travel mode choice modelling -...

28
Литвинов Александр Владимирович Заведующий научно-исследовательским сектором “Транспортное моделирование” ОАО “Научно-исследовательского института автомобильного транспорта” Конференция "Стандарты транспортного моделирования” Моделирование выбора способа передвижения Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 1 11.12.2019 Litvinov Alexander Head of sector “Transport modelling” Scientific and research institute of motor transport (NIIAT) Conference "Transport modelling standards“ Travel mode choice modelling Modern standards for modelling transport demand Page 1 11.12.2019

Upload: others

Post on 28-May-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Литвинов Александр Владимирович

Заведующий научно-исследовательским сектором “Транспортное моделирование”

ОАО “Научно-исследовательского института автомобильного транспорта”

Конференция "Стандарты транспортного моделирования”

Моделирование выбора способа передвижения

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 111.12.2019

Litvinov Alexander

Head of sector “Transport modelling”

Scientific and research institute of motor transport (NIIAT)

Conference "Transport modelling standards“

Travel mode choice modelling

Modern standards for modelling transport demand Page 111.12.2019

Page 2: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 2 Modern standards for modelling transport demand Page 211.12.2019

Структура презентации

11.12.2019

Presentation structure

1. Транспортный спрос

2. Моделирование выбора способа передвижения

1. Travel demand

2. Travel mode choice modelling

Page 3: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 3 Modern standards for modelling transport demand Page 311.12.2019

Транспортный спрос (1/2)

11.12.2019

Travel demand (1/2)

Транспортный спрос является производной потребностью в доступе

к пространственно распределенным активностям (видам деятельности)

Генеральный план

Транспортный спрос является потребностью в использовании

пропускной способности / провозной возможности транспортной инфраструктуры и сервисов

ПКРТИ

КТС

Документы территориально-

транспортного планирования

КСОДД

КСОТ

Тактические документы

транспортного планирования

ПОДД

Операционные документы

транспортного планирования /

проектирования

Стратегические документы транспортного

планирования

Дом

Офис

Домашние дела

Сон

Работа

Совершение покупок

Отдых ТРЦ

Занятие спортом Спортзал

Активности

Передвижения людей (пешком и на транспорте)

Завод

Склад

Производство

Оптовая торговля

Розничная торговля Магазин

Активности

Потребление Дом

Перемещение грузов

Travel demand derives from the need to access urban functions and services

in different places

Master plan

Travel (transport) demand is the need to use capacity of transport infrastructure

and services

Urban transport strategy

Land use and transport planning

Traffic management planTactical transport planning

Operating transport planning

Strategic transport planning

Home

Office

Sleeping

Household affairs

Work

Shopping

Leisure Shop

Sport Sport center

Activities

Movements of people

Plant

Warehouse

Production

Wholesale

Retail Shop

Activities

Consumption Home

Movements of goods

Page 4: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 4 Modern standards for modelling transport demand Page 411.12.2019

Транспортный спрос (2/2)

11.12.2019

Travel demand (2/2)

* Cascetta E. Transportation systems analysis: Models and Applications.

Пропускная / провозная

способность

Транспортная инфраструктура

и сервисыХарактеристики транспортного

обслуживания

Транспортное предложение

Потоки по транспортной сети

Транспортный спрос по

способам передвижений

Уровень и пространственное

распределение спроса

Транспортный спрос

Доступность

Характеристики и расположение

активностей

Характеристики и расположение

домохозяйств

Характеристики землепользования и

застройки

Уровень загрузки

транспортной сети

Транспортная система

Система активностей

(видов деятельности)

- время передвижения

- стоимостные затраты и т.п.

- время передвижения

- стоимостные затраты и т.п.

* Cascetta E. Transportation systems analysis: Models and Applications.

Supply element capacities

Transportation facilities and

servicesTransportation services

performance

Supply

Flows on modal networks

Travel demand

by transportation mode

Level and spatial distribution of

travel demand

Demand

Accessibility

Level and location

of economic activities

Number and location of households

by type

Space availability by area and type

Congestion

Transportation system

Activity system

- travel times

- monetary costs etc.

- travel times

- monetary costs etc.

Page 5: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 5 Modern standards for modelling transport demand Page 511.12.2019

Влияние градостроительных факторов на формирование транспортного спроса (1/2)

11.12.2019

The influence of urban factors on travel demand (1/2)

Доступность

БлизостьМобильность

Цель

Средство

* Challenges for Accessibility Planning and Research in the Context of Sustainable Mobility Discussion Paper

Офисные здания

Жилая зона

Розничная торговля

Розничнаяторговля

Офисные здания

Жилая зона

Высокий транспортный спрос Низкий транспортный спрос

Высокая доля использования транспорта для

осуществления передвижений

Высокая доля передвижений

пешком

- Близость => + Мобильность + Близость => - Мобильность

1 2

Accessibility

ProximityMobility

Ends

Means

* Challenges for Accessibility Planning and Research in the Context of Sustainable Mobility Discussion Paper

Officies

Residentialarea

RetailRetail Officies

Residentialarea

High travel demand Low travel demand

High share of trips by vehicle High share of trips on foot

- Proximity => + Mobility + Proximity => - Mobility

1 2

Page 6: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 6 Modern standards for modelling transport demand Page 611.12.2019

Влияние градостроительных факторов на формирование транспортного спроса (2/2)

11.12.2019

The influence of urban factors on travel demand (2/2)

Жилая зона Смешанная

застройка

Коммерческая

застройкаСмешанная

застройка

i j

Tij

Tij>> Qij +Qji

Qjii j

QijWjjWii

Низкий равномерный транспортный спросВысокий концентрированный

транспортный спрос

Моноцентричная структура города

Полицентричная структура города

Низкий равномерный транспортный спросВысокий концентрированный

транспортный спрос

Residential area Mixed useCommercial area Mixed use

i j

Tij

Tij>> Qij +Qji

Qjii j

QijWjjWii

Monocentric city Polycentric city structure

Low uniform

travel demand

High concentrated

travel demand

Low uniform

travel demand

High concentrated

travel demand

Page 7: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 7 Modern standards for modelling transport demand Page 711.12.2019

Управление транспортным спросом и предложением

11.12.2019

Travel demand management and supply management

Снижениепотребности

в передвижениях

Перераспределение спроса на более

эффективные способы

передвижения

Совершенствование

транспортных систем

в соответствии

с транспортным

спросом

Активные способы

передвижения

Общественный транспорт Индивидуальный транспорт

Интегрированное планирование

транспорта и землепользования

Нет потребности

в передвижении

Планирование интегрированной

мультимодальной транспортной системы

Планирование отдельных подсистем

(общественный транспорт, УДС и т.п.)

Генеральный план КСОДД ПОДД

* Sustainable Urban Transport: Avoid-Shift-Improve (A-S-I)

Avoid Shift Improve

ПКРТИ

Управление транспортным спросом

Управление транспортным предложением

КСОТ

AVOID

Avoid or reduce travel or the need

to travel

SHIFT

Shift to

more efficient

modes

IMPROVE

Improve efficiency

through vehicle

technology

Active travel modes Public transport Private transport

Integrated land use and transport planning

No travel

activity

Multimodal transport system planning Planning of urban transport subsystems

(public transport, road network etc.)

Urban Master Plan Traffic management plan

* Sustainable Urban Transport: Avoid-Shift-Improve (A-S-I)

Transport Strategy

Travel demand management

Transport supply management

Public transport operations plan

Page 8: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 8 Modern standards for modelling transport demand Page 811.12.2019

Влияние автомобилизации населения на распределение транспортного спроса по способам

11.12.2019

The influence of car ownership on travel demand structure by mode

Рост доходов населения

Рост количества владельцев автомобилей

Увеличение транспортных

заторов

Увеличение времени оборота

Рост затрат на эксплуатацию общественного транспорта

Снижение спроса на поездки

на общественном транспорте

Повышение тарифа за проезд

Снижение привлекательности

общественного транспорта

Снижение частоты движения

общественного транспорта

Круг 2

Круг 1

Увеличение спроса на поездки

на автомобиле

Increase income

Increase car ownership

More congestion and delay

Less mileage

Increase bus operating costs

Reduced demand for buses

Increase fares

Car becomes even more attractive

Reduced bus frequency

Loop 2

Loop 1

Increased demand for cars

Источник: Росстат

59 легк. авт./1000 жит. в 1990 году

305 легк. авт./1000 жит. в 2017 году

Рост в 5 раз

Источник: Росстат

59 private cars / 1000 residents (1990)

305 private cars / 1000 residents (2017)

Growth 500%

Car

ow

ners

hip

,

private

cars

/ 1

000 r

esid

ents

Russian Federation Moscow Saint Petersburg

Page 9: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 9 Modern standards for modelling transport demand Page 911.12.2019

Влияние автомобилизации населения на распределение передвижений по способам

* На основе данных исследований в городах бывшего Советского Союза, Восточной Германии и Франции

Источник: НИИАТ

2018

СН

иП

II-

60-7

5

СН

иП

2.0

7.0

1-8

9

11.12.2019

2018

СН

иП

II-

60-7

5

СН

иП

2.0

7.0

1-8

9

The relationship between car ownership rate and modal split

Сar

Walking & Bicycle

Public transport

Car ownership, private cars / 1000 residents Car ownership, private cars / 1000 residents

* На основе данных исследований в городах бывшего Советского Союза, Восточной Германии и Франции

Источник: НИИАТ

Car ownership, private cars / 1000 residents

Tra

vel m

ode s

hare

–C

ar, %

Tra

vel m

ode s

hare

–P

ublic

tra

nspo

rt,

%

Tra

vel m

ode s

hare

, %

Page 10: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 10 Modern standards for modelling transport demand Page 1011.12.2019

Распределение транспортного спроса по способам передвижений в российских городах

Южно-Сахалинск (2016)Красноярск (2018)

1 Источник: Исследование подвижности населения в г. Южно-Сахалинске (НИИАТ, март-апрель 2016 года)2 Источник: Исследование подвижности населения в г. Красноярске (НИИАТ, апрель 2018 года)

323 легк. авт. на 1000 жителей 345 легк. авт. на 1000 жителей

50% передвижений на легк. автомобилях 59% передвижений на легк. автомобилях

11.12.2019

Modal split in Russian cities

Yuzhno-Sakhalinsk (2016)Krasnoyarsk (2018)

1 Source: Yuzhno-Sakhalinsk travel survey (2016)2 Source: Krasnoyarsk travel survey (2018)

323 private cars / 1000 residents 345 private cars / 1000 residents

50% travel mode share - Car 59% travel mode share - Car

Car (passenger)

Car (driver)

Bicycle

Walk

Public transport

Taxi Car (passenger)

Car (driver)

Bicycle

Walk

Public transport

Taxi

Page 11: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 11 Modern standards for modelling transport demand Page 1111.12.2019

Транспортные проблемы, вызванные ростом уровня автомобилизации

- образование транспортных заторов, сопровождающихся значительными временными и экономическими

потерями

- рост шумового и атмосферного загрязнения от автотранспортных средств;

- снижение уровня физической активности людей и рост заболеваний, вызванных таким снижением;

- формирование городской среды, ориентированной преимущественно на использование автомобилей

«расползание» городов;

и ряд других проблем.

11.12.2019

Urban transport problems caused by rising motorization level

- traffic congestion;

- growth of noise and atmospheric pollution from vehicles;

- decrease in level of physical activity of people;

- urban environment focused primarily on the use of cars, sprawling of cities;

and other problems.

Фото: Илья Варламов

Page 12: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 12 Modern standards for modelling transport demand Page 1211.12.2019

17 целей устойчивого развития

Источник: Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года

Резолюция, принятая Генеральной Ассамблеей ООН 25 сентября 2015 года

Цель 11. Обеспечение открытости, безопасности, жизнестойкости и экологической устойчивости городов и

населенных пунктов

К 2030 году обеспечить, чтобы все могли пользоваться безопасными, недорогими, доступными и экологически устойчивыми

транспортными системами, на основе повышения безопасности дорожного движения, <…> расширения использования

общественного транспорта <…>

Устойчивые

способы передвижения

11.12.2019

The 17 goals of sustainable development

Source: The Sustainable Development Agenda

Goal 11: Make cities and human settlements inclusive, safe, resilient and sustainable

By 2030, provide access to safe, affordable, accessible and sustainable transport systems for all, improving road safety, notably by

expanding public transport <…>

Sustainable travel modes

Page 13: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 13 Modern standards for modelling transport demand Page 1311.12.2019

Управление транспортным спросом

11.12.2019

Travel demand management

Рост доходов населения

Рост количества

автовладельцев

Увеличение транспортных

заторов

Снижение пробега общественного

транспорта

Рост затрат на эксплуатацию общественного транспорта

Снижение спроса на поездки

на общественном транспорте

Повышение тарифа за проезд

Снижение привлекательности

общественного транспорта

Снижение частоты движения на общественном

транспорте

Круг 2

Круг 1

Увеличение спроса на поездки

на автомобиле

Приоритет движения

общественного

транспортаСубсидии

Ограничения по

использованию автомобилей

(платные парковки)

Increase income

Increase car ownership

More congestion and delay

Less mileageper bus

Increase bus operating costs

Reduced demand for buses

Increase fares

Car becomes even more attractive

Reduced bus frequency

Loop 2

Loop 1

More congestion and delay

Bus priority

Subsidies

Car restraint (paid parking)

Разрыв порочного круга

автомобилизации

Breaking the car / public transport

vicious circle

Источники: Modelling transport. Ortuzar J.D., L.G. Willumsen Source: Modelling transport. Ortuzar J.D., L.G. Willumsen

Page 14: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 14 Modern standards for modelling transport demand Page 1411.12.2019

Управление транспортным спросом. Лучшие мировые практики

Источники: Mercer, Urban Mobility Plan Vienna

STEP 2025

г. Вена

11.12.2019

Travel demand management. Best practices

Sources: Mercer, Urban Mobility Plan Vienna

STEP 2025

Vienna

Рейтинг городов по уровню

качества жизни (Mercer Liveability

Ranking 2018):

1. Вена (Австрия)

2. Цюрих (Швейцария)

3. Окленд (Новая Зеландия)

4. Мюнхен (Германия)

5. Ванкувер (Канада)

Mercer Liveability Ranking 2018):

1. Vienna (Austria)

2. Zurich (Switzerland)

3. Auckland (New Zealand)

4. Munich (Germany)

5. Vancouver (Canada)

Modal share

Page 15: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 15 Modern standards for modelling transport demand Page 1511.12.2019

Взаимосвязь автомобилизации населения и распределения передвижений по способам

11.12.2019

The relationship between car ownership rate and modal split. Hysteresis effect

До

ля п

ер

ед

ви

жен

ий

на л

егко

во

м а

вто

мо

би

ле,

%

Уровень автомобилизации

Этап 3. Подход, ориентированный на человека

Этап 1. Автомобиле-

ориентированный подход

Этап 2. Транзитный период

Задержка в снижении уровня

автомобилизации

Будущие сценарии

Sverdlovsk (1965)

Sverdlovsk (1985)

Ekaterinburg (2000)

Ekaterinburg (2007)Dresden (1976)

Dresden (1987)

Dresden (1991)

Dresden (1994)

Dresden (1998)Dresden (2008)

Lyon (1976)

Lyon (1986)

Lyon (1995)

Lyon (2006)

Lyon (2015)

Toulouse (1978)

Toulouse (1990)

Toulouse (1996)Toulouse (2004)

Toulouse (2013)

Paris (1976)Paris (1983)

Paris (1991)

Paris (2002)Vienna (1993)

Vienna (1996)

Vienna (2001)

Vienna (2006)

Vienna (2010)

Vienna (2013)

Vienna (2016)

Zurich (2001)

Zurich (2005)

Zurich (2010)

Zurich (2016)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 100 200 300 400 500 600 700

Tota

l sh

are

of

trip

s m

ade b

y p

rivate

car,

renta

l car

and t

axi,

ηc(X

), %

Car ownership (X), private cars per 1000 inhabitants

Ekaterinburg Dresden Lyon Toulouse Paris Vienna Zurich

Свердловск (1965)Свердловск (1985)

Екатеринбург (2000)

Екатеринбург (2007)Дрезден (1976)

Дрезден (1987)

Дрезден (1991)

Дрезден (1994)

Дрезден (1998)Дрезден (2008)

Лион (1976)

Лион (1986)

Лион (1995)

Лион (2006)

Лион (2015)

Тулуза (1978)

Тулуза (1990)

Тулуза (1996)Тулуза (2004)

Тулуза (2013)

Париж (1976)Париж (1983)

Париж (1991)

Париж (2002)Вена (1993)

Вена (1996)

Вена (2001)

Вена (2006)

Вена (2010)

Вена (2013)

Вена (2016)

Цюрих (2001)

Цюрих (2005)

Цюрих (2010)

Цюрих (2016)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 100 200 300 400 500 600 700

Об

щая д

оля п

ер

едви

жен

ий

на л

егковом

автом

об

иле,

ηc(X

), %

Уровень автомобилизации (X), легковых автомобилей на 1000 жителей

Екатеринбург Дрезден Лион Тулуза Париж Вена Цюрих

Page 16: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 16 Modern standards for modelling transport demand Page 1611.12.2019

Структура презентации

11.12.2019

Presentation structure

1. Транспортный спрос

2. Моделирование выбора способа передвижения

1. Travel demand

2. Travel mode choice modelling

Page 17: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 17 Page 1711.12.2019

Модели выбора способа передвижения

Генерирование передвижений

Распределение передвижений

Выбор способа передвижения

Перераспределение потоков

Шаг 1

Шаг 2

Шаг 3

Шаг 4

Время

передвижения

Классическая 4-хшаговая

транспортная модель

1. Самостоятельные модели

2. Модели, входящие в комплексные модели

- 3-й шаг классической четырехшаговой модели

- составляющая агентного моделирования (activity-based models)

11.12.2019

Travel mode choice models

Trip generation

Trip distribution

Mode choice

Trip assignment

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Travel time

4-step travel demand model

1. Stand-alone model

2. Model as a part comprehensive model

- 3rd step of 4-step travel demand model

- the part of agent-based model

Modern standards for modelling transport demand

Page 18: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 18 Modern standards for modelling transport demand Page 1811.12.2019

Ключевые факторы, влияющие на выбор способа передвижения*

Характеристики передвижения

Характеристики уровня обслуживания

каждым способом

Индивидуальные и семейные

характеристики пользователя

- Структура и состав семьи

- Наличие водительских прав

- Наличие и количество автомобилей в семье

- Доход

- Необходимость в использовании автомобиля на работе или чтобы забрать детей из школы, детского сада и т.п.

- Цель передвижения

- Время суток осуществления передвижения

- Осуществляется ли передвижение в одиночку или с кем-то

- Время движения: в транспортном средстве, ожидания и движения пешком для каждого способа

- Стоимостные затраты (стоимость проезда, топливо и др. операц. затраты)

- Доступность и стоимость парковки

- Надежность времени передвижения и регулярность транспортных сервисов

- Комфорт и удобство

- Безопасность

- Возможности для других активностей во время передвижения (использование телефона, чтение и т.п.)

11.12.2019

Key factors influencing travel mode choice*

Characteristics of the journey

Characteristics of the transport facility

Characteristics of the traveler- household structure

- possession of a driving license

- car ownership / availability

- income

- the need to use a car at work, take children to school etc.

- trip purpose

- time of day

- whether the trip is undertaken alone or with others

- travel times: in vehicle, waiting and walking times by each mode

- monetary costs (fares, tolls, fuel and other operating costs)

- availability and cost of parking

- reliability of travel time and regularity of service

- comfort and convenience

- safety and security

- opportunities to undertake other activities during travel (use the phone, read, etc.)

Источники: Modelling transport. Ortuzar J.D., L.G. Willumsen Source: Modelling transport. Ortuzar J.D., L.G. Willumsen

Page 19: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 19Modern standards for modelling transport demand

Page 1911.12.2019

Методология разработки модели выбора способа передвижения*

Социологический опрос

Модель транспортной сети

Спецификация модели и оценка ее параметров

Параметры модели выбора способа передвижения

1. Данные о предпочтениях пользователей транспортной системы

Характеристики обслуживания для каждого

способа передвижения:

- время движения в транспортном средстве

- время движения пешком

- время ожидания транспортного средства

- денежные затраты и др.

Индивидуальные и семейные

характеристики:

- пол

- возраст

- наличие водительских прав

- наличие автомобиля

- размер семьи и др.

Характеристики

передвижений:

- цель

- период суток

- пункты отправления и назначения

- выбранный способ передвижения и др.

Характеристики обслуживания для

выбранного способа:

- общее время передвижения

- количество пересадок

- денежные затраты и др.

2. Сетевые данные

11.12.2019

Specification and estimation of travel mode choice model*

Travel survey Network model

Specification and estimation of travel mode choice model

Mode choice model parameters

1. Revealed Preference Data based on actual choices

Level of service attributes by each mode:- in-vehicle time

- walking time

- waiting time

- monetary costs

- number of transfers etc.

Personal and household data:- sex

- age

- possession of a driving license

- car ownership

- household size etc.

Trip characteristics:- purpose

- time-of-day

- origin

- destination

- chosen travel modes etc.

Level of service attributes

for chosen mode:- in-vehicle time

- walking time

- waiting time

- monetary costs

- number of transfers etc.

2. Level of service attributes

2. Stated Preference Data based on hypothetical scenarios

Page 20: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 20 Modern standards for modelling transport demand Page 2011.12.2019

Мультиномиальная логит-модель

Вероятность выбора способа передвижения m пользователем q:

– функция полезности m-го способа передвижения для пользователя q

– все доступные для пользователя q способы передвижения n

11.12.2019

Multinomial logit model

The probability of choosing travel mode m by individual q is determined by the logit model where

– utility function of travel mode m for individual q

– all the alternatives that the individual q may choose between

- k-th characteristic of the alternative n for the individual q

- estimated coefficients

A measurable part of utility which is a function of the measured attributes:

- k-ая характеристика способа передвижения n, например, время передвижения, стоимость проезда

- оцениваемые коэффициенты функции полезности

Систематическая (измеряемая) составляющая полезности способа передвижения n для пользователя q:

Page 21: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 21 Modern standards for modelling transport demand Page 2111.12.2019

Область исследования - город Южно-Сахалинск

200 тыс. жителей в зоне исследования

Социологический опрос по телефону в марте-апреле 2016 года

1500 респондентов не моложе 16 лет

Сбор детальной информации:

- Индивидуальные и семейные характеристики респондента

- Характеристики передвижений, совершенных за предыдущий день

11.12.2019

Study area. The city of Yuzhno-Sakhalinsk

200 thousand residents in the study area

Travel survey by phone in March-April 2016

1500 respondents not younger than 16 years

Collection of detailed information on:

- the individual and household characteristics of the respondent

- the trips made for the previous day

Page 22: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 22 Modern standards for modelling transport demand Page 2211.12.2019

Влияние пола и возраста на выбор способа передвижения*

Женщины Мужчины

*Для передвижений Дом-Работа-Дом

Источник: Социологический опрос в г. Южно-Сахалинске (НИИАТ, 2016)

11.12.2019

Modal split by sex and age*

Female Male

* round home-to-work trips in Yuzhno-Sakhalinsk

Source: Yuzhno-Sakhalinsk travel survey (2016)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

<30 30-45 45+

Modal

shar

e

Age

Bus Car - driver Car - passenger

Taxi Walk Other

0%

20%

40%

60%

80%

100%

<30 30-45 45+

Modal

shar

e

Age

Bus Car - driver Car - passenger

Taxi Walk Other

Page 23: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 23 Modern standards for modelling transport demand Page 2311.12.2019

Влияние наличия водительских прав и количества автомобилей в семье*

Наличие водительских прав Отсутствие водительских прав

*Для передвижений Дом-Работа-Дом

Источник: Социологический опрос в г. Южно-Сахалинске (НИИАТ, 2016)

11.12.2019

Modal split by possession of a driving license and car ownership*

Possession of driving license Absence of driving license

* round home-to-work trips

Source: Yuzhno-Sakhalinsk travel survey (2016)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2+

Modal

shar

e

Number of cars in household

Bus Car - driver Car - passenger

Taxi Walk Other

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 1 2+

Modal

shar

e

Number of cars in household

Bus Car - driver Car - passenger

Taxi Walk Other

Page 24: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 24 Modern standards for modelling transport demand Page 2411.12.2019

Корреспонденции по способам передвижений*

*Для передвижений Дом-Работа-Дом

Пешком На автобусе На автомобиле

11.12.2019

Trips by mode

* for round home-to-work trips

Walking By bus By car

Page 25: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 25 Modern standards for modelling transport demand Page 2511.12.2019

Спецификация и параметры модели выбора способа передвижения*

Время движения в транспортном средстве (минуты)

Затраты на топливо и прочие операционные затраты (рубли)

Количество автомобилей в семье (единиц)

Наличие водительских прав (1 - да, 0 - нет)

Время движения пешком (минуты)

Специфический атрибут для способа передвижения «На автобусе»

Время движения в транспортном средстве (минуты)

Затраты на оплату проезда (рубли)

Возраст (0 – до 45 лет, 1 – старше 45 лет)

Время движения пешком (минуты)

Время ожидания транспортного средства на остановке (минуты)

Специфический атрибут для способа передвижения «Пешком»

𝑀𝐶𝐶𝑎𝑟

𝑇𝑏 𝐶𝑎𝑟

𝐶𝑎𝑟𝑁𝑢𝑚

𝐷𝐿

𝑇𝑤𝑙 𝑊𝑎𝑙𝑘

𝑇𝑤𝑙 𝐵𝑢𝑠

𝑇𝑏 𝐵𝑢𝑠

𝑇𝑤 𝐵𝑢𝑠

𝐴𝑆𝐴𝑊𝑎𝑙𝑘

𝐴𝑆𝐴𝐵𝑢𝑠

𝑆𝐼

𝑀𝐶𝐵𝑢𝑠

Пол (1 - женщина, 0 - мужчина)𝐺𝐷

-0,036

-0,073

-0,083

-0,036

-0,016

0,785

1,086

2,319

1,517

-0,016

-0,073

5,384

3,709

-2,10

-6,90

-2,13

-2,10

-3,05

2,23

3,13

4,94

5,22

-3,05

-6,90

7,41

5,22

*Для передвижений Дом-Работа-Дом

11.12.2019

Coefficients of MNL model*

In-vehicle time (minutes)

Monetary cost (rubles)

Number of cars in household

Driving license possession (1 if yes, 0 otherwise)

Walking time (minutes)

Alternative specific attribute

In-vehicle (minutes)

Monetary costs (rubles)

Age (0 – age < 45 years, 0 otherwise)

Walking rime (minutes)

Waiting time (minutes)

Alternative specific attribute

𝑀𝐶𝐶𝑎𝑟

𝑇𝑏 𝐶𝑎𝑟

𝐶𝑎𝑟𝑁𝑢𝑚

𝐷𝐿

𝑇𝑤𝑙 𝑊𝑎𝑙𝑘

𝑇𝑤𝑙 𝐵𝑢𝑠

𝑇𝑏 𝐵𝑢𝑠

𝑇𝑤 𝐵𝑢𝑠

𝐴𝑆𝐴𝑊𝑎𝑙𝑘

𝐴𝑆𝐴𝐵𝑢𝑠

𝑆𝐼

𝑀𝐶𝐵𝑢𝑠

Gender (1 if female, 0 if male)𝐺𝐷

-0,036

-0,073

-0,083

-0,036

-0,016

0,785

1,086

2,319

1,517

-0,016

-0,073

5,384

3,709

-2,10

-6,90

-2,13

-2,10

-3,05

2,23

3,13

4,94

5,22

-3,05

-6,90

7,41

5,22

* for round home-to-work trips

β t β t

Page 26: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 26 Modern standards for modelling transport demand Page 2611.12.2019

Результаты калибровки модели выбора способа передвижения*

*Для передвижений Дом-Работа-Дом

𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘)= − 0,073∙ 𝑇𝑤𝑙 𝑊𝑎𝑙𝑘 +5,384

𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)= − 0,073∙ 𝑇𝑤𝑙 𝐵𝑢𝑠 − 0,036 ∙ 𝑇𝑏 𝐵𝑢𝑠 − 0,083∙ 𝑇𝑤 𝐵𝑢𝑠 − 0,016 ∙ 𝑀𝐶𝐵𝑢𝑠+0,785∙ GD +1,086∙ SI + 3,709

𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟)= − 0,036 ∙ 𝑇𝑏 𝐶𝑎𝑟 − 0,016 ∙ 𝑀𝐶𝐶𝑎𝑟 + 1,517 ∙ CarNum +2,319 ∙ DL

Функции полезности:

% right = 75,8%

ρ2 = 0,52

𝑃𝑊𝑎𝑙𝑘 =𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

𝑃𝐶𝑎𝑟 =𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

Вероятности выбора способа передвижения:

𝑃𝐵𝑢𝑠 =𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

11.12.2019

Utility functions*

* for round home-to-work trips

𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘)= − 0,073∙ 𝑇𝑤𝑙 𝑊𝑎𝑙𝑘 +5,384

𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)= − 0,073∙ 𝑇𝑤𝑙 𝐵𝑢𝑠 − 0,036 ∙ 𝑇𝑏 𝐵𝑢𝑠 − 0,083∙ 𝑇𝑤 𝐵𝑢𝑠 − 0,016 ∙ 𝑀𝐶𝐵𝑢𝑠+0,785∙ GD +1,086∙ SI + 3,709

𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟)= − 0,036 ∙ 𝑇𝑏 𝐶𝑎𝑟 − 0,016 ∙ 𝑀𝐶𝐶𝑎𝑟 + 1,517 ∙ CarNum +2,319 ∙ DL

Utility functions:

𝑃𝑊𝑎𝑙𝑘 =𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

𝑃𝐶𝑎𝑟 =𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

The probabilities of the travel modes:

𝑃𝐵𝑢𝑠 =𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

𝑒𝑈(𝑋𝑊𝑎𝑙𝑘) + 𝑒𝑈(𝑋𝐶𝑎𝑟) + 𝑒𝑈(𝑋𝐵𝑢𝑠)

Способ

передвижения

Факт Модель

На автобусе 25,3% 25,3%

На автомобиле 52,4% 52,4%

Пешком 22,2% 22,2%

Общий итог 100,0% 100,0%

Факт.

выбор*

Travel mode Probability

1 На автобусе 0,411

0 На автомобиле 0,532

0 Пешком 0,057

Пример индивидуального выбора:

Доля каждого способа передвижения

в общем объеме:

Travel mode Actual

share

Model

Bus 25,3% 25,3%

Car 52,4% 52,4%

Walk 22,2% 22,2%

Total 100,0% 100,0%

Actual

choice*

Travel

mode

Probability

1 Bus 0,411

0 Car 0,532

0 Walk 0,057

Individual choice (example):

Modal share:

% right = 75,8%

ρ2 = 0,52

Page 27: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 27 Modern standards for modelling transport demand Page 2711.12.2019

Применение моделей для оценки мероприятий по управлению транспортным спросом*

*Для передвижений Дом-Работа-Дом в г. Южно-Сахалинске

17

руб

.

17

руб

.

11.12.2019

Mode choice model application for travel demand management*

* for round home-to-work trips

17

руб

.

17

руб

.

Tra

ve

l m

od

e s

ha

re, %

Car Bus Walk Car Walk + Bus

Tra

ve

l m

od

e s

ha

re, %

Bus fare, rublesBus fare, rubles

Page 28: Travel mode choice modelling - gradplan.mos.rugradplan.mos.ru/static/conferences/transport2019/... · (платные парковки) Increase income Increase car ownership More

Современные стандарты моделирования транспортного спроса Страница 28 Modern standards for modelling transport demand Page 2811.12.2019

Спасибо

за внимание!

Thank you

for your attention!

11.12.2019