高速公路交通量預(yù)測(cè)及分析
——太原二環(huán)高速凌井店至龍白段交通量預(yù)測(cè)及分析

張婧麗

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

交通量預(yù)測(cè)是高速公路建設(shè)中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工程建設(shè)規(guī)模以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)確定的基礎(chǔ)。本文對(duì)交通量預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了闡述，以山西省太原二環(huán)高速公路凌井店至龍白段這一實(shí)例進(jìn)行論證。通過對(duì)該項(xiàng)目社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通量的調(diào)查，建立適合的交通量預(yù)測(cè)模型，并對(duì)模型及預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)分析，得出預(yù)測(cè)模型適用于本項(xiàng)目，并為以后類似項(xiàng)目的交通量預(yù)測(cè)提供參考依據(jù)。

1 交通量預(yù)測(cè)方法及步驟概述

交通量預(yù)測(cè)采用“四階段預(yù)測(cè)法”[1]。首先分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與交通運(yùn)輸指標(biāo)之間的關(guān)系并建立相關(guān)模型，然后結(jié)合已經(jīng)建成的高速公路交通流特征和我國(guó)現(xiàn)階段的車輛保有量高增長(zhǎng)的特點(diǎn)對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。其次運(yùn)用模型對(duì)各影響區(qū)的未來特征年發(fā)生量與吸引量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過費(fèi)雷特法預(yù)測(cè)各個(gè)小區(qū)間各特征的年發(fā)生量和吸引量的具體分布。最后通過交通量分配模型對(duì)各特征年的OD在路網(wǎng)上的分配交通量進(jìn)行計(jì)算，得到項(xiàng)目及其相關(guān)公路的未來年正常趨勢(shì)型交通量。四階段預(yù)測(cè)法步驟見圖1。

圖1 四階段預(yù)測(cè)法工作步驟

2 項(xiàng)目區(qū)交通調(diào)查分析

2.1 項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目起點(diǎn)位于太原市陽曲縣凌井店鄉(xiāng)南社村，與太陽高速以樞紐式立體交叉的形式相接，路線向南在南莊村西設(shè)大橋上跨石太高鐵隧道段，經(jīng)過安塘村、內(nèi)界口村，進(jìn)入晉中市壽陽縣平頭鎮(zhèn)境內(nèi)，過外界口村、溝北村、董家莊、袁家莊、南梁村、金家莊村、黑水村、莊子溝、西韓村，經(jīng)后富溝村、郭家溝西、西坡村西、罕山村、西蒜峪村、高壁村、東左付村、白村，在晉中市榆次區(qū)什貼鎮(zhèn)龍白村西側(cè)到達(dá)終點(diǎn)，與龍城高速公路以龍白樞紐相接。

2.2 項(xiàng)目交通小區(qū)的劃分

項(xiàng)目路線起點(diǎn)位于陽曲縣凌井店鄉(xiāng)，終點(diǎn)在榆次區(qū)什貼鎮(zhèn)，是太原市二環(huán)高速公路的重要組成部分，根據(jù)項(xiàng)目對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸?shù)挠绊懗潭?，以及區(qū)域內(nèi)物資流動(dòng)和車流集散的特點(diǎn)，結(jié)合地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通現(xiàn)狀、路網(wǎng)狀況、行政區(qū)劃和交通出行分布特點(diǎn)，將項(xiàng)目影響區(qū)劃分為18個(gè)交通小區(qū)。具體劃分見表1。

表1 項(xiàng)目交通小區(qū)劃分表

2.3 項(xiàng)目區(qū)路網(wǎng)分布

在擬建項(xiàng)目主要影響區(qū)域內(nèi)，主要的干線公路有國(guó)道 G108、G208、G307、省道 S216、S314、S317 和已通車的東山過境高速公路、太舊高速公路、太陽高速公路等。

3 項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)方法

3.1 交通生成預(yù)測(cè)

本項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)采用近年來從美國(guó)引進(jìn)的專業(yè)性地理信息系統(tǒng)軟件TransCAD，可處理各種交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)，應(yīng)用于各種運(yùn)輸方式，建立交通規(guī)劃信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。

本文對(duì)項(xiàng)目主要影響區(qū)內(nèi)的公路的客貨運(yùn)量、歷年交通量與社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析。經(jīng)過線性模型計(jì)算結(jié)果分析，得出歷年客運(yùn)量與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和人口指標(biāo)的關(guān)系較密切；貨運(yùn)量與第一、第二生產(chǎn)總產(chǎn)值關(guān)系密切。采用回歸分析得出相關(guān)模型，見表2。

表2 研究項(xiàng)目主要影響區(qū)交通量預(yù)測(cè)模型表

3.2 交通分布預(yù)測(cè)

3.2.1 趨勢(shì)型交通分布預(yù)測(cè)

本文采用“費(fèi)雷特法”（Frator Method）對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行交通分布計(jì)算，推算出i區(qū)與j區(qū)間分布的交通量。以基年的OD表分布的交通出行量為基礎(chǔ)，結(jié)合交通出行生成預(yù)測(cè)的發(fā)生量和吸引量的增長(zhǎng)倍數(shù)。應(yīng)用費(fèi)雷特交通分布預(yù)測(cè)模型對(duì)各交通小區(qū)未來的出行和吸引進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3.2.2 誘增交通量

本項(xiàng)目的建成，縮短了區(qū)域之間的“時(shí)間距離”，將誘發(fā)出新的交通量，這部分交通量叫誘增交通量。本文按照區(qū)域間的運(yùn)行時(shí)間距離這一因素，按照“有無比較法”原則，采用重力模型的思想，分為現(xiàn)狀區(qū)間交通出行量為零與不為零兩種分別計(jì)算[2]。

a）現(xiàn)狀區(qū)間出行的交通量不為零時(shí)，誘增交通量的預(yù)測(cè)采用公式（1）：

式中：Q'ij為i區(qū)到j(luò)誘增交通量；Qij為i區(qū)到 j趨勢(shì)型交通量；Dij為無此項(xiàng)目時(shí)，i區(qū)到j(luò)區(qū)出行時(shí)間；D'ij為有此項(xiàng)目時(shí)，i區(qū)到j(luò)區(qū)出行時(shí)間；r為重力模型參數(shù)。

b）現(xiàn)狀區(qū)間出行的交通量為零時(shí)，誘增交通量的預(yù)測(cè)采用公式（2）：

式中：Pi為i區(qū)發(fā)生交通量；Aj為j區(qū)集中交通量；k、α、β、r為重力模型參數(shù)。

經(jīng)過計(jì)算，可得到各特征年誘增型客、貨流量。

3.2.3 基年OD分布

為了解項(xiàng)目影響區(qū)內(nèi)公路交通流的流量和流向，全面掌握交通量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)資料，本項(xiàng)目對(duì)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了24 h OD調(diào)查，通過對(duì)調(diào)查樣本進(jìn)行必要的修正，結(jié)合調(diào)查地點(diǎn)相應(yīng)的周（日）、月不均勻系數(shù)，得出項(xiàng)目基年（2014年）OD分布表，見表3。

根據(jù)基年OD分布表，結(jié)合項(xiàng)目影響區(qū)經(jīng)濟(jì)、客貨流量與交通量之間的模型關(guān)系，運(yùn)用Trans CAD軟件得出各特征年的OD分布表。具體各特征年OD分布表在本文中略去。

3.3 交通分配

3.3.1 交通分配工作流程

在交通分配時(shí)主要考慮道路的通行能力及通行時(shí)間，采用多路徑概率分配方法[3]，在現(xiàn)有路網(wǎng)上對(duì)基年OD進(jìn)行分配。

3.3.2 分配模型檢驗(yàn)

經(jīng)過模型分配，可得到主要相關(guān)公路基年各區(qū)間平均交通量，見表4。文中選用與項(xiàng)目關(guān)系密切路段進(jìn)行檢驗(yàn)，分配結(jié)果和觀測(cè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字基本相吻合。

表3 2014年（基年）公路汽車交通量現(xiàn)狀O-D表 pcu/d

表4 基年交通量分配結(jié)果檢驗(yàn)表 標(biāo)準(zhǔn)小客車

3.3.3 分配結(jié)果及分析

經(jīng)過以上步驟，得到本項(xiàng)目方案公路未來特征年斷面趨勢(shì)型、誘增型、總交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，見表5。并得出2037年汽車出行期望見圖2。

表5 擬建公路特征年（趨勢(shì)型+誘增型）交通量預(yù)測(cè)值 pcu/d

圖2 2037年汽車出行期望圖

4 結(jié)論及建議

a）本文主要采用路邊詢問調(diào)查方法，在項(xiàng)目周邊道路設(shè)點(diǎn)對(duì)過往車輛進(jìn)行24 h連續(xù)調(diào)查。通過調(diào)查得到的數(shù)據(jù)資料，不僅為本項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)提供最直接有效的資料，也為今后山西路網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃提供依據(jù)。

b）本文重點(diǎn)在建立適合本項(xiàng)目的交通預(yù)測(cè)模型，運(yùn)用模型對(duì)車輛OD調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)未來正常趨勢(shì)下的交通量，通過預(yù)測(cè)分析可以為《山西省高速公路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整方案》提供有力的依據(jù)。

c）本文中建立的交通量預(yù)測(cè)模型，通過模擬分析，與山西省近幾年道路交通量的發(fā)展趨勢(shì)基本吻合。這在一定層面上說明這套預(yù)測(cè)模型在未來一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)類似項(xiàng)目的交通量預(yù)測(cè)分析具有參考價(jià)值。