擬建公路節(jié)約行駛里程計(jì)算研究

□王建偉 孫瑩瑩

在公路建設(shè)項(xiàng)目前期決策咨詢階段，需在項(xiàng)目建設(shè)必要性和迫切性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步評價(jià)項(xiàng)目運(yùn)營產(chǎn)生的相關(guān)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能效益。而在決策咨詢的相關(guān)評價(jià)中，節(jié)約里程是其中一項(xiàng)重要的計(jì)算參數(shù)，經(jīng)濟(jì)和節(jié)能評價(jià)均需基于該數(shù)據(jù)測算效益?？紤]到經(jīng)由路段出行OD量進(jìn)一步放大后，節(jié)約路徑計(jì)算的微小誤差，將直接影響到項(xiàng)目建設(shè)決策咨詢結(jié)論的正確性。因此，有必要通過建設(shè)項(xiàng)目對路網(wǎng)整體運(yùn)行影響的深度和廣度評估，運(yùn)用實(shí)例總結(jié)和科學(xué)歸納的方法，計(jì)算得到準(zhǔn)確的公路建設(shè)項(xiàng)目節(jié)約里程，從而更有效地支持項(xiàng)目決策。

一、項(xiàng)目“有無”影響機(jī)理分析

1.項(xiàng)目“有無”影響因素分析

“有項(xiàng)目情況下”擬建項(xiàng)目承擔(dān)的交通量在“無項(xiàng)目情況下”路網(wǎng)重分配，是從一種均衡狀態(tài)過渡到另一種均衡狀態(tài)，涉及因素較多。首先，擬建項(xiàng)目承擔(dān)的通行量不一定屬于單對OD。其次，重新分配至路網(wǎng)后，也并不一定選擇其他同一路徑，而且，所選擇的出行路徑也不以擬建項(xiàng)目的起終點(diǎn)為起始。由于缺少對擬建項(xiàng)目“有無”影響深度和廣度的定量測算，導(dǎo)致“無項(xiàng)目情況下”原有相關(guān)公路里程計(jì)算的難度和工作量增。

2.項(xiàng)目“有無”影響層次分析

為簡化影響分析，將各類影響歸結(jié)到路網(wǎng)的基本組成——路段。從路網(wǎng)組成路段的相互關(guān)系出發(fā)，提出以下4種相互關(guān)系：競爭、協(xié)作、從屬和波及。競爭關(guān)系是指兩條路段分別屬于同一OD對的不同出行路徑，在“無項(xiàng)目情況下”，競爭路段將承擔(dān)交通量分流作用；協(xié)作關(guān)系是指兩條路段屬于同一OD對的相同出行路徑，受“無項(xiàng)目”影響，協(xié)作路段的部分交通量也將分流出去；從屬關(guān)系則是指項(xiàng)目路組成路段，所受直接影響最大；波及關(guān)系屬于以上3種關(guān)系之外，波及路段既不屬于項(xiàng)目路，也不與項(xiàng)目路段存在競爭或協(xié)作關(guān)系，但它仍可能因與競爭、協(xié)作路段之間的競爭或者協(xié)作關(guān)系受到“無項(xiàng)目”影響。尤其在路網(wǎng)密集、布局和結(jié)構(gòu)合理的地區(qū)，項(xiàng)目“有無”影響將全面滲透路網(wǎng)。

綜合上述分析，“有無”對比下路網(wǎng)中交通量重分配的影響主要體現(xiàn)在以下3個層次。

第1層：擬建項(xiàng)目路通行量分流至相關(guān)道路。該層次影響最直接，影響對象包括從屬、競爭和協(xié)作路段。第2層：相關(guān)道路既有通行量受分流影響的擠出效應(yīng)。該層次影響對象為波及路段。第3層：路網(wǎng)整體通行能力下降后的擠出效應(yīng)。該層次影響已滲透至直接影響區(qū)外圍，影響程度最小，定量分析難度最大。

實(shí)際計(jì)算時(shí)往往簡單地以改擴(kuò)建項(xiàng)目的老路里程，或者新建項(xiàng)目的最短替代路徑里程代入，造成對擬建項(xiàng)目效益的估算錯誤，從而影響國民經(jīng)濟(jì)評價(jià)的準(zhǔn)確性。

3.沉沒數(shù)據(jù)再利用研究

在前期咨詢階段，對于公路運(yùn)營期內(nèi)影響區(qū)路網(wǎng)交通量分布特征有著較為深入的研究——在交通分配過程中，能產(chǎn)生可利用于計(jì)算相關(guān)道路里程的大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。一方面，里程節(jié)約因缺少定量數(shù)據(jù)而降低計(jì)算精度，另一方面，交通量分析有大量的計(jì)算數(shù)據(jù)被忽略。若能將項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算的定量要求與交通分配中產(chǎn)生的附屬數(shù)據(jù)相結(jié)合，充分挖掘既有數(shù)據(jù)的價(jià)值信息，將有效提高公路建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)評價(jià)的精度和準(zhǔn)度，從而進(jìn)一步完善我國公路建設(shè)投資決策機(jī)制。

二、構(gòu)建計(jì)算模型

項(xiàng)目“有無”的影響不僅局限于項(xiàng)目個體，且隨著項(xiàng)目的功能定位增強(qiáng)而持續(xù)擴(kuò)散至路網(wǎng)。因此，為全面深入評估影響，研究分別從兩方面構(gòu)造計(jì)算模型：A方案基于出行路徑變化；B方案基于路段通行量變化。A方案與交通分配模型契合，但由于出行路徑調(diào)整影響的多樣性和層次性，數(shù)據(jù)整理分析的工作量遠(yuǎn)超B方案。而B方案回避了中觀層路徑調(diào)整的復(fù)雜性，通過宏觀層路網(wǎng)和微觀層路段兩個層面，分別解決全面評估影響、批處理數(shù)據(jù)等問題。因此，選擇B方案的思路構(gòu)造計(jì)算模型更具實(shí)際應(yīng)用意義。

具體構(gòu)建思路為：依托交通分配數(shù)據(jù)，獲得“有無項(xiàng)目”情況下路網(wǎng)每條路段的交通量，兩者之差以路段里程為權(quán)重求和，得到“有無項(xiàng)目”路網(wǎng)車公里數(shù)的差值。此后以項(xiàng)目路上OD出行量平均該差值，最終求得每個OD出行量平均節(jié)約行駛里程。

三、應(yīng)用案例

為驗(yàn)證計(jì)算模型的有效性，選擇在儀揚(yáng)公路儀征新城段改造研究項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)評價(jià)中實(shí)際應(yīng)用，并進(jìn)行必要的計(jì)算結(jié)果比對。

儀揚(yáng)公路是沿江地區(qū)的一條地方干線，近年來隨著城市化的推進(jìn)，亟需對城鎮(zhèn)化路段進(jìn)行市政化改造。項(xiàng)目路是儀揚(yáng)公路儀征新城段的組成部分，里程長約1.3公里（如圖1所示）。

圖1 項(xiàng)目影響區(qū)路網(wǎng)模型

根據(jù)實(shí)際情況建立路網(wǎng)模型，全網(wǎng)有214條路段組成，路網(wǎng)總里程約46.85公里，項(xiàng)目影響區(qū)共劃分為44個交通小區(qū)（如圖2所示）。在遠(yuǎn)期“有項(xiàng)目”情況下，高峰時(shí)段本項(xiàng)目承擔(dān)的路段加權(quán)平均交通量約4817veh/h，而實(shí)際上經(jīng)項(xiàng)目路段的OD出行量達(dá)到6620veh/h，占全網(wǎng)出行總量的31.3%，聯(lián)絡(luò)OD點(diǎn)達(dá)到863對，占全網(wǎng)OD點(diǎn)對的44.6%（如圖3所示）。

圖2 項(xiàng)目路段承擔(dān)OD對分布圖

圖3 “有無”項(xiàng)目下路段交通量變化

相對于“有項(xiàng)目”時(shí)，“無項(xiàng)目”情況下通行量增長的路段數(shù)達(dá)到156條，其中79%的路段通行量增長比率在30%以上；剔除項(xiàng)目路段后，通行量下降的路段數(shù)為15條。全網(wǎng)85%的路段通行量受本項(xiàng)目影響。

根據(jù)分配結(jié)果測算，項(xiàng)目路路段加權(quán)交通量為4781veh/h，承擔(dān)的OD出行總量達(dá)到6620veh/h，這部分OD出行量在路網(wǎng)中因項(xiàng)目路建設(shè)所節(jié)約的行駛里程約4.98公里，路網(wǎng)總體節(jié)約的車公里數(shù)為32967.6veh· km/h。

四、結(jié)論

首先，案例計(jì)算結(jié)果表明，模型計(jì)算值對于路網(wǎng)出行路徑影響的衡量更加全面，由此測算的效益評價(jià)更加合理。模型計(jì)算值與采用同走向最優(yōu)替代路徑里程節(jié)約相比，差距往往為幾倍到幾十倍，而采用計(jì)算模型能夠確保節(jié)約里程的準(zhǔn)確性。

其次，模型所需要的數(shù)據(jù)主要來源于前期咨詢交通量分析中產(chǎn)生的過程沉沒數(shù)據(jù)，并不產(chǎn)生新增的工作量，反映了該模型具有可操作性。

最后，應(yīng)用案例項(xiàng)目路位于城鄉(xiāng)結(jié)合部，道路交通組成和周邊路網(wǎng)條件介于公路和城市道路之間，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果，計(jì)算模型可進(jìn)一步往城市道路建設(shè)項(xiàng)目推廣。但考慮到城市道路網(wǎng)布局和結(jié)構(gòu)較為完善，應(yīng)用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)研究道路網(wǎng)的整體交通承載力和交叉口影響。