Мартыненко Александр Валериевич – канд. физ.-мат. наук, доц., доц. кафедры «Естественно-научные дисциплины»
Scopus ID: 16039651100, Researcher ID: AAE-9576-2021, Author ID: 779563
620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, д. 66
Martynenko Alexander V. – Cand. of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Department of Natural Sciences
Scopus ID: 16039651100,Researcher ID: AAE-9576-2021,Author ID: 779563
66 Kolmogorova St., Yekaterinburg, 620034
Введение. В условиях крупных городских агломераций моделирование матрицы межмуниципальных корреспонденций необходимо для обоснования решений транспортного планирования. Наиболее распространённым инструментом является гравитационная модель, учитывающая пространственную удалённость между зонами, однако в агломерациях потенциально перспективен радиационный подход, опирающийся на механизм «промежуточных возможностей». При этом для агломераций крупных российских городов вопрос применимости радиационной модели до настоящего времени изучен недостаточно.
Цель работы. Оценить матрицу межмуниципальных корреспонденций в пределах городской агломерации по данным сотовых операторов о поездках населения и сопоставить точность гравитационной и радиационной моделей как инструментов, необходимых для решения задач транспортного планирования.
Материалы и методы. Использованы агрегированные данные сотовых операторов о межмуниципальных поездках населения в Екатеринбургской агломерации. В качестве обобщенной стоимости поездки использовались расстояния по сети автомобильных дорог, рассчитанные на основе данных OpenStreetMap. Для калибровки гравитационной и радиационной моделей с двойным ограничением использовались метод моментов и метод бипропорциональной балансировки. Результаты. Выполнена калибровка моделей, построены прогнозные матрицы корреспонденций, и проведена валидация по наблюдаемым потокам. Показано, что оба подхода адекватно воспроизводят основные направления типа «ядро–спутники», однако на потоках средней величины и на связях между городами-спутниками проявляются различия, обусловленные разными механизмами формирования перемещений в моделях. По абсолютным метрикам точности небольшое преимущество демонстрирует гравитационная модель, тогда как по относительным ошибкам более устойчивые результаты показывает радиационная. При этом показатели тесноты связи между наблюдаемыми и модельными потоками высокие для обеих моделей.
Заключение. Результаты подтверждают сопоставимую объясняющую способность гравитационного и радиационного подходов при моделировании матрицы межмуниципальных корреспонденций. При этом радиационная модель является более предпочтительной с точки зрения практического использования в силу своей простоты и отсутствия калибруемых параметров
Introduction. In large urban agglomerations, modeling an inter-municipal origin–destination (OD) matrix is necessary to substantiate transport planning decisions. The most widely used tool is the gravity model, which accounts for spatial separation between zones; however, in agglomerations a radiation approach based on the “intervening opportunities” mechanism may be promising. At the same time, the applicability of the radiation model to agglomerations of major Russian cities remains insufficiently studied.
The objective is to estimate an inter-municipal OD matrix within an urban agglomeration based on mobile network operator data on population movements and to compare the accuracy of the gravity and radiation models as tools required for solving transport planning tasks.
Materials and methods. Aggregated mobile network operator data on inter-municipal population trips in the Yekaterinburg agglomeration were used. Road-network distances derived from OpenStreetMap data were used as the generalized travel cost. For calibrating the doubly constrained gravity and radiation models, the method of moments and the biproportional balancing (Furness) method were applied.
Results. The models were calibrated, predictive OD matrices were constructed, and validation against observed flows was performed. Both approaches were shown to reproduce adequately the main “core–satellite” directions; however, for medium-sized flows and for links between satellite towns, differences appear due to different trip generation mechanisms in the models. In terms of absolute accuracy metrics, the gravity model demonstrates a slight advantage, whereas the radiation model shows more stable performance in terms of relative errors. At the same time, the strength of association between observed and modeled flows is high for both models.
Conclusion. The results confirm a comparable explanatory power of the gravity and radiation approaches in modeling an inter-municipal OD matrix. The radiation model is more preferable from a practical perspective due to its simplicity and the absence of calibratable parameters.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.