張 琦

（北京建達道橋咨詢有限公司,北京 100015）

0 引言

交通量指的是未來的公路交通運輸量，也是預測工作的重點內(nèi)容，借助預測結(jié)果可以更好地確定整個公路工程的規(guī)模、技術規(guī)范等方面的內(nèi)容，為工程建設及規(guī)劃制定提供必要的參考依據(jù)。在公路工程建設中，如何提高工程建設的投資效率，是需要重視的問題。為此，必須加強對公路建設項目的可行性分析，并進一步闡明預測的理論與方法，以反映公路工程的建設與規(guī)劃需要。

1 公路交通量預測理論與思路

1.1 預測理論

一般來說，預測就是將當前和未來的發(fā)展規(guī)律及趨勢等因素綜合起來，展開相應分析，依據(jù)分析結(jié)果得出相應結(jié)論。預測的局限性比較大，而且需要很強的科學性，公路交通量預測工作，所涉及的預測理論也是如此[1]。所以在具體的研究中，利用了風險分析的方法，識別和判斷了交通流量的風險因子，對風險的成因和影響因素進行了有效的識別和判斷，并對其進行了詳細說明。同時，通過估算和判定有關風險的發(fā)生概率，從而為以后的公路工程建設規(guī)模及決策制定提供可靠依據(jù)。

1.2 總體思路

文章運用四階段預測方法，以汽車出發(fā)點調(diào)查為依據(jù)，基本思路如下：通過對交通狀況的調(diào)研，分析社會、經(jīng)濟對交通發(fā)展的影響，計算出該工程的正常發(fā)展趨勢性交通量，并考慮到工程完工后對該地區(qū)造成的交通流量影響，結(jié)合水運、鐵路等交通工具的轉(zhuǎn)運量，同時考慮公路項目的設計車速與交通量之間的關系（如圖1所示），此曲線表明路段上交通量增多，平均車速則降低，車速分布呈必然變化的規(guī)律。車頭時距愈小，車速愈接近相等，即標準離差逐漸變小。最后確定該工程的未來交通量，為確定工程規(guī)模、公路交通規(guī)劃及投資決策等提供了參考依據(jù)。

圖1 設計車速—交通量曲線

2 公路交通量預測方法

在上述理論基礎上，結(jié)合道路流量數(shù)據(jù)及基年O-D調(diào)查數(shù)據(jù)，獲取相應的流量生成數(shù)據(jù)，并運用高效的解析方法，構建流量成長與社會經(jīng)濟成長間的彈性因子變動模型，實現(xiàn)對不同結(jié)合點的流量生成的預估。交通量的產(chǎn)生是社會經(jīng)濟活動對于交通運輸需求的具體體現(xiàn)，要根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟活動和發(fā)展趨勢，結(jié)合以往的實際交通狀況、社會經(jīng)濟和人口發(fā)展水平來進行預測，最終得到準確、可靠的預測結(jié)果。

結(jié)合相關地區(qū)道路運輸和出行特點，重點掌握地區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀，分析出此地區(qū)的交通出行變化情況。同時，根據(jù)區(qū)域在未來的生產(chǎn)力和經(jīng)濟發(fā)展狀況，對其進行相應的調(diào)整和布局，通過類比分析的方法，可以更好地對未來的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和交流總量進行預測，最后結(jié)合預測結(jié)果制定出科學的規(guī)劃方案。一般情況下，針對項目遠景交通量來說，主要包括通道內(nèi)自然增長的趨勢型交通量在項目上的分流；項目從其他運輸方式上分流的轉(zhuǎn)移交通量；新型或大型企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的機械增長交通量。

3 交通量預測的基本流程

交通量預測內(nèi)容主要包括：

（1）調(diào)查和分析人口分布、機動車保有量、公交現(xiàn)狀等，依據(jù)上述調(diào)查數(shù)據(jù)，對道路設施現(xiàn)狀及土地利用規(guī)劃進行現(xiàn)狀評估。

（2）調(diào)查居民出行、汽車、出入口交通狀況。

（3）通過對當前交通問題及成因的剖析，結(jié)合總體規(guī)劃，制定出未來的發(fā)展策略。

（4）對各交通區(qū)進行分區(qū)，并構建了四個時期的交通預報模式。

（5）科學評估交通規(guī)劃方案，得出可行性結(jié)論。

以某公路工程項目為例，此項目預計壽命為調(diào)查年至工程投產(chǎn)后的20年，對該工程影響地區(qū)的社會經(jīng)濟、交通運輸數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計，并進行了相關性分析，建立了預測模型。結(jié)合各地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展歷程，構建預測模型，用于預測該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展趨勢。

3.1 交通生成

3.1.1 預測模型選定

區(qū)域交通量是指社會、經(jīng)濟發(fā)展對交通需求的具體體現(xiàn)。根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展趨勢，對集中交通流量進行了預測，使用的是增長率預測方法。具體方法如下：通過對歷史年度內(nèi)各個小區(qū)的交通增長與經(jīng)濟增長的關系進行分析，計算出未來交通與經(jīng)濟發(fā)展的彈性關系。各區(qū)域交通流量的變化趨勢基本反映了區(qū)域交通總量的增長，對各區(qū)域交通增長和區(qū)域經(jīng)濟增長的彈性系數(shù)進行分析，并利用區(qū)域的GDP增長率，可以計算出各區(qū)域的交通流量增長率。

3.1.2 彈性系數(shù)分析

（1）研究目標及方法。此次研究將該地區(qū)分為16個影響區(qū)域，結(jié)合影響區(qū)域?qū)β每汀⒇浳锏膹椥韵禂?shù)以及該地區(qū)的運輸發(fā)展狀況進行了研究。彈性系數(shù)用冪指數(shù)回歸分析法計算：

式中，αi——回歸系數(shù)；βi——區(qū)域內(nèi)的運輸發(fā)展彈性因子；Ti——汽車或卡車的運載能力；Ei表示——區(qū)域內(nèi)GDP。

多年來，由于交通流量的測量結(jié)果比較穩(wěn)定，而車輛的運載能力等指標的研究比較困難，因此，該項目的彈性系數(shù)是以客貨運輸量為依據(jù)的，可以避免因調(diào)查口徑變動和轉(zhuǎn)換系數(shù)不精確而導致的計算誤差。

（2）歷史年經(jīng)濟和交通量。搜集并綜合了該區(qū)域過去幾年間周邊觀測站的交通量數(shù)據(jù)，包括多種類型車輛，在對彈性系數(shù)進行計算時將這些車輛信息合并在一起。根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，可以得出各區(qū)的車輛歷年通行量。

3.1.3 未來彈性系數(shù)的確定

該項目所經(jīng)過的區(qū)域內(nèi)，由地方運輸和其他地方的運輸構成了整體網(wǎng)絡運輸能力。根據(jù)國內(nèi)外道路運輸發(fā)展的基本原則，考慮到區(qū)域內(nèi)的年交通量與區(qū)域間的彈性變化，利用指標函數(shù)擬合了貨物、旅客運輸?shù)膹椥砸蜃?，并對其進行了定量分析。

3.1.4 發(fā)生集中交通量預測

在運輸區(qū)內(nèi)，按照四個不同的區(qū)域，分別采用不同的彈性系數(shù)進行集中交通量預測，而其他影響區(qū)因距離比較遠，所以不計算在內(nèi)。交通流量的影響程度與本省的經(jīng)濟發(fā)展程度相關，各區(qū)域均以本省整體經(jīng)濟發(fā)展速率為基準，而各區(qū)域的彈性系數(shù)也以省內(nèi)為基準。在對今后的年運力進行預測時，按需求分為貨車和客車兩類。通過對道路交通流量的分析，得出了道路交通流量的變化規(guī)律。根據(jù)不同區(qū)域、不同運輸單元使用了不同的彈性因子，由基年內(nèi)各個單元所產(chǎn)生的集中流量計算出今后各個特性年所出現(xiàn)的集中流量。

3.2 交通量分布

利用FRATAR模型對兩交通區(qū)的交通流量進行了預測，結(jié)果表明，兩交通區(qū)內(nèi)的交通流量不但與兩交通區(qū)的交通產(chǎn)生因子相關，還與整個項目所涉及的各個運輸?shù)貐^(qū)的交通產(chǎn)生因子相關[2]。通過車輛分配，形成了一個具有典型發(fā)展的趨勢年OD模型。利用弗雷特法對各個特性的年動態(tài)OD進行分析，得出了OD的未來發(fā)展趨勢。

3.3 誘增交通量及其他運輸方式轉(zhuǎn)移交通量預測

3.3.1 誘增交通量

誘增交通量是指因道路建設或改建而引起的交通流量。鑒于該次OD調(diào)查是一項大范圍內(nèi)的道路網(wǎng)絡普查，故應當從道路引致的視角進行分析。結(jié)合相關數(shù)據(jù)、區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局特征、區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展計劃以及新建設道路對區(qū)域交通運輸拉動效應，并依據(jù)此公路項目的竣工時間及未來年的誘導度變化曲線，測算出最終的誘增交通量。

3.3.2 其他運輸方式轉(zhuǎn)移交通量

其他運輸方式轉(zhuǎn)移交通量的產(chǎn)生原因如下：道路工程建設對其他交通方式帶來了一定影響，而其他交通工程的施工也會對原有道路運力造成一定影響。文章認為，未來與該工程有可能發(fā)生交通流量轉(zhuǎn)移的其他交通方式是鐵路交通和水陸交通。本省水路客運量較少，目標流量多以旅游觀光群體為主?？傮w而言，由于其自身的特殊性，水路運輸不會與此公路產(chǎn)生分流。而與此公路項目走向保持一致的另外一條鐵路項目，則有可能會形成分流，項目路的分攤比例將會降低，但項目路的修建時間更早，目前鐵路對道路的分流模式已趨于平穩(wěn)，故今后將不會出現(xiàn)向鐵路遷移的趨勢。

3.4 交通量分配

該方案利用TransCAD所提出的“平均分配模式”對相關區(qū)域的交通流進行了預測。UE模式假定：當使用者對道路的運營情況充分了解時，使用者根據(jù)最小的成本來決定他們的出行路徑，同時使用者的出行成本也會隨著道路流量的不同而變化。營運成本主要是以營運的時間成本為主，此外還要加上計費的因素。

3.5 預測結(jié)果及分析

3.5.1 交通量預測結(jié)果

將誘增OD表格納入到趨勢OD表格中，構成了該工程的OD總量矩陣。將OD資料徑流量分布模組加入相應的道路網(wǎng)絡，得出了交通流量的預測結(jié)果，見表1。該工程作為省道和城區(qū)外環(huán)的一個主要節(jié)點，預計2040年將達到24 365 pcu/d。從時間上來看，該工程的前期發(fā)展速度很高，預計在2045年，交通流量將會達到25 783 pcu/d。

表1 項目路交通量預測結(jié)果 /（pcu/d）

3.5.2 特征年車型構成

通過對該工程地區(qū)道路網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)車輛的比重與GDP之間存在較強的關聯(lián)性；對各指標的歷史數(shù)據(jù)進行了線性分析，得出了各指標的相關性。在此基礎上，通過對車輛的擬合和道路運輸能力的估算，確定了該公路車輛的組成[3]。

對未來道路車輛的比例進行了預測，得出了今后大客車的比重將占據(jù)主導地位。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，私家汽車逐漸流行起來，而大型客車的比重也在不斷增加。從貨車比重的變動可知，由于載重限制，小型貨車和中型貨車的數(shù)量將會逐漸減少，而隨著我國經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型，汽車和列車的數(shù)量也在不斷增加。

4 交通量預測結(jié)果的應用

交通流量預測結(jié)果的應用主要包括：

（1）為公路養(yǎng)護管理提供基礎數(shù)據(jù)。制定日常養(yǎng)護管理方案時，應根據(jù)各路段的實際運行量，尤其是載重汽車的使用率等因素來明確方案內(nèi)容。

（2）為交通運輸管理工作提供參考。道路交通流量、高峰時段、擁擠度等指標對交通管理和交通安全標志的制訂具有重要意義。

（3）為道路網(wǎng)的規(guī)劃與設計提供參考。根據(jù)多年的交通流量資料，對今后的交通發(fā)展趨勢進行了預測，是公路規(guī)劃設計及可行性研究的重要基礎[4]。

（4）對現(xiàn)行道路的利用狀況進行評估。通過對已有的道路流量進行分析，可以了解道路的擁堵狀況，判定道路能否滿足實際交通需求。

5 交通量預測對公路交通規(guī)劃的影響

公路等級結(jié)構與施工布局是公路網(wǎng)絡規(guī)劃中的關鍵內(nèi)容，文章采用定量研究方法，對“十縱十橫”主干道公路網(wǎng)進行了定量研究。道路重要性分析是定量研究中的一項重要工作，其重要性因子主要有路線性質(zhì)、經(jīng)濟社會和交通量等。道路特性系數(shù)通常是干線路，指標通常為1.0，通過經(jīng)濟（GDP）與社會（人口）的比率來確定社會經(jīng)濟系數(shù)[5]。交通量因子以“十縱十橫”的道路交通量為基礎，擬合出各條主干道公路的混合交通量。進行線路綜合重要性評價，不僅要考慮線路屬性系數(shù)，還應充分考慮各經(jīng)濟節(jié)點對路網(wǎng)的不同影響，求得平均流量，并對各因素進行合理調(diào)整。

6 結(jié)語

從以上的研究結(jié)果來看，在主干道公路網(wǎng)絡的規(guī)劃設計中，交通流量的預測是一個非常關鍵的因素，在確定各路段的合理級別時，要考慮到各路段的交通需求。同時，在已有的道路流量資料基礎上，結(jié)合道路建設中的技術規(guī)范，確定合理的道路流量所要求的道路級別。利用“四階段”方法和運量增長率分析方法，對公路網(wǎng)絡的線路運輸量進行了估算，并結(jié)合其發(fā)展特征，對公路網(wǎng)絡的線路進行全面規(guī)劃，為建立一個全面的評價指標系統(tǒng)奠定了基礎。在公路網(wǎng)絡規(guī)劃中，道路交通流量的預測具有十分重要的意義，具有極大的推廣和研究價值。

交通量預測是衡量項目是否可行的一個重要指標，同時也是政府和社會資本進行投資決策的基本依據(jù)，為項目可行性評估和分析提供可靠數(shù)據(jù)支持。由于影響交通流量的因素眾多，所以進行項目可行性分析時，如果對各個影響因子考慮得不夠充分，就會造成交通流量的預測結(jié)果與實際情況有很大差異。