程志華

（烏魯木齊市城市綜合交通項(xiàng)目研究中心，新疆 烏魯木齊 830063）

0 引言

近年來，伴隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速、穩(wěn)定增長，烏魯木齊市交通工作面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。城市交通決策不僅得到烏魯木齊市政府的高度重視，而且受到社會(huì)各方面的廣泛關(guān)注。城市交通決策的科學(xué)化、精細(xì)化，對支撐決策的技術(shù)體系和技術(shù)方法提出了越來越高的要求。因此，交通模型的研究與應(yīng)用就顯得尤為重要。烏魯木齊市早期的交通規(guī)劃模型開發(fā)于2006年，開發(fā)的目的是為了支持2006年開展的烏魯木齊市公共交通規(guī)劃。在城市道路系統(tǒng)和居民生活水平都有了顯著的變化，模型應(yīng)用需求不斷增加的情況下，亟待結(jié)合最新的綜合交通調(diào)查成果對烏魯木齊市交通規(guī)劃模型進(jìn)行優(yōu)化完善。

1 模型開發(fā)

1.1 模型結(jié)構(gòu)

烏魯木齊交通規(guī)劃模型采用了四階段模型架構(gòu)，按以下4步驟構(gòu)建交通規(guī)劃模型，分別為：“出行產(chǎn)生”（Trip Generation）、“出行分布”（Trip Distribution）、“方式劃分”（Modal Split）以及“出行分配”（Trip Assignment）。該模型中共包含了7個(gè)子模型，分別是：網(wǎng)絡(luò)和出行成本模型、家庭擁車模型、出行生成模型、出行分布模型、方式選擇模型、高峰小時(shí)模型及交通分配模型。

模型基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 模型輸入

表1所示為模型輸入的數(shù)據(jù)來源。

圖1 烏魯木齊市交通規(guī)劃模型結(jié)構(gòu)圖

表1 烏魯木齊市交通規(guī)劃模型主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

表1 （續(xù)）

1.3 模型分析區(qū)域劃分

本次研究區(qū)域的劃分參考了行政區(qū)劃邊界、境界線以及烏魯木齊市道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素，將整個(gè)烏魯木齊中心城區(qū)劃分成372個(gè)交通小區(qū)、24個(gè)交通中區(qū)。同時(shí)根據(jù)居民出行調(diào)查成果，烏魯木齊市居民出行存在地域差別。首先米東區(qū)和頭屯河區(qū)的居民出行率明顯高于天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)及水磨溝區(qū)；其次，米東區(qū)及頭屯河區(qū)的區(qū)內(nèi)外交通出行量比約為7∶1，遠(yuǎn)高于天山區(qū)、沙依巴真區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)的2∶1的比例。這兩點(diǎn)都說明米東區(qū)及頭屯河區(qū)與傳統(tǒng)的烏魯木齊市主城區(qū)聯(lián)系并不緊密，同時(shí)米東區(qū)及頭屯河區(qū)還呈現(xiàn)出一定的小城鎮(zhèn)交通出行特征。因此在交通規(guī)劃模型中，將烏魯木齊中心城區(qū)劃分為5個(gè)區(qū)域，對相關(guān)參數(shù)單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定。其中，1號區(qū)域?yàn)樘焐絽^(qū)、沙依巴真區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)的中心區(qū)域；2號區(qū)域?yàn)樘焐絽^(qū)、沙依巴真區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)的外圍區(qū)；3號區(qū)域主要覆蓋頭屯河八鋼地區(qū)；4號區(qū)域?yàn)轭^屯河除八鋼以外的區(qū)域；5號區(qū)域?yàn)槊讝|區(qū)。模型分析區(qū)域劃分結(jié)果如圖2所示。

圖2 烏魯木齊市交通規(guī)劃模型交通小區(qū)、中區(qū)和大區(qū)圖

1.4 基礎(chǔ)路網(wǎng)準(zhǔn)備

1.4.1 道路網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)道路功能，共定義了5種道路類型，如表2所示。

表2 模型道路等級表

除小區(qū)連接線外，其他等級道路的延誤函數(shù)采用公式（1）：

式中：tcur是路段的實(shí)際行車時(shí)間；t0是自由流行車時(shí)間，即道路長度/道路限速；Volume是路段交通負(fù)荷，單位是pcu；Capacity是路段容量；α，β是控制參數(shù)，詳見表3。

表3 模型道路延誤函數(shù)參數(shù)表

小區(qū)連接線采用如下延誤函數(shù)：

1.4.2 公交網(wǎng)絡(luò)

烏魯木齊現(xiàn)有129條公交線路，主要集中在天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)和水磨溝區(qū)，公交線網(wǎng)已基本上覆蓋了建成區(qū)范圍內(nèi)的主要道路，公交線網(wǎng)總長574km。目前運(yùn)營的公交車輛基本為12m大型巴士。在模型中對公交車型的定義為座位數(shù)22個(gè)，最大載客數(shù)60人。公交線路的行車間隔參考了各公交公司提供的公交調(diào)度計(jì)劃表。

公交的行程時(shí)間與社會(huì)車流息息相關(guān)。通過對公交GPS及出租車GPS行車數(shù)據(jù)的比對，公交行車速度約為小汽車行車速度的60%。公交線網(wǎng)現(xiàn)狀詳見圖3。

1.5 參數(shù)設(shè)置

1.5.1 小汽車出行時(shí)間成本

模型對小汽車出行的時(shí)間成本采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：TTotal是一次出行的總耗時(shí)；Ti是在起始小區(qū)i內(nèi)部的出行時(shí)間；Tj是在終點(diǎn)小區(qū)j內(nèi)部的出行時(shí)間；Tij是在小區(qū)i和j之間的行程時(shí)間。小區(qū)之間的行程時(shí)間由路徑的實(shí)際行車時(shí)間決定，小區(qū)內(nèi)部的出行時(shí)間取2min/km。

1.5.2 公共交通出行時(shí)間成本

圖3 烏魯木齊市公交線網(wǎng)圖

模型中主要考慮兩種公共交通出行模式：一種為出租車，另一種為普通公交出行。出租車出行的時(shí)間成本與私人小汽車出行的時(shí)間成本計(jì)算方法一致。普通公交出行的時(shí)間成本包含到達(dá)及離開公交站點(diǎn)的步行時(shí)間，在公交站點(diǎn)的候車時(shí)間以及實(shí)際乘車時(shí)間。如果出行涉及換乘則還包括換乘車站之間的步行時(shí)間（非同站換乘）及換乘候車時(shí)間。可用如下公式表示：

式中：Ttotal是一次出行的總時(shí)耗；Walki是由起始小區(qū)i步行至站點(diǎn)的時(shí)間；Walkj是由終點(diǎn)小區(qū)j站點(diǎn)步行至目的地的時(shí)間；Waitij是在起始站點(diǎn)的候車時(shí)間；Tij是從起始小區(qū)i至終點(diǎn)小區(qū)j的公交行車時(shí)間；α是換乘因子，當(dāng)存在換乘時(shí)α=1，否則α=0；Walkm是換乘站間的步行距離；Waitm是換乘候車的時(shí)間；Tm是換乘公交行車時(shí)間。

2 模型應(yīng)用

目前烏魯木齊市城市交通發(fā)展的一個(gè)主要特征是私人機(jī)動(dòng)化的快速持續(xù)發(fā)展，這直接影響到烏魯木齊市城市交通服務(wù)水平、居民出行方式選擇等。烏魯木齊交通規(guī)劃模型為預(yù)測未來城市交通發(fā)展趨勢提供了有效的支撐。模型主要分以下3種應(yīng)用情景。

情景一：延續(xù)性。即不對私人機(jī)動(dòng)化的發(fā)展采取任何限制措施。

情景二：均衡性。引入包括提高停車收費(fèi)、中心區(qū)限行等針對交通需求進(jìn)行管理的措施，同時(shí)加速推進(jìn)公交專用道與快速公交的建設(shè)。

情景三：理想型。進(jìn)一步提高停車收費(fèi)以及限行力度，并對私人車輛購置采取限制措施，同時(shí)加快軌道交通建設(shè)。

2.1 模型對規(guī)劃年交通方式結(jié)構(gòu)的預(yù)測

規(guī)劃年烏魯木齊市的交通方式結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 規(guī)劃年烏魯木齊市的交通方式結(jié)構(gòu)

圖5 規(guī)劃年烏魯木齊市交通運(yùn)行指標(biāo)預(yù)測結(jié)果

通過圖4和圖5可以看出，交通政策對居民出行方式的影響是巨大的。隨著未來烏魯木齊中心城區(qū)的擴(kuò)張，居民出行距離增長，無論在任何一種發(fā)展情景下慢行出行的比例均將顯著下降，而交通政策導(dǎo)向?qū)⒅苯記Q定這一部分出行需求是轉(zhuǎn)向公共交通還是私人小汽車。

2.2 模型對規(guī)劃年交通運(yùn)行指標(biāo)的預(yù)測

模型預(yù)測的規(guī)劃年烏魯木齊市路網(wǎng)飽和度分布如圖6所示。

圖6 三種情景下道路網(wǎng)飽和度情況對比

3 結(jié)語

本文基于烏魯木齊市2010年的居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)、道路機(jī)動(dòng)車流量與公交客流調(diào)查數(shù)據(jù)、境界線調(diào)查數(shù)據(jù)及其他相關(guān)資料，利用四階段交通需求模型，建立了烏魯木齊市的交通規(guī)劃模型。根據(jù)3種規(guī)劃年的交通發(fā)展情景，利用模型對烏魯木齊市規(guī)劃年交通運(yùn)行情況和交通方式結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測結(jié)果已經(jīng)在烏魯木齊實(shí)際的交通研究項(xiàng)目中得到了驗(yàn)證。該模型的建立，為烏魯木齊市的城市規(guī)劃和建設(shè)提供了科學(xué)有效的定量分析基礎(chǔ)。

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