基于彈性系數(shù)法的魚田堡至石林公路交通量預(yù)測(cè)

蘇麗梅，張瑞剛

(1.重慶市萬(wàn)盛經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)交通局 重慶市 400800； 2.重慶市萬(wàn)盛經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)水務(wù)局 重慶市 400800； 3.重慶交通大學(xué) 水利水運(yùn)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶市 400041)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，交通量迅速增長(zhǎng)。合理地預(yù)測(cè)交通量將直接影響到項(xiàng)目決策方案的科學(xué)性，并為投資者帶來(lái)利潤(rùn)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者分別運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)模型算法、重力模型法、OD反推法、彈性系數(shù)法、“四階段法”理論等方法對(duì)交通量預(yù)測(cè)進(jìn)行了探討，在交通量預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域取得了一定的成果。

以改擴(kuò)建公路重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)魚田堡至石林公路項(xiàng)目為例，基于彈性系數(shù)法對(duì)遠(yuǎn)景交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析和計(jì)算。

1 預(yù)測(cè)思路與方法

交通出行需求與社會(huì)經(jīng)濟(jì)存在著明顯的相關(guān)性。在預(yù)測(cè)交通量的過(guò)程中，常以項(xiàng)目影響區(qū)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)為基礎(chǔ)，分析交通出行與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性，以此預(yù)測(cè)未來(lái)交通出行需求，推算未來(lái)交通量。重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)魚田堡至石林公路項(xiàng)目屬于改建公路項(xiàng)目，預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景交通量主要包括：自然增長(zhǎng)的趨勢(shì)交通量和誘增交通量。

趨勢(shì)交通量主要是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增長(zhǎng)的交通量。未來(lái)趨勢(shì)型交通量預(yù)測(cè)，主要通過(guò)研究未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，以及交通量同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)關(guān)系，分析未來(lái)交通量增長(zhǎng)的速度，從而計(jì)算出未來(lái)趨勢(shì)交通量。重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)魚田堡至石林公路的趨勢(shì)交通量主要來(lái)源于項(xiàng)目現(xiàn)有通道自然增長(zhǎng)的交通量，采用直接推算法預(yù)測(cè)。

誘增交通量是由于項(xiàng)目建成后新產(chǎn)生的交通量。項(xiàng)目的建成通車將使項(xiàng)目影響區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)的通行能力得到較大幅度提高，區(qū)域之間的時(shí)空距離縮短，從而節(jié)約運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)營(yíng)成本，誘發(fā)原來(lái)受通行能力或服務(wù)水平限制所抑制的潛在交通需求，產(chǎn)生新增交通量。采用誘增系數(shù)法進(jìn)行誘增交通量的預(yù)測(cè)。

2 彈性系數(shù)法及確定

交通需求歷來(lái)被認(rèn)為是派生性需求，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、社會(huì)活動(dòng)等為本源性需求，其變化直接決定交通需求這一派生性需求的大小。因此，通過(guò)分析地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的變化規(guī)律，分析它們與交通運(yùn)輸?shù)年P(guān)系，便可以掌握交通需求的變化規(guī)律。彈性系數(shù)法就是從總體上把握經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通運(yùn)輸發(fā)展的相互關(guān)系。彈性系數(shù)的定義式如下：

彈性系數(shù)常采用對(duì)數(shù)回歸分析與專家討論相結(jié)合的方法來(lái)確定。采用彈性系數(shù)模型如下：

y=a+bx

式中：y—客運(yùn)量，旅客、貨物周轉(zhuǎn)量；

x—經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)。

通過(guò)相關(guān)地區(qū)交通彈性系數(shù)的分析，采用類比分析的方法來(lái)確定該地區(qū)未來(lái)年交通彈性系數(shù)。具體工作步驟如下：

(1)篩選合適的統(tǒng)計(jì)資料和指標(biāo)；

(2)試算回歸方程及相應(yīng)的增長(zhǎng)率；

(3)征求專家意見，確定合理的回歸模型；

(4)彈性系數(shù)的估計(jì)。

3 算例分析

重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)魚田堡至石林公路是將現(xiàn)有道路升級(jí)為縣道，根據(jù)交通運(yùn)輸部頒布《公路、水運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目可行性研究編制辦法》規(guī)定，交通量預(yù)測(cè)年限為項(xiàng)目建成后20年；根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2014)的規(guī)定，三級(jí)公路設(shè)計(jì)交通量預(yù)測(cè)年限為15年。該工程交通量預(yù)測(cè)基年為2015年，預(yù)測(cè)特征年分別為2018年(建成第1年)、2025年、2032年(建成第15年)、2037年(建成第20年)。

3.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)

查閱文獻(xiàn)[12]，萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)歷年人口及國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值等經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主要指標(biāo)如表1所示。

表1 萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)歷年主要經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)

在此基礎(chǔ)上，采用定量分析與定性分析相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)歷史年份GDP進(jìn)行回歸分析。根據(jù)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的絕對(duì)值越來(lái)越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度將逐步放慢的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，最終可確定出項(xiàng)目影響區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)指標(biāo)，如表2所示。

表2 項(xiàng)目影響區(qū)GDP預(yù)測(cè)結(jié)果

3.2 彈性系數(shù)的確定

交通運(yùn)輸指標(biāo)選用了項(xiàng)目影響區(qū)2009年至2014年公路客運(yùn)量和貨運(yùn)量(見表3)。根據(jù)萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)歷年公路客貨運(yùn)量與歷年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的相關(guān)分析，得到交通運(yùn)輸指標(biāo)與GDP的回歸模型,如表4所示，進(jìn)而預(yù)測(cè)計(jì)算彈性系數(shù)。

表3 萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)交通運(yùn)輸彈性系數(shù)計(jì)算表

表4 GDP和客運(yùn)量回歸模型

根據(jù)上述模型的計(jì)算值，在歷史年份彈性系數(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合分析預(yù)測(cè)。并參照該地區(qū)類似項(xiàng)目研究成果，結(jié)合項(xiàng)目影響區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，并經(jīng)專家意見進(jìn)行修正，最后確定項(xiàng)目影響區(qū)各時(shí)期的客貨運(yùn)彈性系數(shù)如表5所示。

表5 交通發(fā)生量彈性系數(shù)表

3.3 交通量增長(zhǎng)預(yù)測(cè)

(1)趨勢(shì)交通量增長(zhǎng)率預(yù)測(cè)

魚田堡至石林公路位于重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)，根據(jù)區(qū)域未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)及各時(shí)期彈性系數(shù)預(yù)測(cè)，計(jì)算趨勢(shì)型交通量增長(zhǎng)率，如表6所示，根據(jù)調(diào)查得到的現(xiàn)狀相關(guān)道路路段流量，結(jié)合預(yù)測(cè)得到的趨勢(shì)交通量增長(zhǎng)率，計(jì)算得到本項(xiàng)目特征年趨勢(shì)交通量，如表7所示。

表6 趨勢(shì)型交通量增長(zhǎng)率表

表7 特征年趨勢(shì)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表(單位：小客車·輛/日)

(2)誘增交通量預(yù)測(cè)

誘增交通量是指由于道路新建或改建而產(chǎn)生的交通量，主要包括：時(shí)間和距離的縮短,引起出行成本的變化；改善了交通條件和投資環(huán)境，誘發(fā)了原來(lái)潛在的交通量。

根據(jù)影響區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)輸發(fā)展特點(diǎn)，參照省內(nèi)相關(guān)項(xiàng)目的誘增趨勢(shì)，確定各特征年誘增系數(shù)為：2018年為1.08，2025年為1.10，2032年為1.06，2037年1.05。計(jì)算得到本項(xiàng)目各特征年誘增交通量，如表8所示。

表8 本項(xiàng)目特征年誘增交通量預(yù)測(cè)結(jié)果表(單位：小客車·輛/日)

(3)項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)結(jié)果

綜合以上趨勢(shì)交通量、誘增交通量的預(yù)測(cè)結(jié)果，得到本項(xiàng)目未來(lái)特征年承擔(dān)的交通量，如表9所示。

表9 本項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)結(jié)果(單位：小客車·輛/日)

4 結(jié)論

(1)以重慶市萬(wàn)盛經(jīng)開區(qū)魚田堡至石林公路項(xiàng)目為例，將遠(yuǎn)景交通量劃分為自然增長(zhǎng)的趨勢(shì)交通量和誘增交通量，基于彈性系數(shù)法，進(jìn)行遠(yuǎn)景交通量預(yù)測(cè)分析和計(jì)算。

(2)選取運(yùn)輸指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),建立了回歸預(yù)測(cè)模型,計(jì)算結(jié)果顯示選用指標(biāo)高度相關(guān),計(jì)算方法合理。

(3)經(jīng)綜合分析預(yù)測(cè)，確定了各時(shí)期客貨運(yùn)彈性系數(shù)值；預(yù)測(cè)交通量符合項(xiàng)目所在區(qū)的公路建設(shè)工程可行性研究交通量預(yù)測(cè)要求。