© Самсонова Наталья, ЦЭМИ РАН, МГУ
В статье рассматривается агент-ориентированная модель TransMob, которая имитирует взаимную динамику демографического развития, потребностей в транспорте, жилье и последующее изменение степени удовлетворенности жителей города. TransMob состоит и 6 модулей: смоделированное население, удобство жизни, журнал поездок, микросимулятор трафика, выбор жилого района и выбор режима передвижения. TransMob используется для моделирования динамики юго-восточного района Сиднея, Австралия, с 2006 по 2011 гг. с учетом демографического развития. Модель может быть также применена для имитации различных гипотетических сценариев политики городского планирования.
Модуль Население распределяет население и домохозяйства данной области согласно данным переписи. Данный модуль выполняет две задачи: построение начальной популяции, и ее развитие на каждом шаге моделирования. Агенты в модели характеризуются следующими параметрами: возраст, пол, семейное положение, зона проживания. Зона проживания включает показатели занятости, жилого фонда и транспортной инфраструктуры. Развитие популяции основано на взрослении агентов и на имитации основных жизненных событий (рождение, смерть, брак, развод).
Удобство жизни включает оценку индивидами качества условий, в которых они живут. Для оценивания уровня удовлетворенности условиями проживания в модели применена взвешенная линейная модель, откалиброванная данными, полученными посредством компьютеризированного телефонного интервью (CATI).
Журнал поездок содержит последовательность поездок индивида, способ передвижения, цель поездки, время отправления, начальный и конечный пункты назначения. Данные о поездках взяты из Бюро транспортной статистики, информация о начальном и конечном пунктах поездки взята из данных переписи населения и жилого фонда.
Микросимулятор трафика основан на прогнозном спросе передвижения, получаемого посредством анализа журнала поездок, и воспроизводит плотность трафика дорожной сети. Моделирование дорожного движения в TransMob реализуется с помощью модели динамического распределения поездок (DTA model), которая предполагает возможность агентов изменить свой маршрут в зависимости от условий дорожного движения и времени, проведенного в пути.
Выбор режима передвижения описывает процесс принятия решения относительно возможных режимов: водитель или пассажир личного автомобиля, пешеход, поездка на общественном транспорте, такси, велосипеде и т.д. Модуль применяет мультиномиальную логистическую регрессию, оценивающую коэффициенты функции полезности агентов по каждому режиму.
Модуль Выбор жилого района включает два отдельных процесса: решение переехать и процесс поиска нового жилья. Решение переехать определяется мультиноминальной логит-моделью с такими параметрами как изменение дохода домохозяйств, семейного положения (рождение ребенка, разведенные супруги, молодожены), продолжительность брака. Поиск нового жилья реализуется по следующим параметрам: размер дома (зависит от количества членов семьи), жилая инфраструктура, возможность приобрести дом в собственность или арендовать.
Результаты моделирования за 2011 год были сравнены с реальными данными и показали, что модель валидна по всем модулям (см.рис. 1). В модели также рассмотрены 4 гипотетических сценария политики городского планирования: основной (моделирование с 2006 по 2011 гг. и на 15 лет вперед), неограниченное предложение жилого фонда на исследуемой территории, включение параметра "двойной доход - отсутствие детей" , строительство трамвайных путей с неограниченным предложением жилого фонда вдоль них.
Рисунок 1. Плотность дорожного движения в окрестностях Университета Нового Южного Уэльса в 8.00. (а) по данным микро-симулятора трафика TransMob (b) по данным Google Traffic
Так, например, сценарий, предполагающий рост бездетных семей с двойным доходом, смоделировал сокращение численности населения (по сравнению с основным сценарием), повышение спроса на жилье малой площади и снижение числа поездок в школу в утренний час-пик. Также данный сценарий показал снижение численности агентов в возрасте от 15 до 29 лет через 20 модельных лет.
Сценарий создания нового общественного транспорта (трамвай) показал преимущество выбора данного режима передвижения как альтернативного и рост плотности населения в области прохождения трамвайных путей за счет переселения домохозяйств (миграции) в данную область.
Оригинал статьи: [Nam Huynh, Pascal Perez, Matthew Berryman and Johan Barthélemy. Systems 2015, 3(4), 177-210].