®« Berlin nh− « bµn cêcê,, vßng trßn xuyªn t©m hçn hîp 1.4.6 Mô hình t ự do Hướng c ủa các đường ph ố t ự do tu ỳ theo điều ki ện đị a hình, điều ki ện phân b ố khu dân c ư, khu công nghi ệp v ới m ục đích đả m b ảo đi l ại ti ện l ợi và giá thành h ạ. 10
12. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Hình 1.8 M ng l i ng th ô Bangkok 1.5 La ch n mô hình mng l i ng Bng 1.1 xu t m t s mô hình m ng l i ng ch y u trong t ng khu ch c n ng TT Khu ch ức n ăng Lo ại đường Dạng m ạng l ưới giao thông Ph ươ ng án 1 Ph ươ ng án 2 1 Khu trung tâm th ươ g Đường ph ố chính c ấp 1,2 Dạng h ướng tâm Dạng hướng mại CBD tâm có vành đai 2 Khu công nghi ệp nh ẹ, Đường ph ố chính c ấp 2, Dạng h ỗn h ợp Dạng nan qu ạt ti ểu công nghi ệp đường khu v ực 3 Khu dân c ư Đường ph ố chính c ấp 2, Dạng bàn c ờ Dạng h ỗn h ợp đường khu v ực, đường n ội b ộ 4 Khu công nghi ệp n ặng Đường khu v ực, đường n ội Dạng bàn c ờ Dạng h ỗn h ợp bộ 11
13. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh 5 Khu vui ch ơi gi ải trí Đường ph ố chính c ấp 2, Dạng t ự do Dạng h ỗn h ợp đường khu v ực, đường n ội b ộ 6 Khu v ực c ơ s ở h ạ t ầng Đường ph ố chính c ấp 2, Dạng bàn c ờ Dạng h ỗn h ợp xã h ội đường khu v ực, đường n ội b ộ 7 Khu nông nghi ệp Đường cao t ốc, đường khu Dạng bàn c ờ Dạng h ỗn h ợp vực, đường n ội b ộ 8 Khu ngo ại thành Đường cao t ốc, đường khu Dạng h ỗn h ợp Dạng t ự do vực, đường n ội b ộ Nguyên t ắc chung để ch ọn ph ươ ng án t ối ưu là c ăn c ứ vào điều ki ện c ụ th ể v ề đị a hình, v ề các yêu c ầu quy ho ạch chung s ự phân b ố các khu ch ức n ăng đô th ị (khu công nghi ệp, dân c ư, th ươ ng m ại ) để đưa ra các lu ận ch ứng v ề kinh t ế, k ỹ thu ật, ki ến trúc Tuy nhiên v ề tiêu chu ẩn giao thông có th ể đánh giá m ột cách t ươ ng đối thông qua các ch ỉ tiêu đánh giá nh ư sau. 1.6 Các ch tiêu ánh giá m ng l i ng ô th Cụ th ể s ử d ụng m ột s ố ch ỉ tiêu c ụ th ể sau để đánh giá. 1.6.1 Hệ s ố gãy khúc: Hệ s ố gãy được tính b ằng t ỷ số c ủa t ổng chi ều dài đường đi th ực t ế các điểm c ủa mạng l ưới đường ph ố chia cho t ổng kho ảng cách gi ữa chúng theo đường chim bay. Sơ đồ m ạng l ưới được xem là h ợp lý n ếu h ệ s ố gãy 1,25. C ần l ưu ý là ngay v ề m ặt giao thông v ận t ải mà xét thì ch ỉ tiêu h ệ s ố gãy ch ưa xét được các y ếu t ố v ề l ượng xe ch ạy theo các h ướng và địa hình do đó ch ỉ mang tính g ần đúng. 1.6.2 Mật độ l ưới đường chính: ∑l δ = (Km/km 2) ∑ F Với ∑l : T ổng chi ều dài đường chính; ∑ F: Di ện tích đô th ị. Khi m ật độ đường chính l ớn thì giao thông thu ận ti ện, nh ưng n ếu quá l ớn thì một mặt t ăng vốn đầ u t ư vào xây d ựng đường xá, m ặt khác số đường giao nhau t ăng lên làm ảnh h ưởng t ốc độ xe ch ạy và kh ả n ăng thông xe c ủa đường. Ng ược l ại, nếu m ật độ nh ỏ, xe c ộ ph ải đi l ại vòng vèo, m ất nhi ều th ời gian. Thông th ường, ng ười ta cho 12
14. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh rằng kho ảng cách h ợp lý gi ữa các tuy ến đường chính kho ảng 800m – 1000m. Khi đó, m ật độ đường chính 2 – 2.5 km/km 2. Khi ấn đị nh m ật độ đường chính, c ần chú ý: Khu vực trung tâm đô th ị, giao thông t ập trung, m ật độ đường chính có th ể l ớn h ơn so v ới khu v ực xung quanh và ngo ại ô. Đối v ới đô th ị nh ỏ và trung bình, m ật độ đường chính th ường nh ỏ h ơn so v ới đô th ị lớn. Bng 1.2 Mật độ đường chính theo quy mô đô th ị Quy mô dân s ố <50 100 250 500 1000 (ngìn ng ười) δ 1.5 1.6 – 1.7 2 – 2.5 2.8 – 3 3.2 – 3.5 Khi đường t ươ ng đối h ẹp, m ật độ đường chính nờn b ố trí cao h ơn so v ới n ơi đường cú chi ều r ộng t ươ ng đối l ớn, có n ăng l ực thông xe cao h ơn. 1.6.3 Mật độ di ện tích đường (γ) Mật độ di ện tích đường là t ỷ s ố c ủa t ổng di ện tích đấ t dành cho đường trên di ện tích dùng đất c ủa đô th ị. ∑(L× B) γ = (m 2/km 2) ho ặc (km 2/km 2) ∑ F Với L : Chi ều dài đường t ừng đoạn; B : Chi ều r ộng đường t ươ ng ứng; F : Di ện tích dùng đất c ủa đô th ị. Di ện tích dùng đất dành cho đường bao g ồm di ện tích dùng đất cho b ến xe, qu ảng tr ường, đường các lo ại. Ở Los Angeles γ = 50%, New York γ = 35%, Paris (khu trung tâm) γ = 24%, Tokyo (23 khu) γ = 13.5%, n ội thành Hà N ội γ = 8%. 1.6.4 Mật độ di ện tích trên đầu ng ười dân ∑ (L × B) γ λ = = (m 2/ng ười) n m Với L : Chi ều dài đường (m); B : Chi ều r ộng đường (m); n : S ố dân c ủa đô th ị; γ : M ật độ di ện tích đường (%); 13
15. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh m : M ật độ nhân kh ẩu (ng ười/m 2). Theo quy định c ủa Trung Qu ốc, λ= 6 – 10 m 2/ng ười dùng cho th ời gian tr ước m ắt (5 – 10 n ăm), λ= 11 – 14 m 2/ng ười dùng cho t ươ ng lai (15 – 20 n ăm). Ở Hà N ội, đường n ội thành ch ỉ đạ t λ= 3.38 m 2/ng ười. 14
16. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh CH Ơ NG 2 CÁC MÔ HÌNH QUY HO CH GIAO THÔNG Mục tiêu cu ối cùng c ủa mô hình giao thông là xác định l ưu l ượng giao thông trong i, j,k tươ ng lai: Vp,m,r (t) Từ điểm đi i (origin i) đến điểm đế n j bởi nhóm k cho m ục đích p dùng ph ươ ng ti ện m bằng đường r ở n ăm t. Có th ể được vi ết l ại nh ư sau: i, j,k i, j,k i, j,k Vp,m,r (t) = Dp,m,r (t) . S p,m,r (t) Với D là hàm nhu c ầu, S là hàm cung c ấp hay m ức độ ph ục v ụ (level of service) ứng v ới nhu c ầu cho tr ước: i, j,k i, j,k Dp,m,r (t) = S p,m,r (t) . A(t) A(t) là hàm ho ạt độ ng, bi ểu di ễn b ởi: A(t) = A p(t) .I i(t) .R r(t) .E e(t) .U n(t) Pp(t) hệ s ố v ề dân s ố; Ii(t) hệ s ố v ề công nghi ệp; Rr(t) hệ s ố v ề dân c ư; Ee(t) hệ s ố công vi ệc; Un(t) hệ s ố s ử d ụng đấ t. Hi ện t ại, có hai d ạng mô hình được s ử d ụng để xác đị nh l ưư l ượng giao thông: mô hình tr ực ti ếp và mô hình gián ti ếp. Ở d ạng th ứ nh ất, hàm nhu c ầu được d ự đoán b ằng 1 b ước duy nh ất. Ở d ạng th ứ hai, lưu l ượng xe trong t ươ ng lai được đánh giá theo nhi ều b ước liên ti ếp, n ổi ti ếng nh ất trong mô hình này là ph ươ ng pháp b ốn b ước (four-step model). 2.1 Mô hình tr c ti p Một lý thuy ết liên quan đến nhu c ầu đi l ại đề ngh ị r ằng ng ười đi đường l ựa ch ọn đi lại m ột cách đồ ng th ời ch ứ không theo m ột chu ỗi các b ước liên ti ếp, do đó mô hình dự báo ph ải xây d ựng d ựa trên lý thuy ết trên. Công th ức Quandt and Baumol xác định nhu c ầu đi l ại liên thành ph ố nh ư sau: a1 a2 a3 CIJK a4 a5 H IJK a6 DIJK a7 a8 QIJK = a0 (PI ) (PJ ) (CIJ * ) ( ) (H IJ *) ( ) ( ) (YIJ ) CIJ * H IJ * DIJ * 15
17. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Ở đây: QIJK : Lưu l ượng đi l ại gi ữa thành ph ố J và J theo ph ươ ng ti ện K PJ, P J : Dân s ố c ủa I và J CIJ* : Chi phí đi l ại t ối thi ểu gi ữa I và J CIJK : Chi phí đi l ại gi ữa I và J bằng ph ươ ng ti ện K HIJ : Th ời gian đi l ại t ối thi ểu gi ữa I và J HIJK : Th ời gian đi gi ữa I và J bằng ph ươ ng ti ện K DIJ* : Tần su ất kh ởi hành c ủa ph ươ ng ti ện được s ử d ụng nhi ều nh ất DIJK : Tần su ất kh ởi hành c ủa ph ươ ng ti ện K YIJ : T ỉ lệ thu nh ập trung bình gi ữa I và J a0 a 8 : Các tham s ố xác đị nh • Mô hình này, ph ươ ng trình nhu c ầu phát sinh đồ ng th ời c ũng là nhu c ầu phân bổ, s ử d ụng các bi ến s ố v ề đặ c điểm s ử d ụng đấ t (dân s ố), đặ c điểm kinh t ế xã h ội (thu nh ập), và đặc tính s ử d ụng các ph ươ ng ti ện vân t ải gi ữa các vùng (chi phí, th ời gian đi l ại, t ần su ất ph ục v ụ) để xác đị nh nhu c ầu theo t ừng ph ươ ng th ức v ận t ải gi ữa các vùng ( QIJK ). • Với các đô th ị l ớn, vi ệc xác đị nh và ứng d ụng mô hình 1 b ước là không kh ả thi. Mô hình 1 b ước v ới quá trình tính toán đơ n gi ản có th ể s ử d ụng ở nh ững khu v ực có s ố l ượng vùng ít và m ạng l ưới giao thông không quá ph ức t ạp, được s ử d ụng ph ổ bi ến để tính toán l ượng c ầu ph ản ứng nhanh. 2.2 Mô hình d báo nhu c u 4 b c Theo mô hình 4 b ước, các y ếu t ố c ơ b ản tác động đế n hành vi giao thông được li ệt nh ư sau: 1. Quy ết đị nh đi l ại v ới m ột m ục đích nh ất đị nh(nhu c ầu phát sinh) 2. Lựa ch ọn n ơi đến (phân b ổ nhu c ầu) 3. Lựa ch ọn ph ươ ng ti ện v ận t ải (l ựa ch ọn ph ươ ng ti ện) 4. Lựa ch ọn tuy ến ho ặc đường đi (xác đị nh m ạng l ưới) Hình 2.1 s ẽ minh ho ạ các b ước d ự báo nhu c ầu đi l ại. Trong mô hình này đầu ra c ủa một b ước là đầu vào của b ước ti ếp theo. Trong m ỗi b ước các bi ến độ c l ập và các bi ến ph ụ thu ộc s ẽ được s ử d ụng. 16
18. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Đặc điểm KTXH và s ử dụng đất Nhu c ần phát sinh Phân b ổ nhu c ầu Đặc điểm c ủa h ệ thông GTVT Ch ọn l ựa ph ươ ng ti ện Xác định m ạng l ưới Lợi ích tr ực ti ếp c ủa ng ười s ử dụng Hình 2.1 Quy trình d ự báo nhu c ầu v ận t ải 4 b ước Nhaän xeùt: • Nhieàu quan ñieåm choáng laïi quy trình döï baùo nhu caàu 4 böôùc truyeàn thoáng. Ngöôøi ta cho raèng chuùng khaù coàng keành, toán keùm vaø ñoøi hoûi moät khoái löôïng döõ lieäu lôùn; • ÔÛ nhöõng thôøi ñieåm nhaát ñònh, moâ hình naøy phuï thuoäc vaøo soá lieäu cuûa caùc phaàn khaùc, vaø keát quaû ñaït ñöôïc bôûi qui trình tính toaùn böôùc laëp chöù khoâng phaûi moät nghieäm toái öu tröïc tieáp; • Sai soá taïi moãi böôùc tính toaùn seõ aûnh höôûng ñeán caùc böôùc tieáp theo vì ñaàu ra cuûa moät böôùc seõ laø ñaàu vaøo cuûa moät böôùc keá noù; • Nhu caàu vaän taûi phaùt sinh laø khoâng phuï thuoäc vaøo ñaëc ñieåm cuûa cung vaän taûi vaø caùc tieán boä veà maët coâng ngheä vaän taûi ; • Maëc daàu coù caùc nhöôïc ñieåm nhö vaäy moâ hình döï baùo naøy vaãn ñöôïc söû duïng phoå bieán, lyù do cô baûn nhaát laø moâ hình naøy ñaõ qua nhieàu thöû nghieäm thaønh coâng vaø phöông phaùp xaùc ñònh ñöôïc xaây döïng raát hoaøn chænh. Quaù trình döï baùo 4 böôùc noùi chung ñöôïc söû duïng nhö moät phöông phaùp chuû yeáu cho ñeán ngaøy nay. 17
19. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Bieåu thöùc toaùn hoïc: Oi = x A(t) x DJ = ß x A(t) x Xaùc ñònh nhu caàu V(t) ij = δij Oi(t) D j(t) Phaân boå nhu caàu m m V(t) ij = φij V(t) ij Löïa choïn phöông thöùc mr mr m V(t) ij = φij V(t) ij Xaùc ñònh maïng löôùi 2.3 Sơ l c v d li u c n thi t xây d ng mô hình Thu th ập m ột s ố lượng l ớn d ữ li ệu là vi ệc r ất c ần thi ết nh ằm xây d ựng mô hình d ự báo nhu c ầu giao thông. D ữ li ệu s ử dụng cho mô hình được phân lo ại s ơ l ược bao gồm từ vi ệc định ngh ĩa vùng nghiên c ứu, xác định các thông tin chi ti ết v ề hệ th ống mạng l ưới đường, và được chia làm b ốn nhóm nh ư sau: • Vùng nghiên c ứu • Các ho ạt động đô th ị • Hệ th ống m ạng l ưới đường • Nhu c ầu đi l ại Từ nh ững ki ến th ức có được v ề 4 nhóm trên, các chuyên gia quy ho ạch giao thông sẽ xây d ựng m ột h ệ th ống d ữ li ệu c ần thi ết để ti ến hành quy trình d ự báo nhu c ầu giao thông. 2.3.1 Vùng nghiên c ứu: nh ngh a ranh gi i vùng nghiên c u: Tr ước khi ti ến hành quá trình dự báo nhu c ầu giao thông, ng ười làm công tác quy ho ạch ph ải n ắm rõ vùng nghiên c ứu là gì. Vùng nghiên c ứu có th ể bao g ồm c ả nh ững vùng đã, đang và ch ưa phát tri ển trong vòng 20, 30 n ăm t ới, ph ụ thu ộc vào m ục đích quy ho ạch. Ranh gi ới c ủa vùng nghiên c ứu được xác định thông qua m ục đính quy ho ạch, d ựa trên ranh gi ới t ự nhiên, m ức độ phát tri ển, điều ki ện chính tr ị, Phân chia vùng nghiên c u: Vùng nghiên c ứu được chia ra thành nhi ều vùng nh ỏ nh ằm h ỗ tr ợ nhà quy ho ạch n ối k ết thông tin v ề các ho ạt động, nhu c ầu v ận t ải, nhu c ầu s ử dụng đất trong vùng c ần nghiên c ứu. Trong quy ho ạch giao thông, các vùng nh ỏ này được g ọi đơ n gi ản là vùng (Zone). Không có quy định c ụ th ể về kích th ước c ủa m ỗi vùng, nó ph ụ thu ộc vào m ật độ dân s ố ho ặc điều ki ện phát tri ển t ự nhiên. Ở khu v ực trung tâm thành ph ố (CBD), các vùng có th ể có kích th ước r ất nh ỏ nh ư ch ỉ vài dãy nhà, nh ưng các vùng ở xa khu v ực trung tâm, kích th ước m ỗi vùng có th ể lên đến h ơn 20km 2. V ới vùng nghiên c ứu có s ố dân hang tri ệu ng ười, có th ể được chia ra chi ti ết đến 600 – 800 vùng. Mô hình HOUTRANS cho khu v ực phát tri ển vùng bao g ồm thành ph ố Hồ Chí Minh và m ột vài t ỉnh lân c ận có 270 vùng. Thông th ường, vi ệc phân chia các vùng d ựa trên vi ệc đồng nh ất v ề các ho ạt động xã 18
20. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh hội, ví d ụ nh ư vùng này là khu dân c ư, vùng kia la khu th ươ ng m ại, khu công nghi ệp, và ranh gi ới gi ữa các vùng th ường được d ựa trên ranh gi ới t ựu nhiên, đường xá, địa gi ới các qu ận, huy ện, ph ường, xã, Vùng Vùng nghiên c ứu Hình 2.2 Vùng và ranh gi ới vùng 19
21. Nhu c u v n t i Phân b nhu c u La ch n ph ơ ng ti n La ch n tuy n Chuy ến đi phát sinh Vùng Oi 1 47 2 66 3 110 V 1 2 3 O P/ti ện V m Tuy ến V xe máy Tổng 223 ij i 32 32 1 10 18 19 47 Xe máy 20 R1 5 Chuy ến đi thu hút 2 30 32 4 66 Xe con 15 R2 12 3 5 40 65 110 Xe buýt 5 R3 3 Vùng Dj 1 45 Dj 45 90 88 223 Tổng 40 Tổng 20 2 90 3 88 Tổng 223
22. CH Ơ NG 3 XÁC NH NHU C U V N T I (TRIP GENERATION) • Số các chuy ến đế n và đi c ủa m ỗi vùng liên quan đến đặ c điểm s ử d ụng đấ t và các đặc điểm kinh t ế xã h ội c ủa ng ười s ử d ụng giao thông c ũng nh ư các y ếu tố khác có liên quan đến giao thông v ận t ải. • Mô hình d ự báo xác đị nh t ổng nhu c ầu có đầ u vào là đặc điểm quy mô s ử dụng và đầu ra là s ố t ổng chuy ến đi phát sinh và h ấp d ẫn c ủa m ỗi vùng. • Kh ối l ượng hàng hoá c ần v ận chuy ện được xác đị nh ch ủ y ếu t ừ các d ự báo kh ả n ăng s ản xu ất và tiêu th ụ, nh ằm vào m ột s ố m ặt hàng chính. • Bi ểu di ễn v ề m ặt toán h ọc Oi = f(L i) Dj = f(L j) Với: Oi = Số l ượng chuy ến phát sinh trong vùng i; Dj = Số l ượng chuy ến đế n vùng i; Li, L j = Cường độ s ử d ụng đấ t trong vùng i và j. Phân lo ại Đánh giá ho ạt độ ng s ử d ụng đấ t Số l ượng chuy ến sử d ụng đấ t Sinh ho ạt Li, số ng ười s ống trong vùng Oi Li, s ố công nhân s ống trong vùng Oi Công nghi ệp Lj, s ố công vi ệc trong vùng Dj 2 Lj, di ện tích khu công nghi ệp (Km ) trong vùng Dj Kinh doanh Lj, s ố ch ỗ đậ u xe trong vùng Dj Lj, di ện tích kinh doanh trong vùng Dj Gi ải trí Lj, số l ượng phòng trong các khách s ạn Dj Lj, kh ả n ăng ch ứa (s ố ch ỗ) c ủa khu gi ải trí Dj Các ph ươ ng pháp được s ử d ụng: 1. H ệ s ố t ăng tr ưởng (Expansion Factor) 2. Ph ươ ng pháp phân lo ại t ươ ng ứng (cross-classification) 3. Phân tích h ồi quy (regression analysis) 3.1 Xác nh s chuy n phát sinh b ng ph ơng pháp h s tng tr ng: • Theo các nghiên c ứu tr ước đây, nh ư Detroit Metropolitan Area Traffic Study, sử d ụng h ệ s ố t ăng tr ưởng đơn gi ản để xác đị nh s ố l ượng chuy ến trong t ươ ng lai trong các vùng. • Ở d ạng đơn gi ản nh ất, s ử d ụng các d ữ li ệu l ấy t ừ kh ảo sát t ừ vi ệc s ử d ụng đấ t.
23. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Ví d 3.1: Dân s ố của thành ph ố Gi Gi n ăm 2007 là 1,000,000 dân và s ố lượng chuy ến phát sinh n ăm 2007 là 250,000 chuy ến. N ếu dân s ố năm c ần tính toán được d ự đoán là 1,250,000. D ự đoán số lượng chuy ến vào n ăm đó. Gi i: Hệ s ố t ăng tr ưởng = 1,250,000/1,000,000 = 1.25 Số l ượng chuy ến ở n ăm c ần tính toán: 1.25 × 250,000 = 312,500 chuy ến. Ví d 3.2: Thông tin ở bảng d ưới đây được thu th ập ở thành ph ố RCA n ăm 1995 và d ự đoán cho n ăm 2010. Năm Dân s ố Số l ượng công nhân Sở h ữu xe 1995 800,000 300,000 100,000 2010 900.000 320,000 120,000 Nếu s ố l ượng chuy ến/ngày n ăm 1995 là 125,000 chuy ến. D ự đoán s ố chuy ến n ăm 2010. Gi ả sử r ằng s ố chuy ến/ngày = f(dân s ố, s ố công nhân, s ử h ữu xe) Gi i: Hệ s ố t ăng tr ưởng: 900,000/800,000 ; 375,000/300,000 ; 120,000/100,000 = 1.125 ; 1.25 ; 1.2 Tổng h ợp : 1.125 × 1.25 × 1.2 = 1.69 Tổng s ố l ượng chuy ến n ăm 2010 là : 1.69 × 125,000 = 211,250 chuy ến 3.2 Ph ơ ng pháp phân lo i t ơ ng ng Ph ươ ng pháp này ở b ước đầ u tiên là xác định nhân t ố ảnh h ưởng (bi ến s ố) nào s ẽ được s ử d ụng để tính toán nhu c ầu. Các đặ c điểm kinh t ế xã h ội th ường được phân thành nh ư sau: • Số xe riêng: 0, 1, 2, 3+ • Quy mô h ộ gia đình: 2, 3, 4, 5, 6+ • Thu nh ập h ộ gia đình: 500,000 – 1,000,000; 1,000,000 – 2,000,000; Số li ệu điều tra th ực t ế v ề s ố chuy ến đi c ủa m ỗi h ộ gia đình và các thông tin c ần thi ết khác được thu th ập. Sau đó, ng ười ta phân lo ại t ừng nhân t ố ảnh h ưởng trên vào các m ức t ươ ng ứng. Hệ s ố đi l ại bình quân s ẽ được tính cho t ừng lo ại h ộ gia đình ứng v ới s ố xe s ở h ữu. Hệ s ố này được s ử d ụng để tính s ố chuy ến đi trong t ươ ng lai. 1
24. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Ví d 3.3: Số hộ gia đình, t ổng s ố chuy ến đi và m ức độ sở hữu xe được s ắp x ếp trong b ảng sau: Số xe riêng s ở h ữu Quy mô gia đình 0 1 2 Số h ộ Số chuy ến Số h ộ Số chuy ến Số h ộ Số chuy ến 1 925 1098 1872 4821 121 206 2 1471 2105 1934 6129 629 1501 3 1268 1850 3071 13989 4178 19782 4+ 745 1509 4181 18419 4967 25106 Dự báo s ố h ộ gia đình ở vùng A, phân lo ại theo quy mô gia đình và m ức độ s ở h ữu xe riêng theo b ảng sau: Số xe riêng s ở h ữu Quy mô gia đình 0 1 2+ 1 24 42 8 2 10 51 107 3 11 31 158 4 + 3 17 309 Tính s ố chuy ến đi phát sinh tù vùng này n ăm 2010. Gi i: Tr ước tiên, ta tính h ệ s ố đi l ại bình quân c ủa h ộ gia đình b ằng cách chia t ổng số chuy ến đi cho t ổng s ố gia đình Số xe riêng s ở h ữu Quy mô gia đình 0 1 2+ 1 1.19 2.57 1.70 2 1.43 3.16 2.17 3 1.45 4.55 4.74 4+ 2.02 4.40 5.05 Dự báo s ố chuy ến đi phát sinh t ừ vùng A trong t ươ ng lai nh ư sau: Số xe riêng s ở h ữu Quy mô gia đình Tổng c ộng 0 1 2+ 2
25. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh 1 29 108 14 151 2 14 161 232 407 3 16 141 749 906 4+ 6 75 1561 1642 Tổng c ộng 65 485 2556 3106 Chú ý: S ố chuy ến là nguyên nên ph ươ ng pháp này ch ấp nh ận làm tròn s ố. 3.3 Phân tích h i quy Phân tích h ồi quy là ph ươ ng pháp toán h ọc được l ập trình cho máy tính. R ất nhi ều ph ần m ềm th ống kê hi ện nay s ử d ụng ph ươ ng pháp này nh ư EXCEL, SPSS, Trong th ực t ế một hi ện t ượng này không ch ỉ liên quan đến m ột hi ện t ượng khác mà th ường nó liên quan đến r ất nhi ều hi ện t ượng. Nhu c ầu đi l ại c ủa ng ười dân c ũng vậy. Ta g ọi nhu c ầu đi l ại c ủa vùng nghiên c ứu là y và các y ếu t ố ảnh h ưởng đến nó là x 1, x 2 và s ử dụng k ỹ thu ật h ồi quy để xác định m ối quan h ệ gi ữa bi ến ph ụ thu ộc y và các bi ến độc l ập x. y = f(x 1, x 2, ) Mối quan h ệ h ồi quy có th ể là tuy ến tính, phi tuy ến v ới bi ến đơn ho ặc đa bi ến. 3.3.1 Các d ạng h ồi quy: Hàm h ồi quy tuy ến tính nhi ều bi ến s ố y = a + b 1x1 + b 2x2 + b 3x3 Hàm h ồi quy phi tuy ến y = e ax+b y = ax 2+b Hàm h ồi quy ch ặn 0 y = ax y = a 1x1 + a 2x2 + AÙp d ụng các hàm h ồi quy vào mô hình phân tích nhu c ầu phát sinh, các bi ến ph ụ thu ộc là Oi và bi ến độ c l ập là Ci, W i ho ặc X1, X 2 Oi = 12,5 + 2,105C i + 0,88W i ở đây Oi Số chuy ến đi phát xu ất t ừ vùng i Ci Số xe riêng s ở h ữu b ởi m ỗi h ộ gia đình trong vùng i 3
26. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh Wi Số ng ười đi làm trong vùng i Di = 218 + 17,24X 1 + 3,255X 2 Di Số chuy ến đi h ấp d ẫn đế n vùng j 2 X1 Di ện tích khu v ực th ươ ng m ại (1000m ) 2 X2 Di ện tích khu v ực d ịch v ụ và v ăn phòng (1000m ) 3.3.2 Mục tiêu c ủa phân tích h ồi quy Mục tiêu c ủa phân tích h ồi quy là tìm ra d ạng hàm bi ểu di ễn m ối quan h ệ gi ữa bi ến ph ụ thu ộc và các bi ến độ c l ập. Nếu bi ểu di ễn các (x 1,y 1) là các c ặp giá tr ị th ực (giá tr ị ng ẫu nhiên) c ủa các bi ến độ c lập và bi ến ph ụ thu ộc trên h ệ tr ục to ạ độ thì ta được t ập h ợp các điểm r ời r ạc nh ư hình 3.2. Phân tích h ồi quy cho phép xác đị nh d ạng hàm bi ểu di ễn các điểm r ời r ạc (x 1,y 1) này, nói m ột cách đơn gi ản phân tích h ồi quy cho phép xác đị nh m ột đường bi ểu di ễn càng nhi ều càng t ốt các điểm (x 1,y 1). Để th ực hi ện nguyên t ắc này, ng ười ta t ối thi ểu hoá t ổng bình ph ươ ng c ủa t ất c ả các sai s ố (ngh ĩa là t ổng kho ảng cách t ừ các m ẫu bi ến thiên đến đường h ồi quy ph ải là nh ỏ nh ất). 2 Min ∑ (yi − y) Ví d 3.4: Nếu hàm h ồi quy có d ạng y = a 0 - a1x1 - a2x2 thì m ục tiêu c ủa phân tích h ồi quy s ẽ là 2 min ∑ (yi − a0 − a1x1 − a2 x2 ) y + + + + + + + + + + + + + + x Hình 3.2. Quan h ệ gi ữa các bi ến độ c l ập và bi ến ph ụ thu ộc 3.3.3 Bi ến s ố trong hàm h ồi quy Vi ệc quy ết đị nh bi ến độ c l ập trong hàm h ồi quy tuy ến tính tuân theo nguyên t ắc sau: 4
27. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh 1. Bi ến độ c l ập ph ải có m ối liên h ệ v ới bi ến ph ụ thu ộc 2. Bi ến độ c l ập ph ải có m ối t ươ ng quan cao v ới bi ến ph ụ thu ộc 3. Các bi ến độ c l ập không được có m ối liên quan ảnh h ưởng l ẫn nhau, ngh ĩa là chúng ph ải t ươ ng đối độ c l ập. 4. Các bi ến độ c l ập ph ải có kh ả n ăng xác đị nh được. 3.3.4 Đánh giá hàm h ồi quy Sau khi s ử d ụng k ỹ thu ật h ồi quy xác đị nh được các tham s ố cho mô hình, ngh ĩa là ta tìm được m ối liên h ệ gi ữa các bi ến độ c l ập và bi ến ph ụ thu ộc chúng ta ph ải đánh giá xem m ối liên h ệ đó có ph ản ánh các tác độ ng qua l ại gi ữa các bi ến độ c l ập và bi ến ph ụ thu ộc hay không. Vi ệc đánh giá này được th ực hi ện qua vi ệc xem xét hai ch ỉ tiêu h ệ s ố xác đị nh và h ệ s ố t ươ ng quan. a. H ệ s ố xác đị nh: Hệ s ố xác đị nh R2 bi ểu di ễn m ức độ t ập trung c ủa các m ẫu r ời r ạc xung quanh hàm hồi quy. Nói cách khác m ột mô hình hàm h ồi quy càng t ốt khi càng có nhi ều m ẫu bi ến thiên được bi ểu di ễn b ởi ph ươ ng trình h ồi quy và h ệ s ố xác đị nh s ẽ đánh giá điều này. Nh ư v ậy h ệ s ố xác đị nh là luôn không âm. Độ l ớn c ủa h ệ s ố xác đị nh được tính theo công th ức sau: 2 [n(∑ xi yi )− (∑ xi )(∑ yi )] R2 = 2 2 2 2 []n()()∑ xi − ∑ xi []n()∑ yi − ()∑ yi ở đây: n Số m ẫu yi Bi ến ph ụ thu ộc th ứ i xi Bi ến độ c l ập thứ i Hệ s ố xác đị nh bi ến thiên trong kho ảng (0,1). H ệ s ố xác đị nh b ằng 0 khi không có mẫu bi ến thiên nào bi ểu di ễn b ằng đường h ồi quy (không tìm được đường l ối h ồi quy) và b ằng 1 khi t ất c ả các m ẫu bi ến thiên đều được bi ểu di ễn b ằng đường h ồi quy. Nh ư v ậy mô hình càng t ốt thì h ệ s ố xác đị nh càng g ần đế n 1. y + + + + + + + + + + + R2=0 x 5
28. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh y + + + + 2 R = 1 x Hình 3.3. H ệ s ố xác đị nh trong m ột s ố tr ường hợp đặ c bi ệt Chú ý: • R2 = 0,49 có ngh ĩa là 49% l ượng m ẫu c ủa bi ến ph ụ thu ộc là được bi ểu di ễn bởi đường h ồi quy; • Thông th ường h ệ s ố xác đị nh R 2 nằm trong kho ảng (0,30-0,70) thì mô hình được đánh giá là t ươ ng đối t ốt; • Khi R 2 0,70 v ới mô hình có s ố m ẫu l ớn (vài nghìn m ẫu quan sát) thì con s ố này c ần xem xét l ại. b. H ệ s ố t ươ ng quan Căn b ậc hai c ủa h ệ s ố xác đị nh được g ọi là h ệ s ố t ươ ng quan. H ệ s ố t ươ ng quan R bi ểu di ễn các các m ối t ươ ng quan gi ữa hai bi ến Hệ s ố t ươ ng quan bi ến thiên trong kho ảng (-1,1). Giá tr ị tuy ệt đố i c ủa h ệ s ố t ươ ng quan càng g ần đế n 1 thì mô hình càng được đánh giá là t ốt. H ệ s ố t ươ ng quan b ằng 1 cho th ấy kh ả n ăng phù h ợp tuy ệt đố i c ủa mô hình. N ếu h ệ s ố t ươ ng quan quá nh ỏ ta ph ải lo ại b ỏ bi ến đó ra kh ỏi mô hình vì khi đó m ối t ươ ng quan quá y ếu. Trong tr ường h ợp h ồi quy tuy ến tính, d ấu c ủa R bi ểu th ị độ d ốc c ủa đường h ồi quy. R≈+1 bi ểu th ị m ối t ươ ng quan d ươ ng cao. R≈-1 bi ểu th ị m ối t ươ ng quan âm cao. R≈- 0 cho th ấy r ằng không có m ối t ươ ng quan nào gi ữa x và y. y r >0 y r <0 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + x x 6
29. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh y r ≈≈≈ 0 + + + + + + + + x Hình 3.4. H ệ s ố t ươ ng quan trong m ột s ố tr ường h ợp đặ c bi ệt Độ l ớn và d ấu c ủa R được xác đị nh theo ph ươ ng trình sau: n(∑ xi yi )− (∑ xi )(∑ yi ) R = 2 2 2 2/1 {}[]n()∑ xi []n()()∑ yi − ∑ yi Chú ý: H ệ s ố t ươ ng quan c ủa hai mô hình là R 1 = -0,95 và R 2 = 0,39 thì h ệ s ố t ươ ng quan c ủa mô hình đầu tiên là t ốt h ơn mô hình th ứ hai. c. Ki ểm đị nh gi ả thuy ết th ống kê: Ki ểm đị nh các gi ả thuy ết th ống kê nh ằm xác đị nh m ối t ươ ng quan gi ữa c ặp bi ến độc l ập (y, x1), (y, x2), và ph ụ thu ộc d ựa trên m ột m ức độ tin c ậy cho tr ước. Gi ả sử ph ươ ng trình h ồi quy có d ạng nh ư sau: y = a 1x1 + a 2x2 + Ta đặt gi ả thuy ết th ống kê nh ư sau: N ếu gi ữa c ặp bi ến độ c l ập và ph ụ thu ộc, ví d ụ nh ư (y, x1), có m ối t ươ ng quan cao thì h ệ s ố c ủa nó s ẽ khác 0 (a 1≠0). Ta có hai gi ả thuy ết: H0: a1 = 0 H1: a1 ≠ 0 Gi ả thuy ết H0 cho r ằng a 1 = 0, ta s ẽ ki ểm tra ứng v ới m ột độ tin c ậy cho tr ước (t- test), gi ả thuy ết H0 là đúng. N ếu đúng thì a1 = 0, n ếu không ta ch ấp nh ận gi ả thuy ết H1 đúng, ngh ĩa là a 1 ≠ 0. Cách làm nh ư sau: Tính độ l ệch chu ẩn: Với n: Số m ẫu y: Bi ến ph ụ thu ộc; : Giá tr ị trung bình c ủa y được tính b ằng x i 7
30. Quy ho ch m ng l i ng TS. Chu Công Minh SE = sb1 = sqrt [ Σ(yi - ŷi)2 / (n - 2) ] / sqrt [ Σ(xi - x)2 ] 3.3.5 Áp d ụng hàm h ồi quy vào mô hình phân tích nhu c ầu phát sinh Bước 1: Xác định bi ến s ố và d ạng hàm h ồi quy Oi = f(x i) Di= f(x i) Hàm h ồi quy có th ể là tuy ến tính ho ặc phi tuy ến, trong khi bi ến s ố có th ể là bi ến đơ n hay đa bi ến. Vi ệc quy ết đị nh bi ến s ố và d ạng hàm h ồi quy ph ụ thu ộc vào m ục tiêu c ũng nh ư đặc điểm các nhân t ố ảnh h ưởng trong quá trình quy ho ạch. Bước 2: Thu th ập s ố li ệu cho mô hình h ồi quy v ừa xây d ựng nói trên, sau đó xác định tham s ố c ủa mô hình, ki ểm tra các h ệ s ố R và R2. Sau đó ch ọn t ập h ợp tham s ố phù h ợp. Bước 3: Dự báo nhu c ầu đi l ại phát sinh c ủa m ỗi vùng thông qua mô hình h ồi quy đã được xác đị nh. Chú ý: Nhu c ầu đi l ại l ấy làm dữ li ệu cho quá trình quy ho ạch không ph ải là nhu cầu trong m ột ngày mà là nhu c ầu đi l ại trong m ột th ời điểm nào đó, c ụ th ể là nhu cầu đi l ại gi ờ cao điểm, nh ư v ậy l ượng đi l ại l ớn nh ất trong dòng giao thông lúc này chính là nhu c ầu đi làm. 8