公路網(wǎng)密度等級(jí)比在公路網(wǎng)分析中的應(yīng)用研究

薛 勇

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西太原 030032）

0 引言

作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成，公路在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展過程中一直扮演著至關(guān)重要的作用[1]。公路在方便生活出行的同時(shí)，促進(jìn)沿線產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速增長。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類活動(dòng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，公路網(wǎng)密度不斷提升，公路技術(shù)等級(jí)也根據(jù)交通量的變化不斷調(diào)整，公路網(wǎng)發(fā)展水平由量的增長逐步向質(zhì)的飛躍轉(zhuǎn)變。

區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展水平常用的指標(biāo)有公路網(wǎng)密度和公路技術(shù)等級(jí)，當(dāng)只采用公路網(wǎng)密度指標(biāo)會(huì)出現(xiàn)低等級(jí)公路占比較高地區(qū)的指標(biāo)過大，當(dāng)只采用公路技術(shù)等級(jí)指標(biāo)會(huì)出現(xiàn)路網(wǎng)密度小但高等級(jí)公路占比較大地區(qū)的指標(biāo)過大。為克服單一指標(biāo)評(píng)價(jià)的不足，采用公路網(wǎng)密度等級(jí)比對(duì)區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展水平進(jìn)行分析。

1 公路網(wǎng)密度等級(jí)比概念

公路網(wǎng)密度等級(jí)比是公路網(wǎng)面積密度與公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)值之比，公路網(wǎng)密度等級(jí)比見式（1）～式（3）：

式中：M為公路網(wǎng)密度等級(jí)比；?為公路網(wǎng)面積密度；G為公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)系數(shù)；LN為區(qū)域公路總里程長度；A為區(qū)域面積；Gi為第i個(gè)路段的公路技術(shù)等級(jí)水平系數(shù)，高速值為0、一級(jí)公路值為1、二級(jí)公路值為2、三級(jí)公路值為3、四級(jí)公路值為4、等外公路值為5，其值越高，區(qū)域公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)越低[2]；Li為第i個(gè)路段的里程長度。

2 公路網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

2.1 研究區(qū)域基本情況

研究區(qū)域?yàn)樯轿魇∪》秶鷥?nèi)的11 個(gè)地市，根據(jù)2020年統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按照地區(qū)生產(chǎn)總值由大到小的排列順序，將各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)至表1。

表1 2020年各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)基本情況

各地區(qū)2020年公路通車?yán)锍碳安煌燃?jí)公路里程的基本情況見表2。山西全省公路通車?yán)锍?44 323 km，其中高速公路通車?yán)锍? 745 km，占比3.98%；一級(jí)公路通車?yán)锍? 877 km，占比1.99%；二級(jí)公路通車?yán)锍?6 011 km，占比11.09%；三級(jí)公路通車?yán)锍?0 624 km，占比14.29%；四級(jí)公路通車?yán)锍?7 968 km，占比67.88%；等外公路通車?yán)锍? 097 km，占比0.76%。

表2 2020年各地區(qū)公路通車?yán)锍?單位：km

2.2 現(xiàn)狀評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

2.2.1 公路網(wǎng)面積密度分析

各地區(qū)的公路網(wǎng)面積密度見表3，山西省各地區(qū)公路網(wǎng)面積密度在69.29～128.44 范圍內(nèi)，全省平均指標(biāo)為92.06 km∕100 km2。太原、運(yùn)城、臨汾、晉中、晉城、朔州、陽泉7 個(gè)地市的公路網(wǎng)面積密度大于全省平均水平，長治、呂梁、大同、忻州4 個(gè)地市的公路網(wǎng)面積密度小于全省平均水平。

表3 各地區(qū)公路網(wǎng)面積密度

2.2.2 公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)分析

各地區(qū)的公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)見表4，山西省各地區(qū)公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)在3.30～3.48 范圍內(nèi)，全省平均指標(biāo)為3.42，公路網(wǎng)中三、四級(jí)公路所占比重較大。太原、運(yùn)城、晉中、大同、朔州5 個(gè)地市的公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)大于全省平均水平，長治、呂梁、臨汾、晉城、忻州、陽泉6 個(gè)地市的公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)小于全省平均水平。公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)水平地區(qū)分布與公路網(wǎng)面積密度地區(qū)分布存在差別，部分公路網(wǎng)密度大的地區(qū)技術(shù)等級(jí)水平低。

表4 各地區(qū)公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)

2.2.3 公路網(wǎng)密度等級(jí)比分析

各地區(qū)的公路網(wǎng)密度等級(jí)比見表5，山西省各地區(qū)公路網(wǎng)密度等級(jí)比在20.04～36.19，全省平均指標(biāo)為26.92。太原、運(yùn)城、臨汾、晉中、晉城、朔州、陽泉7 個(gè)地市的公路網(wǎng)密度等級(jí)比大于全省平均水平，長治、呂梁、大同、忻州4 個(gè)地市的公路網(wǎng)密度等級(jí)比小于全省平均水平。公路網(wǎng)密度等級(jí)比地區(qū)分布與公路網(wǎng)面積密度地區(qū)分布一致，兩者存在相似性。

表5 各地區(qū)公路網(wǎng)密度等級(jí)比

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合分析

表6 為各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，在采用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)中選取了GDP、人均GDP 和地均GDP，經(jīng)過對(duì)比，地均GDP 與相關(guān)公路網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性更顯著。地均GDP 是每平方公里土地創(chuàng)造的GDP，能夠更好地反映土地的使用效率、產(chǎn)值密度及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)水平，比人均GDP 更能反映一個(gè)區(qū)域的發(fā)展程度和經(jīng)濟(jì)集中程度[3]。作為山西省政治、經(jīng)濟(jì)、文化和國際交流中心，太原市的地均GDP 遠(yuǎn)大于其他地區(qū)，其余10 個(gè)地區(qū)中長治、運(yùn)城、晉城、陽泉的地均GDP 大于全省平均水平，呂梁、臨汾、晉中、大同、朔州、忻州低于全省平均水平。

表6 2020年各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)

利用上述3 項(xiàng)公路網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)地均GDP 進(jìn)行分析，相關(guān)對(duì)比圖見圖1～圖3?？梢钥闯龉肪W(wǎng)密度和密度等級(jí)比與地均GDP 指標(biāo)存在一定的相關(guān)性，技術(shù)等級(jí)與地均GDP 指標(biāo)的相關(guān)性較低。公路網(wǎng)密度與密度等級(jí)比變化趨勢一致，公路網(wǎng)密度等級(jí)比近似于公路網(wǎng)面積密度經(jīng)過技術(shù)等級(jí)修正后的一種公路網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

圖1 地均GDP和公路網(wǎng)密度對(duì)比圖

圖2 地均GDP和技術(shù)等級(jí)對(duì)比圖

圖3 地均GDP和密度等級(jí)比對(duì)比圖

3 公路網(wǎng)密度等級(jí)比預(yù)測

3.1 預(yù)測模型建立

利用歷年數(shù)據(jù)得出公路網(wǎng)評(píng)價(jià)相應(yīng)指標(biāo)，指標(biāo)值見表7。隨著地均GDP 的不斷增長，公路網(wǎng)密度、密度等級(jí)比不斷增長，技術(shù)等級(jí)整體不斷提升。

表7 山西省歷年公路網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.1.1 S曲線模型

根據(jù)歷年的數(shù)據(jù)建立公路網(wǎng)密度等級(jí)比預(yù)測模型，經(jīng)過比選，選取擬合程度較高的S 曲線模型。公路網(wǎng)密度等級(jí)比預(yù)測模型為：

式中：Dt為地均GDP 預(yù)測值；t為預(yù)測年份。

表8 和表9 為模型的檢驗(yàn)結(jié)果，模型顯著性結(jié)果小于0.05，該模型具有統(tǒng)計(jì)意義。

表8 S曲線模型方差分析

表9 S曲線模型系數(shù)

3.1.2 對(duì)數(shù)模型

根據(jù)歷年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)建立地均GDP 預(yù)測模型，經(jīng)過比選，選取擬合程度較高的對(duì)數(shù)模型，地均GDP 對(duì)數(shù)模型為：

表10 和表11 為模型的檢驗(yàn)結(jié)果，模型顯著性結(jié)果小于0.05，該模型具有統(tǒng)計(jì)意義。

表10 對(duì)數(shù)模型方差分析

表11 對(duì)數(shù)模型系數(shù)

將式（5）帶入式（4）中得到公路網(wǎng)密度等級(jí)比預(yù)測模型：

3.2 預(yù)測分析

通過預(yù)測模型預(yù)測2021年至2030年山西省的地均GDP 和公路網(wǎng)密度等級(jí)比，預(yù)測結(jié)果見表12。

表12 模型預(yù)測值

到2030年山西省公路網(wǎng)密度等級(jí)比為28.02，密度等級(jí)比隨地均GDP 的增長而增長。隨著公路網(wǎng)密度不斷增加，道路技術(shù)等級(jí)結(jié)構(gòu)顯著改善，區(qū)域公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐步完善，公路網(wǎng)密度等級(jí)比增長速度明顯降低。

4 結(jié)語

本文旨在探索公路網(wǎng)密度等級(jí)比指標(biāo)在公路網(wǎng)分析中的應(yīng)用，針對(duì)公路網(wǎng)面積密度和技術(shù)等級(jí)指標(biāo)存在的不足，提出一種基于密度等級(jí)比的公路網(wǎng)分析指標(biāo)。通過對(duì)不同地區(qū)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析，公路網(wǎng)密度等級(jí)比與公路網(wǎng)面積密度地區(qū)分布一致，是利用公路網(wǎng)技術(shù)等級(jí)對(duì)公路網(wǎng)面積密度修正后的一種公路網(wǎng)發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于地均GDP 對(duì)公路網(wǎng)密度等級(jí)比影響較大，故利用山西省歷年地均GDP 數(shù)據(jù)建立模型，并對(duì)未來山西省公路網(wǎng)密度等級(jí)比進(jìn)行預(yù)測，從指標(biāo)的預(yù)測值可以得出公路網(wǎng)密度等級(jí)比隨地均GDP的增長而增長，但是增長速率不斷降低。