基于收費(fèi)數(shù)據(jù)的高速公路暑期交通流時空特征分析

田 甜

(重慶交通大學(xué)，重慶 400074)

0 引言

我國目前仍處于快速發(fā)展的城市化階段，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年我國城市化率達(dá)到59.58%，而根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃，城市化應(yīng)以大城市為依托，城市化率作為一個全國概念，特大和超大城市應(yīng)繼續(xù)大力吸納人口，繼續(xù)發(fā)展.城市化的進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致越來越多的綠地、林木等生態(tài)本底轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ锖陀不孛鏋橹鞯某鞘械酌?下墊面物理特性的改變導(dǎo)致以城市熱島效應(yīng)為主的一系列城市生態(tài)環(huán)境問題，市區(qū)中溫度顯著高于城市周邊郊區(qū)溫度的現(xiàn)象日益嚴(yán)重[1].重慶作為我國面積最大的城市，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，夏季的日最高溫度幾乎維持在35℃及以上，因此得名“四大火爐”之一.根據(jù)何澤能[2]的研究在1961—2016 年間重慶市主城區(qū)年平均熱島強(qiáng)度總體呈上升趨勢，且各季節(jié)的平均熱島強(qiáng)度均呈上升趨勢，其中盛夏熱島強(qiáng)度上升的趨勢最明顯.這一明顯的趨勢，使得重慶市高速公路暑期“避暑”流量急劇增加，公眾大規(guī)模集中出行，最終導(dǎo)致路網(wǎng)交通供需矛盾嚴(yán)重激化.但目前國內(nèi)學(xué)者大多以重大節(jié)假日高速公路出行特征[3-5]以及流量預(yù)測[6-9]為研究重點(diǎn)，對于近幾年由氣候變化引起的高速公路交通流運(yùn)行特征變化卻少有研究.

因此，本文以重慶市為例，基于重慶市高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)，分析暑期流量的時空特征，挖掘重點(diǎn)旅游線路的車型占比和出行時間分布特征，為今后公眾出行選擇和交通管理人員及時部署交通管控資源，最大限度發(fā)揮已有道路的通行能力，保證高速公暑期運(yùn)行通暢及道路安全提供基礎(chǔ)支撐.

1 數(shù)據(jù)與方法

高速公路暑期交通流主要是指7～8月份天氣炎熱時段在高速公路出行的車流.由于7～8月份處于學(xué)生暑期放假期間以及全年最熱時刻，大規(guī)模的“避暑流”使得路網(wǎng)運(yùn)行特征出現(xiàn)了新的變化.因此，本文將采用重慶市運(yùn)輸調(diào)度中心提供的高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)研究重慶市高速公路暑期交通流時空特征.其中，髙速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)時上傳的高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)記載著每一輛車的通行信息，包括車牌號，車輛出入口收費(fèi)站編碼、車輛出入口時間、車輛類型等相關(guān)信息，具體格式及內(nèi)容如表1所示.本文選取了2018年8月(暑期)高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)研究高速公路暑期交通流出行特征，并結(jié)合3月(非暑期)高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，其主要研究內(nèi)容包含以下幾個方面：

1)在時間維度上，對比分析暑期與非暑期周一至周日的交通流的變化情況.同時研究工作日(除周五)、周五、周六和周日4種場景下全市高速路網(wǎng)小時交通量變化情況和不同場景之間的差異性.

2)在空間維度上，挖掘車輛暑期出行的高頻收費(fèi)站以及在暑假期間流量突增的收費(fèi)站.

3)針對重慶市重點(diǎn)旅游線路，挖掘分析旅游線路的車型占比和暑期旅游線路上車輛出行集聚時間.

表1 高速公路出口刷卡數(shù)據(jù)

2 重慶市高速公路暑期交通流時空特征研究

本次研究共統(tǒng)計(jì)2018年3月路網(wǎng)交通量約為2 073萬輛次，日均路網(wǎng)交通量約為67萬輛次；8月路網(wǎng)交通量約為2 282萬輛次，日均路網(wǎng)交通量約為74萬輛次；即根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，重慶市高速公路車輛8月暑期期間交通總量相比3月增加209萬輛次，可見暑期交通流量增長較大，深入探究交通流的時空特征，對及時合理地部署交通管控資源具有重要意義.

2.1 出行時間特征分析

2.1.1 日交通量

各項(xiàng)社會活動和生計(jì)需求會產(chǎn)生各種出行需求，而不同的出行需求受時間、空間、天氣等因素影響，在不同的時段內(nèi)引起流量變化[6].為了分析暑期交通流周一至周日的流量變化趨勢，對比分析3月和8月全市高速路網(wǎng)周一至周日的平均交通量.如圖1所示，對比3月非暑期和8月暑期期間流量變化趨勢，8月周一至周日流量相比3月增加5萬輛次以上，其中周日流量增加最高達(dá)10萬輛次.從一周內(nèi)流量變化趨勢來看，3月和8月周一至周日流量變化情況趨同，周一至周四流量變化幅度不大，周五流量開始增加，并延續(xù)至周日.

圖1 重慶市高速公路3月和8月周一至周日平均交通流對比圖

2.1.2 小時交通量

小時交通量指每小時在高速路網(wǎng)出行車輛的總和.通過分析小時交通量可反映高速路網(wǎng)中車輛出行在一天中的集聚時間.本文將8月分為工作日(除周五)、周五、周六和周日4種場景，分析這4種場景下的全市高速路網(wǎng)小時交通量，如圖2所示.

1)8月暑期期間工作日(除周五)小時交通量呈現(xiàn)“雙峰”趨勢，其早高峰為08:00—11:00，晚高峰為15:00—18:00；

2)周五小時交通量為“單峰”趨勢，00：00—12:00小時交通量變化與周一至周四呈現(xiàn)相同趨勢，但晚高峰提前至13:00，延續(xù)至19:00，17:00達(dá)到最高流量，且比工作日(除周五)相同時刻的流量增加了11 416輛次；

3)周六小時交通量為“單峰”趨勢，早高峰為08:00—12:00，10:00達(dá)到最高流量，比工作日(除周五)相同時刻的流量增加了11 988輛次，13:00—23:00小時交通量比工作日(除周五)高；

4)周日小時交通量變化與工作日(除周五)趨同，均為“雙峰”趨勢，但早高峰推遲至09:00，延續(xù)至11:00，晚高峰為14:00—20:00.

圖2 重慶市高速公路8月各場景的小時交通量

2.2 出行空間特征分析

圖3 重慶市高速公路8月流量增長最多的前15條線路流量

重慶市高速公路全路網(wǎng)共280個收費(fèi)站點(diǎn)，在區(qū)分線路方向的前提下，共有78 400(280×280)條出行線路.8月車輛全路網(wǎng)實(shí)際出行線路45 354條.其中8月流量最大的前10條線路主要為草壩場—G65渝北、G65渝北—草壩場、合川—G75北碚、G75巴南—綦江、G85九龍坡—珊瑚、綦江—G75巴南、G75北碚—合川、G75北碚—沙溪、趙家—開縣，這些線路的交通量與3月相差不大，日均流量在10萬以上.由于其交通出行量大且流量變化小的特點(diǎn)，在發(fā)生常發(fā)性擁堵時，可考慮擴(kuò)建道路，提高道路服務(wù)水平.

8月暑期交通量相比3月非暑期期間流量增長最多的15條線路中G75崇溪河、武隆、萬盛、南川、涪陵等收費(fèi)站點(diǎn)均為旅游線路出口站點(diǎn)，如圖3所示.在重點(diǎn)旅游線路上，這一流量突增現(xiàn)象極易引起交通擁堵，降低路網(wǎng)通行效率，甚至引發(fā)交通事故.

3 重慶市重點(diǎn)旅游線路交通量特征分析

2012年以來，重慶市通過大力實(shí)施精品景區(qū)提升和市級旅游度假區(qū)建設(shè)，成功打造推出了南川金佛山、酉陽桃花源、萬盛黑山谷、江津四面山、云陽龍缸等一批精品景區(qū)；創(chuàng)建命名市級以上旅游度假區(qū)15個，其中仙女山度假區(qū)獲批全國首批17個國家級旅游度假區(qū)之一[10].重慶市作為2017年最熱門的旅游城市，其自然旅游資源豐厚，旅游基礎(chǔ)設(shè)施完善，傳統(tǒng)歷史文化悠久，并打造了溫泉度假、濱湖類度假和山體類度假等項(xiàng)目吸引大量本地和外地游客來渝避暑旅游.在促進(jìn)了本地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也加重了高速公路路網(wǎng)運(yùn)輸壓力.因此，本文選取重慶市5條重點(diǎn)旅游線路G75巴南—G75崇溪河、G75巴南—萬盛、G65巴南—武隆、G50S南岸—涪陵南、G65巴南—G69南川，分析8月暑期期間不同線路的車輛類型分布情況和出行時間特征，從而掌握暑期重點(diǎn)旅游線路車輛的時空分布規(guī)律.

3.1 重點(diǎn)旅游線路車型占比分析

根據(jù)重慶市運(yùn)輸調(diào)度中心提供資料，重慶市高速公路出行車輛按車型分為9類，小客車、大客車、小型貨車、中型貨車、大型貨車以及特大型貨車等.具體車型代碼對照表如表2所示.對不同車型的交通量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到8月暑假期間不同旅游線路的各種車型比例.

3.1.1 小客車分布情況

隨著汽車保有量不斷增加，相比其他類型車輛，小客車的數(shù)量占比最大.因此，小客車是高速路網(wǎng)交通流中的主要流量.在8月暑期期間，小客車在75巴南—G75崇溪河、G75巴南—萬盛、G65巴南—武隆、G50S南岸—涪陵南、G65巴南—G69南川這5條旅游線路的占比分別為：90.12%，94.97%，91.98%，93.79%，87.63%.

表2 車型代碼對照表

經(jīng)重慶市文化和旅游發(fā)展委員會公布數(shù)據(jù)重慶市旅游網(wǎng)數(shù)據(jù)，武隆區(qū)仙女山為2018年度旅游人數(shù)最多的景點(diǎn)，作為主城區(qū)通向景點(diǎn)的主干道，G65巴南—武隆的小客車出行量顯著增高，為同期其他景點(diǎn)的最高值.其他景點(diǎn)雖未出現(xiàn)如此大幅度的增長，但是暑期增加的交通量均值為6萬輛次，各線路的小客車的增長量如圖4所示.由旅游帶來的車流量的急劇增長容易導(dǎo)致道路通行能力下降、交通事故率上升等交通問題.因此，在暑假期間，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)監(jiān)控流量漲幅較大的線路，提前對重點(diǎn)旅游線路的出行車輛實(shí)施誘導(dǎo)和管控.

圖4 重慶市高速公路3月和8月小客車流量對比圖

3.1.2 非小客車分布情況

大型客車和貨車的安全出行關(guān)系到我國物流業(yè)的安全有序發(fā)展和人民群眾的出行安全，也直接關(guān)系著客貨車駕駛?cè)俗陨戆踩?掌握客貨車出行分布特征，能為加強(qiáng)客貨車監(jiān)管控制提供依據(jù).8月暑假期間，非小客車在重點(diǎn)旅游線路上的分布情況如下：

1)相比3月非暑期期間，各線路非小客車占比變化不大；

2)在G75巴南—G75崇溪河和G65巴南—G69南川線路上15 t以上特大型貨車交通量最大，小型貨車和中型貨車次之；

3)在G75巴南—萬盛和G50S南岸—涪陵南線路上20～39座大客車和小型貨車交通量最大；

4)在G65巴南—武隆線路上20～39座大客車交通量最大，40座以上大客車次之.

由上述分析可知，小型貨車、20～39座大客車和15 t以上特大型貨車的各線路中流量較大，應(yīng)作為客貨車的重點(diǎn)監(jiān)管對象.

3.2 重點(diǎn)旅游線路出行時間特征分析

3.2.1 小客車出行時間特征

圖5 重慶市重點(diǎn)旅游線路8月小客車交通量

重慶市重點(diǎn)旅游線路上的小客車出行呈現(xiàn)“雙峰”趨勢.如圖5所示在8月暑假期間，00:00—07:00是小客車出行的低峰時段.在G75巴南—G75崇溪河、G75巴南—萬盛和G50S南岸—涪陵南這3條線路上小客車出行流量隨時間變化的趨勢基本相同，09:00—12:00為早高峰，14:00—18:00為晚高峰.G65巴南—武隆線路的小客車出行早、晚高峰推遲到10:00—12:00和15:00—18:00.G65巴南—G69南川線路的早晚高峰趨勢并不明顯.

3.2.2 非小客車出行時間特征

根據(jù)3.1的分析可知，非小客車的各類車型在不同線路的占比不同.在G75巴南—G75崇溪河和G65巴南—G69南川線路15 t以上特大型貨車交通量最大，并集中00:00—06:00和21:00—00:00出行.在G75巴南—萬盛和G50S南岸—涪陵南線路上20～39座大客車和小型貨車交通量最大，集中出行時間為06:00—21:00，且20～39座大客車的流量變化也存在“雙峰”趨勢.G65巴南—武隆線路上20～39座大客車和40座以上的大客車集中在08:00—21:00出行，其中08:00—12:00流量最大.

4 結(jié)論

為了掌握重慶市暑期流量時空特性，本文對3月和8月的流量時空特征以及重點(diǎn)旅游線路的車型占比分布進(jìn)行對比分析.

1)通過對比分析，顯示暑期交通總量相比非暑期增加了209萬輛次.由于避暑而增加的交通出行量已經(jīng)成為了暑期交通安全管控的重要影響因素之一.

2)暑期與非暑期周內(nèi)日流量環(huán)比變化情況趨同，在周一至周四流量變化幅度不大，周五流量開始增加，并延續(xù)至周日，但周一至周日暑期流量相比非暑期增長了5～10萬輛次.此外，暑期流量周五集中在13:00—19:00，周六集中在08:00—12:00.

3)暑期流量增長最多的線路，主要以旅游線路為主.從重慶市主城區(qū)到綦江花壩旅游旅游度假區(qū)、萬盛黑山谷、武隆仙女山、涪陵武陵山、南川金佛山等景區(qū)的主要線路應(yīng)作為暑期重點(diǎn)監(jiān)管對象.

4)小型貨車、20～39座大客車和15 t以上特大型貨車在重點(diǎn)旅游線路中流量占比較大，其通暢、安全出行是高速路網(wǎng)交通安全運(yùn)行的重要保障.