沙愛敏，王曉東

(1.揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院 揚(yáng)州市 225009；2.儀征市交通運(yùn)輸局 儀征市 211400)

科學(xué)合理地預(yù)測交通量是確定工程項(xiàng)目建設(shè)的技術(shù)等級(jí)、建設(shè)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)和項(xiàng)目決策建議的重要基礎(chǔ)[1-3]。以某國道新集南段工程項(xiàng)目為依托，運(yùn)用四階段預(yù)測理論，對未來路網(wǎng)交通量進(jìn)行預(yù)測和分配，從而合理確定本工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)規(guī)模，并且準(zhǔn)確掌握未來交通量變化趨勢，為路網(wǎng)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及投資決策提供可靠依據(jù)。

1 交通量預(yù)測的總體思路

采用以機(jī)動(dòng)車起訖點(diǎn)調(diào)查為基礎(chǔ)的“四階段預(yù)測法”。具體思路為：收集調(diào)查社會(huì)經(jīng)濟(jì)及交通現(xiàn)狀資料后，分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)與交通運(yùn)輸發(fā)展兩者之間的相關(guān)關(guān)系，在預(yù)測區(qū)域未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，研究區(qū)域未來的交通生成和交通分布情況，推算其正常增長的趨勢型交通量，同時(shí)考慮因本項(xiàng)目建成后對影響區(qū)域產(chǎn)生的誘增交通量，以及與水運(yùn)、鐵路等其它運(yùn)輸方式相互轉(zhuǎn)移的交通量，最終確定項(xiàng)目未來的交通量。據(jù)此為本項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和實(shí)施計(jì)劃的確定、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及投資決策提供依據(jù)[4]。

2 交通量預(yù)測方法及步驟

某國道儀征新集南段起點(diǎn)位于儀征市與揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)界，接345 國道揚(yáng)州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)段，向北沿大樟溝東側(cè)布線，經(jīng)G328后利用G40大樟溝大橋的1#、2#橋孔下穿G40，跨沿山河，利用既有通道下穿寧啟鐵路，繞過郭山遺址，向北止于S353 與S418 交叉口，接345 國道儀征新集至劉集段，路線全長6.876km。

本項(xiàng)目預(yù)測年限為調(diào)查年到項(xiàng)目投入運(yùn)營后20 年。預(yù)測遠(yuǎn)景年為2039年。調(diào)查收集項(xiàng)目影響區(qū)域歷史年社會(huì)經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)輸資料，并分析兩者之間的相關(guān)關(guān)系，作為預(yù)測模型確定的基礎(chǔ)。同時(shí)根據(jù)區(qū)域年社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展歷史，建立經(jīng)濟(jì)預(yù)測模型，對區(qū)域未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行預(yù)測。

2.1 交通生成

2.1.1預(yù)測模型選定

區(qū)域交通生成量(交通發(fā)生集中量)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對運(yùn)輸需求的具體反映。發(fā)生集中交通量的預(yù)測以社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢為基本依據(jù)，推薦采用增長率法預(yù)測未來發(fā)生集中交通量。具體方法為：分析歷史年各小區(qū)交通增長與經(jīng)濟(jì)增長的關(guān)系，并推算將來交通與經(jīng)濟(jì)之間的彈性關(guān)系，然后根據(jù)各區(qū)域未來經(jīng)濟(jì)增長率，推算相應(yīng)小區(qū)發(fā)生集中交通量的增長率，進(jìn)行預(yù)測。

各經(jīng)濟(jì)小區(qū)范圍內(nèi)交通量的發(fā)展趨勢，基本上反映了該小區(qū)交通生成量的增長趨勢，本次研究對交通量增長與各區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)行彈性系數(shù)分析，用各區(qū)的預(yù)測GDP增長率推算各小區(qū)交通量的未來增長率。

2.1.2彈性系數(shù)分析

(1)研究對象和研究方法

本次研究將項(xiàng)目影響區(qū)共劃分為18個(gè)小區(qū)，主要分析蘇南、蘇中、蘇北、江蘇省的客貨彈性系數(shù)以及分析經(jīng)過項(xiàng)目區(qū)域的交通增長情況。

彈性系數(shù)用冪指數(shù)回歸分析法計(jì)算：

lnTi=αi+βi+lnEi

(1)

式中：αi為回歸參數(shù)；βi為i區(qū)的交通增長彈性系數(shù)；Ti為客車或貨車的交通量；Ei為i區(qū)的GDP。

從江蘇省的情況看，全省客運(yùn)(周轉(zhuǎn))量增長率低于貨運(yùn)(周轉(zhuǎn))量增長率，而道路上客車的增長率卻高于貨車增長率，這一方面反映了貨運(yùn)的單車平均運(yùn)輸噸位的增長高于客運(yùn)單車的平均載客人數(shù)的增長，符合貨物運(yùn)輸組織得更趨合理與小客車迅猛增長的發(fā)展趨勢。另一方面，也反映了由于統(tǒng)計(jì)口徑的不斷擴(kuò)大變化而造成的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)差異。由于交通量觀測方法多年來較為一致，并且車輛載貨率等參數(shù)難以調(diào)查。因此，本項(xiàng)目彈性系數(shù)的計(jì)算以客貨車交通量為基礎(chǔ)，避免了由于調(diào)查口徑變化或換算系數(shù)不準(zhǔn)確而帶來的計(jì)算上的較大誤差。

(2)歷史年經(jīng)濟(jì)和交通量

收集整理1999年至2016年項(xiàng)目區(qū)域附近的國、省道有代表性的特征觀測點(diǎn)交量資料。包括小貨、中貨、大貨、拖掛、小客、大客共6種車型，計(jì)算彈性系數(shù)時(shí)適當(dāng)合并，將小貨、中貨、大貨、拖掛、集裝箱合并為貨車，小客、大客合并為客車，只計(jì)算貨車和客車的交通量彈性系數(shù)。由此可得到各區(qū)客車、貨車的歷年交通量。

2.1.3未來彈性系數(shù)的確定

未來彈性系數(shù)的確定采用曲線擬合的方法，首先分析區(qū)域的客、貨運(yùn)量、交通量與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的彈性發(fā)展趨勢，在宏觀上把握彈性系數(shù)的變化規(guī)律，同時(shí)參考經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展情況類似的國家和地區(qū)的發(fā)展軌跡，最后確定未來年貨、客車彈性系數(shù)變化模型參數(shù)，預(yù)測未來年客、貨車彈性系數(shù)。

當(dāng)?shù)亟煌ê推渌貐^(qū)的過境交通組成本項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域的路網(wǎng)交通量。參照國外公路交通發(fā)展規(guī)律，并結(jié)合該地區(qū)歷史年交通量和各地區(qū)經(jīng)濟(jì)的彈性關(guān)系的發(fā)展趨勢，對貨、客交通量的彈性系數(shù)序列用指數(shù)函數(shù)擬合，擬合模型采用定量和定性相結(jié)合的方法，近期以定量為主，遠(yuǎn)期以定性為主。

2.1.4發(fā)生集中交通量預(yù)測

(1)未來經(jīng)濟(jì)預(yù)測結(jié)果整理

在交通小區(qū)中，按蘇南、蘇中、蘇北劃分，采用各自區(qū)域的彈性系數(shù)，其余省外影響區(qū)由于距項(xiàng)目區(qū)域較遠(yuǎn)且其影響該地區(qū)交通量的經(jīng)濟(jì)因素與江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)，因此，這些影響區(qū)采用江蘇全省經(jīng)濟(jì)總體增長速度，彈性系數(shù)采用全省的彈性系數(shù)。

(2)未來交通量增長率和未來發(fā)生集中交通量

預(yù)測未來特征年交通量時(shí)，根據(jù)需要，車型劃分為貨車、客車兩種。交通量的增長采用：特征年交通量增長率=特征年經(jīng)濟(jì)增長率×特征年彈性系數(shù)。交通小區(qū)分別對應(yīng)于各自地區(qū)采用相應(yīng)的彈性系數(shù)。根據(jù)基年各小區(qū)的發(fā)生集中交通量推算未來各特征年該小區(qū)的發(fā)生集中交通量。

2.2 交通量分布

本項(xiàng)目的交通分布預(yù)測采用FRATAR模型，該方法認(rèn)為兩交通區(qū)之間未來的交通量不僅與兩交通區(qū)的交通生成增長系數(shù)有關(guān)，而且還與整個(gè)項(xiàng)目影響區(qū)域的各交通區(qū)的交通生成系數(shù)有關(guān)[5]。弗雷特法的計(jì)算公式如下：

(2)

(3)

經(jīng)過交通分布，形成正常增長的趨勢型未來特征年OD矩陣。采用弗雷特法預(yù)測各特征年度趨勢型OD分布，得到遠(yuǎn)景年預(yù)測趨勢型OD表。

2.3 誘增交通量及其他運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)移交通量預(yù)測

2.3.1誘增交通量

誘增交通量是指由于公路的新建或改造而誘發(fā)產(chǎn)生的交通量。由于此次OD調(diào)查為全省路網(wǎng)調(diào)查，因此交通誘增應(yīng)從路網(wǎng)誘增的角度考慮。在參考有關(guān)資料基礎(chǔ)上，分析地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局特點(diǎn)、區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃以及新建項(xiàng)目路對區(qū)域交通運(yùn)輸需求增加的誘發(fā)作用逐漸減弱的規(guī)律性，同時(shí)考慮周邊路網(wǎng)中宿揚(yáng)高速于2017年底建成通車。由此考慮到2039年誘增交通率為5%。根據(jù)遠(yuǎn)景年預(yù)測誘增型OD表，最終計(jì)算2039年路網(wǎng)誘增交通量為231576pcu/d。

2.3.2其它運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)移交通量

公路與其它運(yùn)輸方式之間轉(zhuǎn)移交通量的產(chǎn)生主要源于下述兩個(gè)因素：公路項(xiàng)目的建設(shè)對其它運(yùn)輸方式的影響；其它運(yùn)輸方式項(xiàng)目的建設(shè)對原有公路運(yùn)量產(chǎn)生的影響。本研究認(rèn)為，將來與本項(xiàng)目之間有可能存在交通量轉(zhuǎn)移的其它運(yùn)輸方式有水運(yùn)和鐵路運(yùn)輸。

江蘇省的水運(yùn)客運(yùn)量很小，其出行目的通常以觀光游覽為主，因此，總體上說，水運(yùn)的客運(yùn)因其獨(dú)特性不會(huì)與新建一級(jí)公路發(fā)生交通轉(zhuǎn)移。

項(xiàng)目區(qū)域和項(xiàng)目路走向基本平行的鐵路主要是淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路，淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路開通后和項(xiàng)目路形成有力的競爭，公路分擔(dān)比例會(huì)有所下降，但考慮項(xiàng)目路的建設(shè)在淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路開通之后，此時(shí)淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路對公路的分流格局已經(jīng)基本穩(wěn)定，因此近期不再考慮對鐵路的轉(zhuǎn)移。

2.4 交通量分配

本次交通分配采用TransCAD提供的用戶均衡分配模型(User Equilibrium 模型)預(yù)測有關(guān)路段交通流量。UE模型假設(shè)為：用戶完全掌握路網(wǎng)運(yùn)行信息，所有用戶按照使自己運(yùn)行費(fèi)用最小的原則選擇其行車路線，而用戶的運(yùn)行費(fèi)用則隨利用該路段交通量的大小而變化。運(yùn)行費(fèi)用主要考慮行車的時(shí)間費(fèi)用，另外還考慮了收費(fèi)的影響。

2.5 預(yù)測結(jié)果及分析

2.5.1路段交通量及分析

(1)交通量預(yù)測結(jié)果

將誘增OD表并入趨勢型OD表，形成本項(xiàng)目未來遠(yuǎn)景年的總OD矩陣表，如表1所示。將OD數(shù)據(jù)通過交通分配模塊加載到對應(yīng)的路網(wǎng)上，得到路網(wǎng)分配預(yù)測結(jié)果，如表2所示。由于項(xiàng)目路既是345國道的組成部分，又是揚(yáng)州城市西部外環(huán)的重要組成部分，至2039年項(xiàng)目平均交通量將達(dá)到33204pcu/d。

從時(shí)間上看，項(xiàng)目建設(shè)初期增長速度較快，平均交通量在2025年達(dá)到18598pcu/d，年均增長率9.0%，此后交通量年增長速度逐漸下降。遠(yuǎn)景年轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測結(jié)果如圖2所示。

圖1 遠(yuǎn)景年2039年相關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向量示意圖(單位：pcu/d)

(2)交通構(gòu)成分析

結(jié)合預(yù)測結(jié)果，分析未來項(xiàng)目交通構(gòu)成大概的比例，未來項(xiàng)目路主要由過境交通、內(nèi)外交通和內(nèi)內(nèi)交通三部分構(gòu)成，過境交通流約占項(xiàng)目路比例為24%；內(nèi)外交通出行比例將達(dá)到66%，其中項(xiàng)目區(qū)域往南京、泰州、鎮(zhèn)江方向的交通流分別為15%、18%、14%，合計(jì)所占比例達(dá)到50%；其余交通流主要往高郵、天長方向，分別為10%和9%；區(qū)域內(nèi)部利用項(xiàng)目路的交通流比例較低，約占10%左右。

2.5.2特征年車型構(gòu)成

根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域路網(wǎng)歷年交通構(gòu)成分析，車種的比例變化與GDP有著良好的相關(guān)關(guān)系，本次車種比例預(yù)測采用指數(shù)模型，與GDP回歸預(yù)測，經(jīng)歷史資料回歸分析，得到參數(shù)及相關(guān)系數(shù)。根據(jù)模型擬合參數(shù)，以及基礎(chǔ)交通量預(yù)測結(jié)果，對項(xiàng)目未來車種構(gòu)成進(jìn)行預(yù)測，如表3所示。

通過項(xiàng)目路未來車種比例預(yù)測的結(jié)果，可以看出未來客車的比例占優(yōu)勢。小客隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，私家車的逐步普及，呈穩(wěn)步增長態(tài)勢，大客所占的比例也有所上升。由貨車的比例變化可以看出，小型貨車、中型貨車因其載重量的局限性，未來呈緩慢下降趨勢，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型，貨運(yùn)呈集中化、大型化發(fā)展方向，汽車列車呈穩(wěn)步上升趨勢。

3 結(jié)論

交通量的準(zhǔn)確預(yù)測是確定公路服務(wù)水平、服務(wù)等級(jí)的重要參數(shù)，也是確定項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。采用四階段法對本項(xiàng)目交通量進(jìn)行預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從本項(xiàng)目的功能定位、路網(wǎng)規(guī)劃及道路性質(zhì)，結(jié)合本項(xiàng)目所處區(qū)域的實(shí)際特點(diǎn)，推薦采用雙向四車道一級(jí)公路斷面，設(shè)計(jì)車速為100km/h，路基全寬26.0m。本項(xiàng)目的建成能充分發(fā)揮國道的整體效能，構(gòu)建長三角經(jīng)濟(jì)一體化，完善相鄰縣市之間的國道省道暢通，構(gòu)建揚(yáng)州大交通網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化與周邊市縣聯(lián)系，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，更好地服務(wù)于沿線經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。