蘭州新區(qū)精細(xì)化工園區(qū)配套道路工程交通分析及預(yù)測淺述

劉宏俊，郭泰寅，白玉貴，李海峰

（蘭州新區(qū)市政研究院有限公司）

1 引言

擬建蘭州新區(qū)精細(xì)化工園區(qū)東區(qū)配套道路工程（一期）位于蘭州新區(qū)北部，項目建成后可提供便利的交通運(yùn)輸條件，影響區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸體系，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，項目交通量由趨勢交通量與誘增交通量兩部分組成。

2 預(yù)測年限和特征年確定

擬建FD9#、FD20#、FD28#、FD32#、JX1#、JX2#六條道路，道路等級均為城市支路，設(shè)計速度20km/h。道路交通量預(yù)測年限為項目建成通車10a內(nèi)，項目計劃2021年5月竣工、通車。綜合考慮項目所在地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃以及擬建項目的工期安排，預(yù)測特征年為2021年、2026年、2031年。

2.1 路網(wǎng)基本特征

對影響區(qū)內(nèi)現(xiàn)有路網(wǎng)和規(guī)劃路網(wǎng)的調(diào)查、分析，目的是使在擬定的路網(wǎng)上進(jìn)行交通量分配基本符合實際情況。

2.2 規(guī)劃路網(wǎng)設(shè)定

擬定規(guī)劃路網(wǎng)遵循以下原則：①與基年路網(wǎng)覆蓋范圍相同；②符合擬建蘭州新區(qū)路網(wǎng)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃；③滿足擬建項目交通量預(yù)測要求。

3 交通量預(yù)測

3.1 交通量調(diào)查

3.1.1 調(diào)查對象

除特種車輛以外，經(jīng)過調(diào)查點的機(jī)動車輛、拖拉機(jī)及農(nóng)用車輛僅進(jìn)行交通量的觀測。

3.1.2 調(diào)查內(nèi)容

主要調(diào)查車輛出行的起訖點及車型。

3.2 交通調(diào)查資料整理

3.2.1 年平均日交通量的推算

本文以O(shè)D調(diào)查和交通量觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合歷年交通觀測資料進(jìn)行修正，得出年平均日交通量，具體如下：

式中：Qijk為i地點、j方向、k類車的年平均日交通量；qijk為i地點、j方向、k類車的 12h 或 24h 觀測交通量；βi中i為地點交通量的晝夜比(24h 觀測時為1.0)；γi中i為地點交通量的月不均勻系數(shù)；δi中 i 為地點交通量的星期不均勻系數(shù)。

進(jìn)行 24h OD 調(diào)查可以消除夜間交通量較大路段的日夜交通量構(gòu)成的差異[1]。本次OD調(diào)查全為 24h，交通量晝夜比βi取1.0；月、周不均勻系數(shù)取自類似觀測站資料，月不均勻系數(shù)為 1.07，周日(周四)不均勻系數(shù)為1.02。

3.2.2 現(xiàn)狀OD表的生成

OOD調(diào)查收集到的原始OD表通過鑒別、登錄、補(bǔ)遺后，按統(tǒng)一口徑編碼，輸入計算機(jī)，由計算機(jī)匯總并由α、β、δ參數(shù)修正后，換算成年平均日交通量，生成各類現(xiàn)狀OD表(全車種OD匯總表、客車OD匯總表、貨車OD匯總表)。

3.3 調(diào)查結(jié)果分析

交通量調(diào)查結(jié)果中，貨車只占32%，而客車占68%，可見該區(qū)段客車交通量占比遠(yuǎn)高于貨車占比。其中又分別以中型貨車與小客車為主。

3.4 交通量的預(yù)測

3.4.1 基本方法與分析步驟

①對化工園區(qū)及新區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和未來發(fā)展趨勢進(jìn)行全面分析預(yù)測；②根據(jù)新區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，綜合分析區(qū)域內(nèi)交通出行特點，預(yù)測區(qū)域發(fā)生及吸引交通量；③預(yù)測交通量空間分布情況；④根據(jù)未來區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)上的車輛運(yùn)行特點，把區(qū)域間的預(yù)測交通量綜合分配到路網(wǎng)上。

3.4.2 發(fā)生、吸引交通量預(yù)測

未來十年將是蘭州新區(qū)道路網(wǎng)高速發(fā)展的時期，為道路的規(guī)劃、建設(shè)而進(jìn)行的交通調(diào)查越來越重要。因此，交通量觀測點布設(shè)的是否合理也非常重要。本項目采用連續(xù)式觀測點掌握交通量的時間分布規(guī)律，同時設(shè)置間歇式觀測點來掌握交通量在地域上的分布規(guī)律。另有一些專項交通調(diào)查，設(shè)置了臨時性觀測點。

1）交通片區(qū)的劃分

根據(jù)蘭州新區(qū)土地使用規(guī)劃，考慮市區(qū)之間的流量與流向關(guān)系，將全區(qū)劃分為南區(qū)、北區(qū)及外圍片區(qū) 14 個小區(qū)，其中 1-10 號片區(qū)為新區(qū)內(nèi)部交通小區(qū)，11-14 號片區(qū)分別為新區(qū)外圍片區(qū)，擬建項目位于7/10號片區(qū)。

2）出行量的生成

交通片區(qū)劃分之后，根據(jù)蘭州新區(qū)總體規(guī)劃、人口發(fā)展與分布及出行目的等計算各小區(qū)的出行吸引量和產(chǎn)生量。以蘭州新區(qū)具體情況為依據(jù)，參考其他城市成功案例，通過類比方法確定遠(yuǎn)景人均出行次數(shù)，再根據(jù)新區(qū)規(guī)劃人口得出全區(qū)的總出行量，并確定主要出行目的及其比例。

3）交通方式劃分與出行量的分布

全區(qū)按四種主要交通方式預(yù)測，即步行、自行車、公共汽車及私人小汽車。平均出行距離與人口規(guī)模有關(guān)系。

根據(jù)蘭州新區(qū)遠(yuǎn)景規(guī)劃和現(xiàn)狀，結(jié)合出行方式，選擇重力模型作為出行分布模型。之后求出模型所需參數(shù)及指標(biāo)的上下限。綜合考慮各種交通方式平均出行距離和交通服務(wù)水平等因素。將出行方式選擇模型代入分布模型，通過計算機(jī)反復(fù)迭代運(yùn)算至結(jié)果與指標(biāo)相符。最后求出片區(qū)間的出行量。

式中：Qij為i區(qū)到j(luò)區(qū)的出行交換量；Kj為j區(qū)的出行吸引量；Qi為i區(qū)的修正系數(shù)；Ki為i區(qū)的出行產(chǎn)生量；Qj為j區(qū)的修正系數(shù)；Tij為i區(qū)到j(luò)區(qū)的交通距離；a為阻抗系數(shù)。

4）車流量分配

首先以小汽車擁有量和公共服務(wù)水平等為主要參數(shù)，分別利用容量限制分配法和最短路徑法，確定主要公交形式，將車流量分配于規(guī)劃路網(wǎng)之上；其次，通過投入產(chǎn)出法求得貨車需求量，將其分配于規(guī)劃路網(wǎng)上；最后，求得對外客貨運(yùn)量，將其疊加后分配于規(guī)劃路網(wǎng)之上。

通過TransCAD軟件進(jìn)行交通方式劃分預(yù)測，未來，居民出行交通方式占比為：27.5%步行、13.9%非機(jī)動車、36.5%公共交通（含出租車）、22.1%（個體機(jī)動）。

3.4.3 交通量分布計算

在求取交通量分布環(huán)節(jié)中，采用費雷特法計算，并在計算過程中作收斂判定（收斂導(dǎo)數(shù)取0.01），從而得到預(yù)測年度的交通量OD表。計算公式：

Q'ij為未來i區(qū)與j區(qū)之間的交通量；Qij為現(xiàn)在i區(qū)與j區(qū)之間的交通量；Pi為i區(qū)發(fā)生交通量；Aj為j區(qū)集中交通量；Gj為j區(qū)集中交通量的增長倍率；Fi為i區(qū)發(fā)生交通量的增長倍率。

3.4.4 誘增交通需求分析

文章主要考慮了以下兩個產(chǎn)生誘增交通量的因素：①由于新道路的建設(shè)，將會使得項目所在地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)布局將發(fā)生變化。主要表現(xiàn)為新道路建成后，周圍產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，繼而伴隨產(chǎn)生誘增交通。②新建道路改善了地區(qū)的交通條件，誘發(fā)了那些原來受交通條件制約無法出行的潛在交通量。

3.4.5 交通量的分配預(yù)測

1）分配準(zhǔn)備及分配方法

交通分配預(yù)測是指在交通分布預(yù)測基礎(chǔ)上，將各交通區(qū)之間出行分布量分配到交通網(wǎng)絡(luò)中各條路段的工作過程[2]。將交通量分配于路網(wǎng)之前，需整理好路網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確定交通阻抗的標(biāo)準(zhǔn)，選好適合的車速模型，擬定好分配方案。由于出行者往往考慮最短路因素，但選擇路線的時候又具有隨機(jī)性，故采用多路徑概率分配法分配交通量。

2）分配方案

為確保新建道路的規(guī)模滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，分配時在路網(wǎng)因素上按蘭州新區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)整體考慮。時間因素上道路交通量按 2021 年、2026 年、2031 年三個特征年分配。

3.4.6 預(yù)測交通量

設(shè)計年度特征年路段預(yù)測交通量見表1、表2。擬建道路交通量由趨勢型交通量與誘增型交通量組成，不考慮轉(zhuǎn)移交通量。說明：表 1 和表 2 中折算交通量為標(biāo)準(zhǔn)小汽車交通量。

表1 擬建道路趨勢型/誘增型路段高峰小時交通量預(yù)測表pcu/h

表2 擬建道路高峰小時/日平均交通量預(yù)測

4 結(jié)語

交通分析及預(yù)測是后續(xù)道路設(shè)計的前提，只有切實做好交通分析及預(yù)測，才能設(shè)計出符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展需求的市政道路。本文通過對蘭州新區(qū)精細(xì)化工園區(qū)配套道路工程交通分析及預(yù)測，希望能為市政道路交通量預(yù)測，特別是新生城市道路交通量的預(yù)測提供一些有益的參考。