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2006年第4期   DOI:
美国和大达拉斯地区交通规划和交通出行模型 —— Ken Cevenka访谈录
The Transportation Planning and Travel Model in the US and the Dallas-fort Worth Region: Interview with Mr. Ken Cervenka

主持人 周江评

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交通是城市的主要功能之一。然而,建立高效率的城市交通系统,离不开科学的交通规划和交通建模。从1950年代四步交通出行模型建立以来,美国一直走在这一领域的前沿。因此,其多年的成败经验和最新进展,可以为其他国家和地区提供很好的参考和学习材料。目前国内专门针对美国交通规划和交通建模工作最新进展的文章还不多,对相关实践领域内专家的访谈更是少见。

2005年5~6月期间,针对美国特别是大达拉都市区交通规划和模型的实践及其对中国的启示,主持人代表《国外城市规划》杂志对美国知名交通规划师和建模专家Ken Cenvenka进行了专访。


采访并翻译:周江评,《国外城市规划》海外联络站美国分站特邀编辑,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)交通部(Transportation Services),总交通规划师(Principal Transportation Planner)。zjp@ucla.edu


主持人(以下简称“Z”):Cenvenka先生,我知道您是美国交通规划和模型知名专家之一,也是北德州政府联合会(NCTCOG: North Central Texas Council of Governments)[1]信息和模型处的高级项目经理,今天,我希望能就美国特别是NCTCOG交通规划和模型的实践及其对中国的启示对您进行采访。首先,我想请您谈谈您的学术和职业背景,尤其是您是如何选择进入交通模型领域的。

Ken Cenvenka(以下简称“C”):我1979年毕业于德州大学奥斯丁分校的土木工程专业,并获得硕士学位。我一直对数学和城市都很感兴趣,因此选择土木工程方面的职业对我而言是很自然的事情。我对交通规划的专攻,源自我对城市规划以及如何使城市高效运转的兴趣。在1993年加入NCTCOG以前,我在达拉斯一家工程咨询公司工作了7年,做了3年的大学研究员。过去几年,我在NCTCOG的一部分工作是参与了10多个(美国)同级的大都市规划机构(MPO: Metropolitan Planning Organization)和州级的交通出行模型的评估。因此,我应该比较适合谈论大达拉斯地区交通出行模型,并把它和美国其他同类模型进行比较。


Z:许多中国的交通规划教育者和实践者对四步交通需求模型都非常熟悉,这一模型已经存在几十年了。作为一个经验丰富的交通模型专业人员,您怎么看待从1950年以来,尤其是您投身这一领域以来发生的最大变化?

C:我已经进入这个领域25年了,我想最大的变化是个人电脑在交通出行模型中的应用。现在,花费不到3 000美元,你就可以购买到比1970年代价值数百万美元的大型主机存储量更大、运行速度更快的计算机。这意味着现在我们可以进行更复杂的交通模型计算。对于相关模型,可以有更多的(交通)分区,却只需要更低的计算成本。但遗憾的是,也存在着不好的一面:由于进行交通出行模型运算已经不再困难,我们有时进行了过多的运算而忘记了仔细审查模型的输入数据!另外一个大变化是互联网,尤其是电子邮件的使用。人际之间和群体之间电子邮件的往来,极大地增加了人们交流信息的能力。我们和其他机构信息交流得越多,我们就越能从别人的成败中吸取经验。


Z:NCTCOG现在使用的是什么样的交通出行模型?这一模型和四步模型的关系如何?您认为它是后者的修订还是一个彻底的突破,其原因是什么?

C:我们现在使用的模型是一个基于TransCAD商业交通模型软件的四步模型。尽管它不是一个具有“突破性”的应用,但对我们而言也是一个了不起的成就。我们的模型现在覆盖了4 874个模型分析区。我想,这已经是世界上最大的四步多模式城市(交通出行预测)模型。而在今后2年中,我们还要扩大模型区域,增加模型的分析区。目前看,TransCAD是我们很好的选择,因为它非常好地整合了交通需求模型和地理信息系统(GIS)。其他一些交通模型也有很好的交通出行建模能力,但是在很多方面它们仍在努力追赶TransCAD。


Z:现在,很多大都市规划机构(MPO)在使用自己的交通规划模型。其中多数是经典的四步模型和最近几十年来相关(模型)发展后的混合体。例如,一些MPO开始使用UrbanSim和基于个人活动的(Activity-based)模型来进行出行预测和交通分配计算。您能介绍一下你所了解的有关非传统模型的进展吗?如果可以,您能把有关进展和四步模型或者NCTCOG模型进行一个比较吗?

C:尽管我们(NCTCOG)仍然在使用四步模型进行全部的应用性工作,但是我们已经和德州大学奥斯丁分校合作,开发基于个人活动的交通模型,改进传统的交通出行、分配和模式选择步骤。这一模型是否能替代我们的四步模型还需要拭目以待。但是我想,通过一系列细致的模型敏感性分析,我们将能够更好地了解四步模型和基于个人活动的交通模型。NCTCOG在1990年代中期也曾积极参与Los Alamos国家实验室开发名为“TRANSIMS”( the TRansportation ANalysis SIMulation System)的下一代交通出行预测模型。TRANSIMS的基础是其所有的模型都是在个人层面上展开的,而不是基于分析区的聚合人群。达拉斯区域是TRANSIMS在检测微观交通模拟元素时的第一个研究个例。进一步对TRANSIMS检测现已转移到俄勒冈州的波特兰都市区。对于在波特兰测试之后TRANSIMS将何去何从,人们还需要拭目以待。


Z:交通规划人员都知道数据和信息的重要性。但是,要及时、准确和全面地获取数据和信息,从来都不是一件容易的事。我知道,美国联邦政府机构为向MPO层次的交通规划提供可靠数据进行了一些努力。作为一个MPO信息(数据)的主管人员,您怎么看待这些努力?并且,您能谈谈州和MPO层面相关的工作进展吗?同时您能谈谈NCTCOG在准备交通规划数据方面进行了哪些工作吗?

C:我完全赞同高质量的数据对模型估测、校正和评估的影响非常大。换言之,原材料影响成果的问题是存在的,也就是说,如果用来建立模型的现有数据是有缺陷的,模型很可能也会有缺陷,因此不能很好地完成预测工作。我们所能做的最好的事情,也许是强调交通预测模型的输出将用来进行涉及数十亿美元的决策,所以对相关模型开发和信息采集投以巨资是非常必要的。

在联邦政府一级,美国人口调查局每10年1次的居住地和工作地数据收集非常有用,因为这些数据为准备小样本的家庭调研扩展系数(expansion factor),以及研究家庭—工作出行模式研究的较验提供了依据。美国人口调查局每10年一次连续收集“短调查表”数据[1],而“长调查表”数据也将纳入一个叫美国社区调研(ACS: American Community Survey)的长期项目中。只要ACS样本(调研)能够得到足够资金支持,将能比过去更及时和有效地为MPO和各州提供统计数据支持。

在联邦层次上另一个对MPO和各州都具有意义的数据,是全国个人出行调研(NPTS: The Nationwide Personal Travel Survey),NPTS过去被称为全国家庭出行调研(NHTS: The Nationwide Household Travel Survey)[2],它是每5到7年从全美超过25 000个家庭收集关于社会经济和交通出行的信息。现在,仅仅有本地使用的“好的”家庭交通出行数据来进行模型估测和校正已经不够;我们还需要把本地的交通模型和其他地区的模型进行比较。为此,MPO和各州也许需要进行投资,资助NPTS(在本地)开展附加(add-on)样本抽查,这一工作预计将在2008年开展。目前,有些人已经在提议,需要把各地的交通出行数据进行整合,这样有助于得到一个更有效的模型结构——可以“在整体(全美)上进行构建,在局部(各地)上进行调整和评估”。


Z:在人们发现数据背后的信息之前,我想数据没有用武之地。但是,交通专业人员常常面临的是比自己想象得要少或是多的数据。您如何处理这一困境?同时,您领导的团队如何把数据变为有用的信息?

C:我们需要的是统计上显著和有效的数据。换言之,10 000户家庭交通出行调研,如果对问题没有进行精心设计,那么它对模型发展建设方面,不见得会比3000户的调研有更多的作用。同类问题在大型的区域性分类车辆计数和速度数据自动收集项目中也存在。这些项目,在数以百计的各个地点,每5分钟收集一次有关数据。除非经常对有关数据探测仪器的精确性进行检查和校正,那么这些数据就不会有大的用处。我所想说的是,我们必须时刻留心我们能够得到的信息的准确性。


Z:在MPO层次,有很多可供选择的交通规划软件和模型。但是,我听说在MPO内部只有几种比较流行,例如TransCAD,EMME2和TranPlan。您对其中哪些比较有经验?您是怎么看待它们各自的功能、长处和不足的?另外,您认为规划机构应该如何选择有关软件和模型?

C:NCTCOG的员工,通过先前或者在NCTCOG的工作经验,都接触过所有先进的交通建模软件。1998年,通过公开招标NCTCOG决定正式选用TransCAD作为全部建模活动的依托。我们一方面对TransCAD感到满意,一方面也感到市场上还有一些很好的同类商业软件。我的总体印象是,一旦一个软件商提供了一个用户认为有用的功能,其他软件商就会马上迎头赶上,甚至后来居上。因此,现在软件商之间的激烈竞争,有利于所用的用户。我对于规划机构在选择新的交通出行建模软件方面的建议是:直接和已经使用有关软件的同类机构进行交流。


Z:上述提及的软件或者模型,并不是为满足某一MPO的需求而开发的。同时,随着时间推移,影响模型的假设和有效性可能会变化发生。因此,MPO需要不断地校正、修订和更新已经选用的模型和软件。作为NCTCOG一位有经验的主管,您能谈谈NCTCOG在维护和更新有关模型和软件方面做出了哪些努力吗?换言之,NCTCOG如何使自己使用的模型和软件更加强大和准确?此外,您认为NCTCOG在开发交通模型方面所面临的最大挑战是什么?

C:在MPO尤其是较小的MPO中间,有一种倾向,就是认为它们需要做的就是购买交通出行软件,就能在本地应用有关模型。但是实际情况从来不是这样。要使一个模型适用,规划机构需要雇佣咨询公司或新员工来准备人口、道路和公共交通的资料和设定模型参数。在NCTCOG,我们更倾向于让自己的员工来完成大部分模型测定、校正和评估,而不是依赖咨询公司。我们通常只是把有经验的咨询公司看作是教练,来帮助我们弄清一些复杂的模型开发要素,例如交通模式的选择。由于NCTCOG的员工是实际使用有关模型进行应用性工作的人员,这样做使得我们在连续跟踪模型的效力方面非常有利。随着时间的推移,我们常常发现模型并不像我们期待的那样高效——这也意味着,我们马上可以扮演“模型开发人员”的角色,进行相关模型更新或改进的工作。

对于NCTCOG面临的挑战,是两个相互关联的问题。第一,是我们通过模型提出的有关政策问题,例如道路拥挤收费和依托公共交通发展等问题。这些都会使我们意识到,传统的四步模型即将达到其最大功效的界限,因此我们需要开发更加先进和复杂的模型。这也就给我们带来了第二个重要的挑战:我们需要优秀的员工来进行复杂的模型开发。但是,NCTCOG和大部分的公共机构很难用高薪来保留住相关员工。很多机构发现自己目前处于一种不多见的境地:一方面我们不能用高薪留住最好的员工来开展有关工作,而另一方面,我们却付出更多的代价雇佣咨询人员做着相同的工作。


Z: 交通模型的一个功能是为决策者进行正确决策提供参考。但是,随着相关模型越来越复杂,很多政策制定者、决策者和公众对模型知之甚少。作为经验丰富的建模者,您如何处理以上情形?

C:可信度和客观性是我们工作的重要元素。我们在传达模型结果和提供决策建议方面一直比较成功,因为我们的决策者尊重专业人员。尽管我们通常不花大量时间解释有关出行模型是如何运作的,但是我们会尽力回答好向我们提出的每一个具体问题。


Z:我注意到NCTCGO针对大达拉斯区域制定了一个有关交通机动性的规划。就我所知,很多MPO并没有这样的规划,并且这种规划也不是法定的。我想说,NCTCOG的这一规划是颇有创意的。但是,这会给从事交通规划和模型工作的人员带来额外的工作量。您的团队是如何处理这个问题的?他们在其中扮演了怎样的角色?

C: 实际上,制定财政上可行的长期区域交通规划(longrange financially constrained Regional Transportation Plan, RTP)和相应的近期交通改善规划(short-range Transportation Improvement Program)是所有MPO常见的工作。使NCTCOG和其他MPO不同的,也许是我们的交通出行模型,在有关规划的制定中扮演的重要角色。我们认为,“区域交通规划”是MPO的一项基础工作,并且应该考虑在都市区交通规划过程中的以下7个要素:

● 支撑都市区的经济命脉,尤其是增强其全面的竞争力、生产力和运行效率;

● 为机动和非机动用户提高交通系统的安全性;

● 提高人员和物流的可达性和机动性,丰富其(潜在)选择;

● 保护和提升环境,节省能源和提高生活品质;

● 为人流和物流整合改进不同交通模式的互连性;

● 促进有效的系统管理和运作;

● 强调对现有交通系统的维护。


Z:在GPS、GIS和ITS等新技术的帮助下,人们能够更好地进行交通出行决策。这也许会给交通领域带来巨大变化。您如何看待上述技术在交通规划和模型领域的作用?上述技术在NCTCOG得到了怎样的应用?它们将如何影响NCTCOG的规划和建模活动?

C:我想我们应该小心应对有关新技术预期的长期影响,防止出现过分反应。例如,互联网现在已经连接了美国的千家万户。尽管很多人开始从网上购物,但是还有一样多的人仍然像从前一样出行购物。我们也知道,很多人能够远程办公,但是仍然有一样多的人走出家门到办公室办公。尽管我们将拥抱各种新技术,但是我们应该小心地开展调研,来判断人们的出行行为将如何变化。


Z:我接触的很多教育界人士告诉我,交通规划现在已经日益复杂和综合,仅仅把它当作是交通需求预测已经不再合适。作为一个高级交通项目主管,您如何看待上述观点?您对交通规划的地位尤其是交通需求预测及其主要成分的总体观点是什么?

C:总体上,我认为在决定人们应该如何对待周围环境以及周围环境应该如何形成这样的大场景里,交通需求预测只是其中的一个因素。因此,我们不仅要预测在未来人口分布情形下人们如何出行,也要预测未来人口应该如何分布。进而,我们需要综合地考虑交通—土地利用的整合模型,来判断人们将如何应对不同的政策,例如,交通拥挤收费、依托公共交通发展的税收激励政策等。


Z:您已经为NCTCOG工作超过10年,您一定成功地主管了一些项目。我想,一个成功的项目离不开优秀的规划师、建模人员和管理人员。回头看,您认为规划师、建模人员和管理人员各自应该具备什么样的技能?您认为他们在不同项目里应该扮演什么角色?此外,您对新手有何建议?

C:尽管我自己来自土木工程的背景,我认为交通出行建模中最有趣的事情就是我们的工作远远超越了基于物理理论的数学应用。我们实际上在为人们的行为建模,并假定这些行为的特点是它们对一定的条件产生或不产生反应。因此,我们要接受这样一个事实:我们的模型仅仅是分析性的客观工具,这一工具有助于决策过程,但是它不是完美的未来预测,也不能取代理智的(主观的)专业判断。作为NCTCOG一个长期从事预测工作的管理人员,我认为对于我的位置来说,最重要的技能是坚持学习的意愿,一个基于先前程序甚至是完全抛开先前程序学习的意愿,以及一种能够把复杂的思想用简单言语表达的能力。


Z:一些人说,交通规划和建模领域日新月异,因此规划师和建模人员需要不断学习。对于学习新东西,您有什么经验和信息和我们的读者分享吗,尤其是当他们打算选择相关领域作为职业的情况下?

C: 我建议读者访问“交通模型改进项目”(Travel Model Improvement Program )的网站,http://tmip.fhwa.dot.gov/。另外,国家交通图书馆( The National Transportation Library)的网站http://ntl.bts.gov/ 也有丰富的信息,可以提供给经验、知识程度不同的交通规划师和建模人员。


Z:如果《国外城市规划》杂志的读者对您还有问题,您介意他们与您联系吗?

C : 想与我联系的读者可以通过我的电子邮箱kcervenka@nctcog.org进行联系。


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