綜合運輸網(wǎng)絡中的公路交通量分析與預測探討

蔡偉紅

（天津市市政工程設(shè)計研究院，天津300000）

1 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，如何利用運輸網(wǎng)絡中的公路交通量對當前的運輸情況進行分析，并采取正確的控制方法是當前的一項重要工作。本文針對目前影響綜合運輸網(wǎng)絡公路交通量的因素進行研究，并根據(jù)相應的預測提出公路交通量的控制措施。

2 綜合運輸網(wǎng)絡中的公路交通量預測

隨著當前經(jīng)濟與科學技術(shù)的進步，公路交通車流量隨之增多，使公路管理工作的難度逐漸加大，并且目前我國在該領(lǐng)域的技術(shù)與管理還存在著很多問題，如何加強交通網(wǎng)中交通量的預測，并解決實際交通運輸量問題是當前的一大難題。

公路交通調(diào)查是公路交通量分析和預測的重要基礎(chǔ)工作,目的是全面了解影響區(qū)域內(nèi)車流量、流向等方面的因素。公路交通調(diào)查的結(jié)果可以作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為現(xiàn)狀交通量分析、遠景交通量預測、公路服務水平分析以及經(jīng)濟評價等提供依據(jù)。在社會經(jīng)濟水平不斷提高,科學技術(shù)的不斷發(fā)展中,公路建設(shè)項目常采用四階段交通量預測模式,因考慮到誘增、轉(zhuǎn)移以及旅游交通量預測對公路交通量預測產(chǎn)生的影響,相關(guān)部門制定了相關(guān)的策略,如《公路建設(shè)項目可行性研究報告編制辦法》（交規(guī)劃發(fā)〔2010〕178 號）等,以此減少不必要的影響。新建公路工程未來的交通量構(gòu)成包括了隨區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展而增長的趨勢型交通量、項目建成帶來的誘增交通量以及其他運輸方式的轉(zhuǎn)移交通量。其中，趨勢型交通量是交通量預測的基礎(chǔ)；誘增交通量是本項目建成后而新產(chǎn)生的交通量，主要是在項目建成，道路條件改善后而引發(fā)的交通出行以及由于道路條件改善后,導致沿線地區(qū)產(chǎn)生新的經(jīng)濟點而產(chǎn)生的交通量[1]。

3 公路交通量預測容易忽略的問題

目前, 國內(nèi)對交通量分析與預測的研究基本依托于四階段預測法。不同的前期研究單位按照編制辦法的要求, 采用該方法對道路未來年交通量水平進行分析和預測。然而, 由于交通工程學涵蓋的預測研究范圍廣, 內(nèi)容多, 且針對我國國情和不同建設(shè)項目而言, 每個項目都有其自身的特點, 而編制辦法只能對具有一般性的研究內(nèi)容進行統(tǒng)一要求，導致在前期研究過程中, 容易忽視影響公路交通量分析和預測的一些因素。

3.1 對于季節(jié)性經(jīng)濟發(fā)展的疏忽

旅游業(yè)會對交通造成重要影響，旅游業(yè)的發(fā)展不僅與社會經(jīng)濟發(fā)展具有聯(lián)系，還會受到季節(jié)的影響。在旅游產(chǎn)業(yè)旺季時，交通量會增多，在旅游產(chǎn)業(yè)淡季時，交通量會大幅度減少。然而這些問題均是公路交通量預測過程中經(jīng)常會忽略的問題。

3.2 經(jīng)濟發(fā)展不均衡導致預測模型出現(xiàn)批漏

我國地域比較遼闊，不同地區(qū)有不同的生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，并且通過某種或某些產(chǎn)業(yè)帶動了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，使我國經(jīng)濟發(fā)展不均衡，主要體現(xiàn)在東部西部發(fā)展差異比較大，南部與北部經(jīng)濟發(fā)展差異比較大，然而不同地區(qū)通常會顯示出區(qū)域的特異性。目前，國內(nèi)相關(guān)研究機構(gòu)在交通量預測過程中，對道路誘增交通量均有提及。然而由于誘增交通量具有滯后性、有限性、潛在性、區(qū)域性等特點, 致使不同研究機構(gòu)對該問題的研究方法具有不明確性。很多機構(gòu)為了簡化工作量, 直接在原有趨勢交通量分布表中進行乘系數(shù)運算, 這種做法違背了求真務實的基本研究原則。另外，選擇交通量預測模型時，常忽略我國各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的客觀規(guī)律，使所選擇的模型參數(shù)過于籠統(tǒng)，缺乏對不同地區(qū)預測的針對性。如在誘增交通量的快速增長階段, 經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)由于經(jīng)濟基礎(chǔ)好從開始開發(fā)到開發(fā)完成所用時間較短, 因此，誘增交通量快速增長的時間較短,而經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)則相反。

4 提高運輸網(wǎng)絡公路交通量精確度的對策

4.1 采用智能化預測

近年來，智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System,ITS）在云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的熟練應用下發(fā)展得越來越為完善。短時交通量預測作為ITS 重要組成部分,其研究受到了國內(nèi)外領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注。近年來，相關(guān)工作主要是圍繞如何提高交通量預測精度展開,預測方法主要分為3 類：（1）以傳統(tǒng)數(shù)學原理為基礎(chǔ)確定數(shù)學模型的方法,如歷史平均模型（HA）、卡爾曼濾波、時間序列模型等；（2）以非線性理論為基礎(chǔ)的預測方法，如神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機、小波分析等；（3）以單項預測模型為基礎(chǔ)的多模型組合方法。高速公路交通量具有高度復雜的非線性特征，單一預測模型適用條件有限，通常只在某一個時期或某種特定條件下有很好的預測表現(xiàn)，如歷史平均模型訓練簡單，效率高，但不能應付突發(fā)事件；卡爾曼濾波模型預測精度高，但算法復雜、實時性差；神經(jīng)網(wǎng)絡模型適合復雜、非線性條件,但訓練過程復雜、收斂速度慢等。而組合模型能夠綜合各模型的特點,進一步提高交通量預測的精確度和可靠度。

4.2 四階段法預測

交通量預測采用城市交通規(guī)劃中通用的“四階段”方法，借助計算機軟硬件手段，通過對研究范圍內(nèi)的道路網(wǎng)絡的整體模擬進行交通量預測。具體預測步驟如下：（1）社會經(jīng)濟預測：根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃預測未來年經(jīng)濟增長率；（2）交通生成預測：通過道路交通與經(jīng)濟的相關(guān)性分析，預測未來年交通增長率；（3）交通分布預測：以某市交通調(diào)查的機動車OD 交通量調(diào)查（交通起止點調(diào)查）數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，獲得境內(nèi)小區(qū)的機動車OD 數(shù)據(jù)，提取基準年OD 表，利用增長系數(shù)法，得到未來年出行OD；（4）交通分配：將上述得到的各個交通小區(qū)的分方式的交通分布量分配到相應的道路網(wǎng)絡上成為交通分配，交通分配采用平衡分配法。通過對其進行應用，能夠全面的掌握各類交通量數(shù)據(jù)，從而對綜合運輸網(wǎng)絡中的公路交通量的預測提供可靠的數(shù)據(jù)資料[2]。

5 結(jié)語

綜上所述，目前綜合運輸網(wǎng)絡整體的發(fā)展和實際控制的預測依舊存在一些問題，需要整合當前發(fā)展階段的各種觀念合理應用先進的交通預測方法，加強人員技術(shù)能力培訓，從多方面進行體系維護，相信在不久的將來綜合運輸網(wǎng)絡的發(fā)展會越來越好。