基于多源數(shù)據(jù)的普通國(guó)省道出行特征研究

魏海磊

（華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司,江蘇 南京 210014）

0 前言

普通國(guó)省道兼具大容量、高效率、不收費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，是公路網(wǎng)的重要組成部分。以江蘇為例，普通國(guó)省道占公路網(wǎng)13%的里程，承擔(dān)了39%的行駛量[1]，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民群眾出行做出了巨大貢獻(xiàn)。出行特征定量分析是普通國(guó)省道規(guī)劃、建設(shè)、管理的重要決策依據(jù)。對(duì)道路出行特征進(jìn)行定量分析，往往需要海量的交通數(shù)據(jù)[2-5]。過(guò)去，由于普通國(guó)省道數(shù)據(jù)采集設(shè)備少、采集手段單一，對(duì)其出行特征定量研究相對(duì)較少，導(dǎo)致對(duì)其出行特征的變化認(rèn)識(shí)不夠。該文基于多源數(shù)據(jù)，對(duì)江蘇省普通國(guó)省道總體出行特征和貨車(chē)出行特征進(jìn)行了研究，并對(duì)普通國(guó)省道規(guī)劃、建設(shè)、管理提出了相關(guān)建議，以期為其他?。ㄊ?、區(qū)）普通國(guó)省道規(guī)劃建設(shè)提供參考。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

該文基于普通國(guó)省道交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)、電子地圖導(dǎo)航數(shù)據(jù)，依托地理信息平臺(tái)，對(duì)江蘇省普通國(guó)省道總體出行特征進(jìn)行了可視化研究。同時(shí)，考慮到江蘇省制造業(yè)發(fā)達(dá)，貨運(yùn)需求旺盛，普通國(guó)省道貨車(chē)比例較高，基于12噸以上貨車(chē)GPS軌跡數(shù)據(jù)，對(duì)貨車(chē)出行特征進(jìn)行了專(zhuān)題研究。

普通國(guó)省道交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)：截止2021年底，江蘇省共有普通國(guó)省道交調(diào)點(diǎn)1 450個(gè)，密度8.8 km/個(gè)。該文主要采集2010—2021年分車(chē)型斷面交通量、車(chē)速等數(shù)據(jù)，利用GIS平臺(tái)，將交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)與普通國(guó)省道矢量圖進(jìn)行匹配，形成江蘇省普通國(guó)省道流量空間分布圖，以更好地把握全省普通國(guó)省道斷面交通量空間分布特征。

百度地圖導(dǎo)航數(shù)據(jù)：利用百度地圖DirectionAPI數(shù)據(jù)開(kāi)放接口，通過(guò)Python編寫(xiě)程序，實(shí)時(shí)抓取江蘇省任意兩相鄰縣（市、區(qū)）之間（不含進(jìn)出城路段）利用普通國(guó)省道出行的路徑距離和出行時(shí)間數(shù)據(jù)，從而計(jì)算單次出行行程速度。

12噸級(jí)以上貨車(chē)GPS軌跡數(shù)據(jù)：包含車(chē)牌號(hào)、車(chē)輛所處的經(jīng)緯度、速度、方向角以及打點(diǎn)時(shí)間等信息。研究選取2021年8月15日—21日7天的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)對(duì)重復(fù)發(fā)送、定位無(wú)效、范圍外數(shù)據(jù)的清洗剔除，共梳理約1.6億條軌跡點(diǎn)信息。以江蘇省普通國(guó)省道現(xiàn)狀路網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過(guò)空間關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)貨車(chē)車(chē)牌號(hào)與路段單元的匹配，從而得到實(shí)際出行路徑，并計(jì)算出行距離。對(duì)同一路段單元內(nèi)的相同車(chē)牌進(jìn)行去重累加，得到某一時(shí)段每個(gè)路段單元經(jīng)過(guò)的車(chē)輛數(shù)，即斷面交通量。

2 總體出行特征

2.1 斷面交通量

近十年來(lái)，江蘇省普通國(guó)省道交通量呈穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，年均增速約6%。2021年，江蘇省普通國(guó)省道斷面交通量達(dá)到21 154 pcu/d。其中：普通國(guó)道斷面交通量26 618 pcu/d；普通省道斷面交通量17 302 pcu/d。與2010年觀測(cè)數(shù)據(jù)相比，日均交通量10 000 pcu/d以下的觀測(cè)點(diǎn)占比由51%下降至23%，日均交通量10 000～20 000 pcu/d由27%增長(zhǎng)至38%，日均交通量20 000～30 000 pcu/d由13%增長(zhǎng)至24%，日均交通量30 000 pcu/d以上由9%增長(zhǎng)至15%。說(shuō)明隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和路網(wǎng)的不斷完善，普通國(guó)省道交通量總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，大流量路段不斷增加。

2.2 空間分布特征

全省普通國(guó)省道交通量分布情況如圖1所示。從空間分布看，主要呈現(xiàn)三大特征：一是國(guó)家級(jí)綜合運(yùn)輸通道內(nèi)的線路交通量較大，京滬通道、沿海通道、沿江通道等國(guó)家級(jí)通道內(nèi)的線路交通量基本都在2～5萬(wàn)pcu/d之間；二是都市圈地區(qū)交通量較大，南京、徐州、蘇錫常三大都市圈內(nèi)路網(wǎng)交通量較大，部分路段交通量在5萬(wàn)pcu/d以上；三是蘇南地區(qū)平均流量明顯大于蘇中、蘇北地區(qū)。

圖1 2021年江蘇省普通國(guó)省道交通量分布圖

隨著城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，江蘇省城鎮(zhèn)化率不斷提高，2021年底城鎮(zhèn)化率達(dá)到73.9%，生產(chǎn)要素、人口不斷集聚，公路運(yùn)輸需求也進(jìn)一步向都市圈地區(qū)、綜合運(yùn)輸通道集聚。

2.3 車(chē)型特征

全省普通國(guó)省道歷年分車(chē)型交通量如表1所示。近十年，江蘇省普通國(guó)省道小客車(chē)、大型貨車(chē)（大貨、汽車(chē)列車(chē)）增長(zhǎng)較快，大客車(chē)則呈下降趨勢(shì)。小客車(chē)交通量年均增速約7%，主要是由于隨著居民收入水平提升，小客車(chē)保有量穩(wěn)步增加，同期江蘇省私人小客車(chē)保有量年均增速約11%。大型貨車(chē)交通量年均增速約9%，說(shuō)明公路貨運(yùn)逐步向大型化發(fā)展。大客車(chē)交通量下降，主要是受高速鐵路和私人小客車(chē)普及影響。

表1 2012—2021年江蘇省普通國(guó)省道分車(chē)型斷面交通量 /（veh/d）

各區(qū)域車(chē)型比例如表2所示。分區(qū)域看，蘇南地區(qū)小客車(chē)比例較高，達(dá)68%，蘇北地區(qū)大型貨車(chē)比例較高，達(dá)27%，蘇中地區(qū)介于兩者之間。主要是由于蘇南地區(qū)私人小客車(chē)保有水平明顯高于蘇中、蘇北，2021年蘇南地區(qū)私人小客車(chē)千人保有量300輛，為蘇中、蘇北的1.4倍、1.8倍；而蘇北地區(qū)大型貨車(chē)千人保有量21輛，分別為蘇南、蘇北的1.4倍[6]。未來(lái)隨著蘇中、蘇北地區(qū)居民收入水平提高，私人小客車(chē)保有水平將隨之提高，預(yù)計(jì)小客車(chē)比例將穩(wěn)步增長(zhǎng)。

表2 2021年各市普通國(guó)省道車(chē)型比例

2.4 運(yùn)行速度

根據(jù)交調(diào)點(diǎn)數(shù)據(jù)，江蘇省普通國(guó)省道平均運(yùn)行速度約63 km/h。由于大部分交調(diào)點(diǎn)均位于城市外圍，無(wú)法真實(shí)反映普通國(guó)省道運(yùn)行效率。該次研究根據(jù)百度地圖導(dǎo)航數(shù)據(jù)，測(cè)算出江蘇省相鄰城市節(jié)點(diǎn)通過(guò)普通國(guó)省道出行的平均運(yùn)行速度僅49 km/h，約21%的城際出行平均行程速度低于40 km/h。全省利用普通國(guó)省道城際出行運(yùn)行速度圖如圖2所示。

圖2 利用普通國(guó)省道城際出行運(yùn)行速度示意圖

分區(qū)域看，蘇南、蘇北地區(qū)整體運(yùn)行速度偏低，尤其是蘇南地區(qū)，多數(shù)路段運(yùn)行速度低于全省平均值。經(jīng)過(guò)分析，筆者認(rèn)為原因如下：蘇南地區(qū)一方面是由于交通量相對(duì)較大，另一方面是由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城鎮(zhèn)連綿發(fā)展態(tài)勢(shì)日趨明顯，普通國(guó)省道沿線集鎮(zhèn)化現(xiàn)象普遍，過(guò)境交通與城市交通相互干擾，致使通行效率低下。蘇北地區(qū)運(yùn)行速度偏低，主要是由于普通國(guó)省道貨車(chē)比例偏高、道路等級(jí)偏低，蘇北地區(qū)貨車(chē)比例比蘇南地區(qū)高11個(gè)百分點(diǎn)，一級(jí)公路占比比蘇南地區(qū)低6個(gè)百分點(diǎn)。

3 貨運(yùn)出行特征

通過(guò)前文的研究，筆者發(fā)現(xiàn)，貨車(chē)比例對(duì)普通國(guó)省道運(yùn)行效率具有較大影響。因此，該文基于12噸以上貨車(chē)GPS軌跡數(shù)據(jù)對(duì)普通國(guó)省道貨車(chē)出行特征進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研究。

3.1 空間分布特征

全省普通國(guó)省道貨運(yùn)交通量分布圖如圖3所示。從空間分布看，主要呈現(xiàn)以下特征：一是京滬通道、沿海通道、沿江通道等國(guó)家級(jí)運(yùn)輸通道，貨車(chē)交通量較大，12噸以上貨車(chē)平均交通量均超過(guò)5 000 veh/d；二是蘇錫通、連徐淮兩大全國(guó)性綜合交通樞紐貨車(chē)交通量較大，境內(nèi)普通國(guó)省道12噸以上貨車(chē)平均交通量介于3 000～4 000 veh/d。值得注意的是，南京作為江蘇省唯一的國(guó)際性綜合交通樞紐，貨車(chē)交通量相對(duì)較小，境內(nèi)普通國(guó)省道12噸以上貨車(chē)平均交通量約2 150 veh/d。

圖3 江蘇省普通國(guó)省道貨運(yùn)交通量分布圖

由上述分析可知，江蘇省普通國(guó)省道貨運(yùn)通道分布與區(qū)域生產(chǎn)力布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，貨運(yùn)交通呈現(xiàn)向國(guó)家級(jí)運(yùn)輸通道、樞紐城市集聚特征。南京普通國(guó)省道大型貨車(chē)交通量明顯低于其他樞紐城市，且大型貨車(chē)占比僅11.6%，全省最低，主要是由于南京市第二產(chǎn)業(yè)占比僅36%，同樣為全省最低。

3.2 時(shí)間分布特征

從普通國(guó)省道車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間分布來(lái)看，白天6時(shí)至夜間24時(shí)，各時(shí)段交通量保持在40萬(wàn)輛左右，夜間0時(shí)至5時(shí)交通量相對(duì)較低，各時(shí)段交通量約25萬(wàn)輛。說(shuō)明日間各時(shí)段在網(wǎng)貨車(chē)數(shù)量分布較為平均，沒(méi)有明顯的高峰時(shí)段；夜間出行的貨車(chē)也具有一定規(guī)模。

3.3 出行距離

江蘇省在網(wǎng)運(yùn)行的12噸以上貨車(chē)一次出行運(yùn)行距離小于50 km的車(chē)輛占比約23%，小于100 km的車(chē)輛占比約38%，小于200 km的車(chē)輛占比64%。說(shuō)明目前普通國(guó)省道主要承擔(dān)市際、縣際、縣鄉(xiāng)和部分省際間的中短途貨物運(yùn)輸。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)江蘇省普通國(guó)省道出行特征的分析，筆者認(rèn)為在普通國(guó)省道規(guī)劃、建設(shè)、管理等方面應(yīng)關(guān)注以下問(wèn)題：

（1）隨著高速公路、多層次軌道逐步成網(wǎng)，普通國(guó)省道交通量仍保持增長(zhǎng)，但功能發(fā)生了變化。服務(wù)中長(zhǎng)途出行的功能弱化，服務(wù)沿線短途出行、接駁的功能加強(qiáng)。因此，在路網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)提升普通國(guó)省道的連通性，更為關(guān)注綜合交通連接線、城鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)聯(lián)絡(luò)線等。

（2）江蘇省普通國(guó)省道郊區(qū)段行程速度可達(dá)到60 km/h左右，但21%的城際間行程速度不到40 km/h，通行效率受到集鎮(zhèn)化較大影響。建議對(duì)運(yùn)行效率不高的線路，可通過(guò)另辟新線、快速化、交叉口歸并等方式提升整體運(yùn)行效率。如聯(lián)系蘇州和張家港的228省道，進(jìn)行快速化改造后，2021年平均交通量已達(dá)到5.6萬(wàn) pcu/d，但運(yùn)行速度仍維持在70 km/h以上。

（3）由于不收費(fèi)，普通國(guó)省道對(duì)貨車(chē)的吸引力仍然較強(qiáng)，尤其是部分運(yùn)行速度較高的線路，中長(zhǎng)途貨運(yùn)交通占比可達(dá)到40%。對(duì)于此類(lèi)道路，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，要充分考慮貨車(chē)對(duì)道路安全、路面結(jié)構(gòu)的影響。在運(yùn)營(yíng)階段，可采取客貨分道行駛、強(qiáng)化車(chē)速監(jiān)控、嚴(yán)查超限超載等改善措施。