趙會(huì)珍,閆 山,謝世滿

(1.河北聯(lián)合大學(xué),唐山河北,063000;2唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,唐山河北,063000）

0 引言

2016年世界園藝博覽會(huì)將在唐山舉辦，這一大型活動(dòng)將極大提高唐山市的影響力，但是世園會(huì)舉辦期間將造成大量交通出行本文以交通需求預(yù)測(cè)四階段法為基礎(chǔ)，結(jié)合2016世園會(huì)舉辦地-唐山市的路網(wǎng)分析，建立一個(gè)用于大型活動(dòng)下交通需求預(yù)測(cè)交通仿真平臺(tái)，這一平臺(tái)可以對(duì)世園會(huì)舉辦期間唐山市周邊路網(wǎng)的交通運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)際模擬，進(jìn)而對(duì)活動(dòng)舉辦地周邊路網(wǎng)進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。

1 仿真模塊的實(shí)現(xiàn)

四階段法是交通預(yù)測(cè)和交通規(guī)劃中最常用的方法。

1.1 交通生成預(yù)測(cè)

大型活動(dòng)舉辦時(shí)城市居民交通產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)方法有:回歸分析法、交叉分類法、增長率法、時(shí)間序列法和發(fā)生率法等,其中采用較多的是回歸分析法。為了得到活動(dòng)舉辦期間的交通總量，可以選取的自變量指標(biāo)有：小區(qū)人口數(shù)、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、就業(yè)崗位數(shù)、勞動(dòng)力資源數(shù)等，然后以居民出行O-D調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)來建立預(yù)測(cè)模型,其基本形式見公式（1）：

式中：Y—交通小區(qū)生成的交通量

Xi—第i種指標(biāo)

a,bi—回歸模型系數(shù)

1.2 交通分布預(yù)測(cè)

交通分布預(yù)測(cè)的目的是在世園會(huì)交通人數(shù)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)而確定城唐山市各個(gè)交通小區(qū)之間的出行量，主要分析唐山市交通小區(qū)的交通產(chǎn)生量去向何方，交通吸引量來自何處的問題。

世園會(huì)舉辦期間的交通分布預(yù)測(cè)采用最常用的重力模型法，改方法的基本原理為：假定城市交通區(qū)i到j(luò)的交通分布量與交通區(qū)i的發(fā)生量成正比，與交通區(qū)j的吸引量也成正比，而與交通區(qū)i到j(luò)之間的交通阻抗則成反比。根據(jù)不同的約束情況，重力模型可以分為無約束、雙約束、單約束、三約束等不同的類

基金項(xiàng)目：2013年唐山市應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目（131302114a）型。無約束的重力模型計(jì)算如公式（2）：

式中：Tij—交通區(qū)i到交通區(qū)j的交通出行量；K—參數(shù)

Pi—交通區(qū)i的交通出行總量；Aj—交通區(qū)j的交通出行總量

F(dij)—交通區(qū)i到交通區(qū)j的出行阻抗

1.3 交通方式的劃分

交通方式劃分的目的是確定大型活動(dòng)舉辦期間出行者對(duì)交通工具的選擇，由于小汽車的使用比例是最高的，因此國際上通用的是以當(dāng)量小汽車為標(biāo)準(zhǔn)，稱為“當(dāng)量小汽車單位(PCU)。以此為依據(jù)并參照我國的實(shí)際情況得到換算系數(shù)如表1所示：

根據(jù)表1中的轉(zhuǎn)化系數(shù)就可以將活動(dòng)期間參觀人數(shù)而轉(zhuǎn)化為以小汽車為標(biāo)準(zhǔn)的單位，即“當(dāng)量小汽車單位(PCU)，計(jì)算如公式（3）。

1.4 交通分配

在得到活動(dòng)舉辦期間的交通總量后就可以將各交通小區(qū)之間出行分布量分配到交通道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，即交通分配的過程。交通分配的模型分為均衡模型和非均衡模型。非均衡模型指的是交通線路上的交通費(fèi)用不隨交通流量的大小而變化。如果假設(shè)交通費(fèi)用隨交通流量的增加而增大，則認(rèn)為均衡分配模型。以唐山世園會(huì)為例，在世園會(huì)舉辦期間，由于受到交通管理措施等因素的影響，觀眾不可能準(zhǔn)確的把握城市路網(wǎng)狀況，這就意味著不是每個(gè)觀眾都能選擇到最佳路徑，因此采用隨機(jī)因素的用戶均衡分配模型來模擬世園會(huì)舉辦期間的出行規(guī)律是合理的。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 建立路網(wǎng)及數(shù)據(jù)采集

交通需求模塊所需的路段交通流量信息是通過實(shí)地交通調(diào)查采集獲得。選取了唐山市的主干道、快速路、次干道，以及少量的支路進(jìn)行調(diào)研分析，并將收集數(shù)據(jù)輸入到TransCAD軟件中，TransCAD路網(wǎng)的信息輸入不僅包括道路的幾何信息，還需要有具體的與之相適應(yīng)的路段屬性數(shù)據(jù)，路段屬性數(shù)據(jù)一般包括:路段的長度、車道數(shù)、類型、容量、行程時(shí)間、自由流速度等。

2.2 交通生成預(yù)測(cè)及交通方式劃分

考慮到當(dāng)前的中國經(jīng)濟(jì)增長、人口因素、交通地理位置和中國對(duì)世界各地旅客的吸引力等各方面因素，利用公式（1）預(yù)測(cè)唐山世園會(huì)訪客總量最多為1800萬左右。應(yīng)用重力模型法在TransCAD中可得到唐山各個(gè)交通小區(qū)在世園會(huì)的參觀人數(shù)。背景交通量可以通過各交通小區(qū)參觀人數(shù)乘以出行次數(shù)來確定，根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)及發(fā)展規(guī)劃等因素將2016年的每日人均出行次數(shù)設(shè)定為2.8。

以世園會(huì)舉辦期間高峰小時(shí)作為仿真模型的交通輸入流量。首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值取日均交通流量的20%換算成高峰小時(shí)流量，其單位為標(biāo)準(zhǔn)小汽車當(dāng)量(pcu)，根據(jù)唐山市近年交通方式劃分比例，就可以把得到的出行人次換算為pcu單位出行次數(shù)，進(jìn)而可以得到建模路網(wǎng)上的背景交通量。

各交通小區(qū)的背景交通量如表2：

根據(jù)上面的公式（3）和表1中的換算系數(shù)，再結(jié)合唐山市各交通方式占有率將各小區(qū)的出行人次換算為pcu單位出行次數(shù)，見表3。

2.3 交通分布預(yù)測(cè)

O-D矩陣反推是根據(jù)調(diào)查的路段交通量反推現(xiàn)狀O-D矩陣的過程。在交通需求分析中由于O-D矩陣很難獲得，而路段交通流量能很容易的采集到，因此，O-D矩陣反推在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。在TransCAD軟件中將分布預(yù)測(cè)的結(jié)果轉(zhuǎn)化為P-A矩陣，再結(jié)合軟件中的小區(qū)圖和路網(wǎng)圖進(jìn)行O-D反推。

表1 各交通方式的換算系數(shù)

表2 各小區(qū)的高峰小時(shí)流量

表3 各小區(qū)pcu單位出行值

2.4 交通分配

在TransCAD交通仿真軟件中共提供了7種交通分配方法，這里應(yīng)用隨機(jī)因素用戶均衡分配法。由分配結(jié)果可知，世園會(huì)的舉辦對(duì)周圍路網(wǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，由TransCAD仿真結(jié)果可得到相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表，重點(diǎn)對(duì)一些關(guān)鍵路段進(jìn)行分析。其中高峰期超飽和過飽和的道路有：建設(shè)路、衛(wèi)國北路、北新西道、新華西道、唐胥路、岳各莊大街。過飽和的道路有：新華東道、G205環(huán)城路南環(huán)段、建設(shè)北路（龍華東道和裕華西道段）、建華東道。內(nèi)環(huán)大部分道路交通飽和，交通陷入嚴(yán)重?fù)矶聽顟B(tài)。車輛在這些路段基本處于停滯等待狀態(tài)，是行駛不了的。

3 結(jié)論

以2016唐山園藝博覽會(huì)為例，實(shí)現(xiàn)了面向大型活動(dòng)的交通需求預(yù)測(cè)仿真。該仿真分析以四階段法為基礎(chǔ)，以仿真軟件TransCAD為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了唐山世園會(huì)舉辦期間交通需求預(yù)測(cè)、交通分配及主要路網(wǎng)飽和程度的分析，分析結(jié)果可以有效的評(píng)價(jià)世園會(huì)舉辦期間路網(wǎng)的可靠性，進(jìn)而可以為世界園藝博覽會(huì)舉辦期間的交通組織和管理提供良好的決策支持。