TransCAD交通需求模型功能简介

功能强大、流行的出行需求预测软件

 

TransCAD是非常全面、灵活、功能强大的出行需求建模软件。TransCAD支持所有类型的出行需求模型，包括概略性规划方法、四阶段需求模型、基于活动的模型和其他先进的非集计建模技术，并提供了广泛的交通分配模型，供规划师和交通工程师使用。各类模型的应用和参数标定程序一应俱全。

TransCAD的许多增强和优势功能来自交通科学文献中最佳方法的改进算法和软件工程实现。TransCAD中的关键程序是多线程的，这在当今的多核处理器上大大提高了速度。TransCAD还支持规模巨大的模型进行并行处理。

TransCAD是一个旨在促进出行预测最佳实践的软件包，并提供了一种促进交通建模技术发展的机制。TransCAD建模不仅仅限于城市或区域需求预测，而且直接适用于州（省）、国家和国际层面的客货流建模。

GIS环境下的需求预测

出行预测模型用于预测出行模式的变化和交通系统的利用率，以响应区域发展、人口统计和交通供应的变化。出行需求建模是一项具有挑战性的任务，但也是合理规划和评估交通系统所必需的。

TransCAD是唯一一个基于GIS的交通模型软件包，完全集成了地理信息系统（GIS）和需求模型功能。TransCAD是一款功能极其强大的GIS软件，包括许多其他通用GIS软件产品无法提供的先进交通功能。

将地理信息系统作为出行需求预测软件的一部分非常重要。首先，地理信息系统使规划模型更加精确。例如，路网距离基于路网的实际形状和公路立交的正确表示。其次，整个建模过程更加高效。数据准备工作大大简化，数据库和可视化功能可以在导致建模问题之前捕获错误。使用TransCAD，您和其他人将更容易理解模型组件，从而减少实施和维护出行需求模型的时间。基于GIS的建模系统的第三个重要优点是在建模过程中直接使用GIS本身和GIS衍生的测度指标。在TransCAD中，可以很容易地导出不同的模型，并将其应用于不同的地理分区。类似地，TransCAD带来了新的和成功的可达性指标的测度功能。

由于它们具有相似的体系结构，TransCAD是与其他的GIS软件系统集成优秀的规划包。TransCAD支持Esri地理数据库、Access、Excel、Oracle、SQL Server和Google Earth。TransCAD可以与几乎所有主要的GIS、CAD和规划软件包交换数据。

TransCAD软件特性

TransCAD软件在许多方面在出行需求预测软件包中都是独一无二的：

•完全兼容Windows：TransCAD支持Windows标准，如.NET、COM、ADO、与Office的数据交换以及完整的用户界面。

•强大的内置关系数据库：TransCAD包括一个功能强大的关系数据库，可以与外部数据库和ODBC客户端一起使用。

•优秀的图形显示：TransCAD提供高质量的地图输出，包括数十种专题地图样式和选项、无限的颜色、完全可缩放的线条样式和符号、一整套手绘项目和注释工具、可根据地图比例调整的标签以及内置的公路盾牌标志。对图像和网络地图图层的支持使得在航空照片和卫星图像上覆盖网络成为可能。TransCAD还具有多媒体功能，可以集成与交通设施相关的图像、视频和网络链接。             

•独立集成的解决方案，无需昂贵的附加组件：TransCAD是唯一执行所有所需功能的独立软件包。其他软件包仅可能限于模型应用程序，将模型参数标定、数据库支持、GIS以及通常的图形和分析后处理留给其他软件。因此，使用其他软件包进行工作需要掌握四到五个软件，而不是一个软件能够解决问题。此外，使用TransCAD，您不需要花费很多时间导入和导出文件。

•全面完整的建模程序：TransCAD拥有最全面的模型集。由于其现代化、集成的设计，TransCAD可以轻松地对所有交通方式进行集成建模，包括汽车、HOV、卡车、公共汽车、铁路、自行车和行人等。

•强大的矩阵引擎和几乎无限的建模能力：对要建模的区域数量或网络大小没有硬限制。矩阵和网络数据的高效存储不会降低处理速度。由于这些原因，TransCAD在许多美国大都市地区使用，包括纽约、洛杉矶、丹佛和达拉斯沃思堡。TransCAD还完全支持开放矩阵格式（OMX）。

•高质量的文档：TransCAD帮助系统包括全面的出行需求建模指导，其中包括许多示例和教程。软件最新版配套的中文版TransCAD用户手册、TransCAD交通需求模型手册、TransCAD路径和物流手册都为用户配备。

•高度的地理信息系统集成：TransCAD通过其内部地理信息系统体现了最高级别的地理信息系统集成，该系统具有许多独特的交通扩展。此外，TransCAD与其他GIS软件的集成非常好，因为它具有相似的数据结构，并支持矢量数据库和光栅图像的等很多流行数据格式。TransCAD与Esri和MapInfo数据配合良好，可与这些其他GIS软件包配合使用。

TransCAD建模能力

TransCAD包括用于出行生成、出行分布、方式划分、交通分配以及所有相关矩阵和网络程序的综合工具。TransCAD包括所有传统的四阶段模型和重要变种模型、数据需求不足下的快速响应模型和高级非集计需求模型。Caliper公司在不断增强TransCAD功能，以纳入最新的需求预测方法。

出行生成

   

TransCAD包括各种出行生成模型，用于预测任何地理集计级别的出行产生和吸引。其中包括交叉分类、回归和离散选择模型。TransCAD为出行生成模型的应用和评估提供了方法。还包括一个强大的方法，以产生符合人口分布的合成(仿真)人口。人口合成(仿真)的输出可作为传统出行需求模型和更先进的基于活动的模型（ABM）的输入。

出行分布

出行分布模型用于预测出发地和目的地之间的出行或其他交通流的空间模式。与用于出行分布模型类似的模型通常用于对商品流、零售贸易和商店顾客量进行建模。TransCAD提供了许多出行分布的工具，包括增长系数法、引力模型、生成摩擦系数和标定新模型参数的程序。TransCAD包括三重比例模型（三维约束），允许另一维度的约束。在三重比例模型中，P-A矩阵中的单元组需要求达到指定值。TransCAD允许对增长因子和引力模型应用附加维度。

除了传统的出行分布方法外，TransCAD还支持基于离散选择框架的现代出行分布技术，以在集计和非集计层面应用目的地选择模型。目的地选择模型包括影子定价选项，以确保产生和吸引之间的一致性。

方式选择

方式选择模型用于分析和预测个人或群体在选择用于特定出行类型的交通方式时做出的选择。通常，目标是预测方式的出行比重或出行次数。

方式选择模型的一个重要目标是预测公共交通吸引的出行比重。TransCAD提供了基于多项式和分层logit模型以及传统方法的标定和应用方式选择模型的程序，可以在集计或非集计层面上进行。

在TransCAD中，通过最大似然法对分层logit和多项式logit模型中的参数进行标定，该方法计算“最有可能”的数据中观察到的选择的参数集。在相同的软件环境中标定和应用分层logit模型非常方便。

一个特殊的界面允许您以图形方式绘制分层logit模型的结构。友好的管理窗口有助于设置实用程序功能和数据源。有了这个接口，标定分层logit模型变得前所未有的容易。

TransCAD支持评估和模型应用中的选择集变化，这对于准确的模型规范非常重要。TransCAD还提供了对FORTRAN、C、java和C++中用户定义方式选择程序的支持。

超快速、高度收敛的交通分配

TransCAD整合了交通分配方法学方面的多项突破，有助于更准确地分析道路交通和交通改善的影响。所有的用户均衡方法都可以达到非常高的收敛水平，并且计算速度前所未有的快。此外，所有这些方法都利用多线程在多核和多CPU计算机上运行得更快。

多模式、多用户(车种)交通分配

在这些先进的方法中，有一个非常灵活的、主要的多模式、多用户均衡或随机均衡分配模型，除了传统的路段通行费外，该模型还适用于现实的多用户进出口通行费。这是一种广义成本分配，使用特定于用户类的时间价值和网络使用限制。各种延误函数已经预先编程可用，并且还提供了用户编写自定义延误函数的功能。

服务水平（LOS）计算器

TransCAD包括几个模块，用于执行交叉口服务水平计算和计算相关HCM指标值。由于不需要数据转换，因此使用起来非常方便。

分配实用程序

查核线分析：查核线分析将出行分配结果和道路交通量进行比较。分析的方法是将查核线相交的路段，分方向的交通分配流量和调查流量之和进行对比。采用分配流量之和/调查流量之和来计算比率。查核线分析是校准出行分配模型的有用工具，也可用于更一般的目的，如计算穿过查核线的流量。

子区域聚焦：在预测某个地区的交通需求时，您可能有兴趣对某个子区域内的交通模式进行更详细的调查，例如市中心地区。为了便于子区域分析，TransCAD提供了一个程序，允许您为任何子区域创建O-D出表。简化的O-D表可用于在可能比区域网络更详细的子区域网络上执行交通分配，或用于子区域的交通仿真。

分配差异：您可以比较两个流表以查找分配差异。“分配差异”实用程序创建一个专题，以图形方式说明差异的位置和大小。该工具特别适用于分析网络属性（如通行能力或VDF参数）变化或采用不同分配技术的影响。

选择路段/小区分析：您可以创建一个O-D矩阵文件，该文件指示通过一组指定路段或小区（有时称为关键路段或关键小区）的出行数。您还可以创建一个分配表，其中包含通过一组指定路段或小区的路段上的流量。

公共交通

公共交通是TransCAD的一个专业，其功能超过其他规划软件包。TransCAD是唯一一个具有基于GIS的交通系统真实表示的软件。TransCAD具有特殊的数据结构，用于处理自然复杂的公交线路。可以存储、显示、编辑和分析路线。一个重要的特点是，公交线路可以直接放置在街道上，以便明确处理汽车和公交之间的相互影响。此外，站点不需要位于街道的交叉口，而是可以位于实际位置和街道的正确一侧。公交专用的可视化功能使其易于显示和标记重叠的路线。TransCAD拥有所有包中最广泛的公交路径查找程序，包括基于车头时距和基于时间表的方法。

基于时刻表的公交网络和路径：TransCAD拥有创建和使用公交网络的特殊工具和程序。公交票价可以指定为固定、分区或混合。使用公交网络和票价结构，您可以解决最短路径问题，计算公交路径属性（即Skim），并执行公交分配。TransCAD可以处理时刻表并帮助开发网络属性，如路线发车间隔。TransCAD可以根据时刻表执行公交分析，包括交互式基于时刻表的起点到终点路径、基于时刻表的公交Skim和基于时刻表的公交分配。从GTFS导入的公交网络也将导入时刻表数据。TransCAD包括最现实、最灵活的公交路径寻找和Skim方法。关键方法提供了出行者将使用的多条路径，并让分析师对到站和离站接驳、换乘属性进行精细控制。

公交分配：公交分配模型用于根据公交服务水平估计公交网络中使用路段的乘客数量。这些模型将O-D之间的客流矩阵以及公交网络作为输入，并生成路段和总乘客量统计数据。TransCAD包括一系列复杂的公交网络分配程序。这些程序包括对票价、车站选择、停车和换乘通道敏感的多用户类别方法，以及平衡分配，其中考虑了公交服务能力和乘客对拥挤、舒适度的影响，以及（可选）通过停留时间对路线出行时间的影响。这些方法根据其相对吸引力将特定起点和终点之间的流量分配到多条路径。公交分配程序生成公交网络中每条路线上每个站点的乘客量表。可选输出包括关键路段分析、上下客流量、站到站流量、路线到路线换乘量和总客流量。您还可以保存使用的路径并直接将其可视化。

谷歌GTFS支持：有了TransCAD，公共交通路线可以使用通用公交规范数据（GTFS）数据轻松绘制。数据可以直接作为TransCAD路线系统文件导入，也可以合并到可进行路径分析的街道文件上。该文件还可用于计算步行、驾驶和自行车到站和离站接驳。这些路线可用于先进的公共交通建模和公共交通可达性。在中国，可以通过互联网数据和插件快速生成路线系统，参见TransCAD快速创建公交模型数据库的方法。

基于活动的模型

TransCAD为定制的基于活动的模型（ABM）提供支持。它的特点是一个高效的计算平台，综合了多线程和并行处理的优点，以解决与实践中最复杂的ABM相关的大量人口和繁重的数值计算。建模者可以使用传统和最先进的计量经济学建模框架，包括线性回归、多项式和嵌套Logit、目的地选择、生存机会和多重离散连续极值（MDCEV）程序。易于使用的流程图界面允许对模型组件进行组织和互联，以表示所需的行为过程。灵活的参数编辑器有助于规范和编辑模型结构、效用方程和数据源，还允许用户定义表达式，从现有矩阵和表格中动态创建新变量。所有ABM功能都与其他TransCAD程序和工具集成，包括多模式交通分配、基于GIS的数据可视化和报告。TransCAD ABM的输出也可以直接用作TransModeler中基于仿真的动态交通分配（DTA）的输入。

道路和公交O-D反推/估计

准确和最新的出行表是交通规划模型的关键输入。传统上，收集城市区域内出行空间模式信息的主要方法是大规模家访调查。不幸的是，必要样本量的家访调查成本高昂，难以实施，因此很少进行。相比之下，路段上的交通量统计成本较低，在许多地区都是例行收集的。因此，有一种基于交通量统计创建或更新出行表的方法是非常有吸引力的。

TransCAD提供了非常灵活和有效的程序，用于根据网络路段流量计数样本和初始或基本出行表估计和/或更新O-D矩阵。

非机动化出行分析

使用TransCAD，您可以为自行车和行人提供独立且完全集成的网络。行人通道可以是完整的街道网络。步行路段可以包含在公交网络中。

货运模型应用

TransCAD旨在促进货运需求建模以及客运模型。TransCAD可以管理您的所有货运数据，无论涉及多少出发地、目的地、装运或商品。TransCAD为商品流和卡车出行建模提供了完整的解决方案。货运量可以很容易地分配到运输网络，铁路运输分配也有专门的分配程序。

数据存取

TransCAD包括模型开发人员发现在数据准备中不可或缺的实用程序。

地理编码：几乎所有形式的数据都可以在TransCAD中进行分析。出于大多数建模目的，每次调查都将按受访者的主要位置进行地理编码。对于出行者调查，每次调查通常都会根据其住所进行地理编码。

直接访问人口普查数据：美国人口普查数据在城市交通分析中非常有价值。TransCAD提供了大量的人口普查数据。TransCAD还提供了导入专门普查数据的程序。有从人口普查交通规划包（CTPP）导入数据的程序。CTPP数据是可供交通规划者使用的最有价值的数据集之一。TransCAD还提供最新的美国社区调查（ACS）数据。还提供访问LEHD数据的支持。

全球数据：越来越多的其他数据集可用于许多其他国家和地区的TransCAD。Caliper可以帮助您识别这些数据集。。

导入网络和出行表：TransCAD提供了从各种独立的交通规划软件包导入网络和网络数据的工具。这些网络转换为GIS数据库，可用于所有类型的规划、建模和绘图应用。TransCAD为TP+、EMME、TRIPS、QRSII、TMODEL和TRANPLAN多维数据集格式的交通规划网络文件提供无缝导入功能，通常无需预处理。其他数据可以从ASCII和许多其他格式导入。具体信息请参见TransCAD导入常用交通规划软件网络数据。

TransCAD中的脚本编写

TransCAD在构建完整的模型应用程序方面提供了极大的灵活性，具有易于学习和使用的吸引人的用户界面。模型可以编译、发布或分发给第三方，并锁定其关键属性，以保护不适当的修改。

TransCAD自带了自己的脚本语言GISDK™，这是GIS开发人员的工具包。GISDK是一种简单的面向对象脚本语言，提供数百个强大的建模和GIS函数。GISDK包括一个编译器和一个调试器，并提供创建模型脚本所需的所有工具。TransCAD也可以用Python编写脚本，并从任何.NET语言调用。

模型管理器：TransCAD模型管理器是一个图形环境，用于构建集成的出行需求规划模型和运行情景/方案。模型管理器允许您基于流程图界面创建、理解和编辑规划模型。它还提供了多种高级情景/方案管理工具。使用模型管理器，可以以交互方式指定要执行的建模步骤的顺序，选择所有输入和输出文件，并编辑模型程序参数。易于使用的界面还记录了模型及其组件，并简化了并行处理的设置。

情景/方案管理：模型管理器包括一个强大的情景/方案管理工具。一旦有了工作模型，就可以使用情景/方案工具箱来组织模型不同运行的参数并运行情景/方案。情景/方案工具箱是用于创建新情景/方案、编辑和查看其参数（输入和输出数据文件）以及在不同情景/方案下运行模型的控制面板。

面向对象的方法用于维护一组相互关联的情景/方案之间的关系。每个情景/方案都允许用户定义模型文件使用的基本目录，以及（可选）情景/方案的所有相关输入和输出文件名和参数。

此外，可以创建子情景/方案，它们是另一个情景/方案的子集。默认情况下，子情景/方案从其父情景/方案继承所有参数值。每当父情景/方案的参数更改时，子情景/方案的值都会自动更改，从而大大简化了模型过程。

创新的交互式批处理录制：TransCAD内置了一个创新的批处理录制系统。TransCAD允许您通过单击菜单项、在对话框中选择参数并保存相应的脚本，以交互方式创建脚本，避免了繁琐的编程。

技术服务和要求

TransCAD易于学习和使用并包含大量教程练习，以便您可以自行探索规划方法。Caliper还经常在波士顿和客户所在地提供培训课程。许多大学在交通规划教学中使用TransCAD。Caliper培训被公认为行业内最好的培训。Caliper已经培训了来自世界各地的5000多名专业人员使用TransCAD。TransCAD培训课程被《城市交通监测》在美国全国范围内进行的调查认定为提供的最佳培训课程之一。在中国，您可以根据需要得到交通模型师的专业培训。

技术支持和维护：TransCAD的使用具有规划软件专家的强大支持。技术支持通过电话和电子邮件提供，Caliper以其高质量和及时的支持服务而闻名。

TransCAD版本：TransCAD有两个版本。标准TransCAD包含本文章中描述的所有出行需求预测程序；这些程序不包括在基本TransCAD中。

Caliper 同时提供TransCAD for the Web™含有制作出色专业地图所需的所有工具，外加许多特殊功能，供您设计和运行通过互联网进行交互式地图操作的应用项目和基于位置的信息服务。

系统要求：TransCAD在任何运行Windows 7或更高版本的64位计算机上都能运行良好。推荐的硬件包括至少8GB的RAM、20GB的硬盘空间和一个可用的USB端口。对于特别多的交通分区，可能需要额外的内存和磁盘空间。根据Caliper的要求，可提供更详细的硬件建议。

 

 

 

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