區域交通量預測的優化與應用

摘要：交通量預測作為公路網規劃建設的重要組成部分，不僅是確定規劃區路網布局方案的基礎前提，也是確定公路網技術施工技術等級和建設時序安排的重要依據，其預測水平能夠對公路網規劃方案確定的合理性產生直接性影響。在本文中重點論述了區域交通量預測優化的原則及選擇的預測方法，并采用實例加以補充論述，以期提高區域交通量預測質量，促進我國公路建設事業的平穩發展。

關鍵詞：區域;交通量預測;優化;應用

我國社會主義經濟建設的快速發展，在很大程度上促進了交通運輸業的發展。特別是近年來，我國實施“中部崛起”、“西部大開發”后，公路網建設的整體水平得到提高，其運輸功能日益強大，路網建設獲得的經濟效益也越來越顯著。而區域交通量預測與分析是公路網建設規劃工作中的關鍵環節，是公路網合理規劃的重要保證。同時，區域交通量預測也是影響公路投資回報率的重要因素，對其進行深入分析研究對于路網建設有重要現實性意義。

一、交通量預測的理論方法和預測思路

（一）交通量預測的理論方法

預測是參照事物過去以及當下的發展實況，探求其發展變化規律，是已知事件測定未知事件的典型。現階段，可利用交通量預測法約為150種，主要分為：定量預測和定性預測兩類。其中，定量預測通常依據原始數據資料，利用數學方法，對原始數據資料做加工、分析處理，在模擬的基礎上建立數學模型后進行預測。定性分析是在廣泛搜集各類相關資料的基礎上，探究對象在一定時間段的發展規律，由此做出預測。

通常為了提高預測結果的準確性，為決策計劃提供可靠依據，可將定性預測與定量預測法結合在一起，對其做綜合性判斷。

（二）區域交通量預測思路

公路區域交通量預測內容為邊界公路運輸系統，其內容和交通目的、交通構成要素、交通期間以及交通區域等緊密相關。其中，交通目的為：旅游、出差、打工、探親等;交通構成要素為：交通主體、交通設施以及交通工具;交通期間為：短期、中期、長期;交通區域：縣、省、全國范圍。在公路網規劃中，交通量預測的思路便是以預測內容為依據，結合交通需求現狀與社會經濟的發展關系，選擇“四階段交通量預測分析法”、“交通量統計分析法”進行預測，然后針對不同預測方法的所得結果做對比、分析，進而確定交通量預測值。

二、區域交通量預測常用方法

（一）交通量預測指數平滑法

指數平滑法使用平滑系數對交通量路段通車時間順序值做加權修勻處理后，建立平滑的指數模型對遠景交通量進行預測。二次指數平滑法與三次指數平滑法是常用的指數方法。

指數平滑法的基本應用公式為：S_t^（n）=ax_t+（1-a）S_t-1^（n），其中，S_t^（n）表示一階平滑值，n代表平滑階數大小，n=1，2，3;x_t代筆對象指數位于t期的觀察值;a代表指數平滑系數，通常取值在0.3到0.8之間。

二次平滑指數生成公式：S₀^（1）= S₀^（2）=x₁，S_t^（1）=ax₁+（1-a）S_t-1^（1），S_t^（1）=a S_t^（1）+（1-a）S_t-1^（2），在公式中S_t^（1）代表t年的一次平滑數值;S_t^（2）代表t年的二次平滑數值;a代表平滑指數;t代表時序數值。

二次平滑指數預測模型為：Y_t+T=a_t+ b_tT，在公式中，a_t=2 S_t^（1）—S_t^（2），b_t=（S_t^（1）—S_t^（2））T值為以t時點位起點往未來預測的時序數值。

三次指數平滑數的生成公式為：S₀^（i）=x₁，S_t^（i）=T S_t^（i-1）+（1-T）S_t-1^（i），在公式中，S_t^（i）代表公路運輸在t時刻段第i次的平滑結果，參照公式，建立平滑模型為：Y_（t+T）=a_t + b_t *t+c_t*T²，在公式中：a_t =3 S_t^（1）-3 S_t^（2）+ S_t^（3）;b_t=²[（6-5a）S_t^（1）-（5-4a）S_t^（2）+（4-3a）S_t^（3）];c_t=²[S_t^（1）-2 S_t^（2）+ S_t^（3）]。

（二）模型應用舉例

參照某公路旅客周轉量情況進行預測，運用三次指數平滑模型來預測，得到的數值見下表。

某地區三次指數平滑計算值

年份

原值

一次值

二次指值

三次值

三次指數平滑法預測值

誤差值

2007

43207

37423

35275

34507

36630

0.15222071

2008

62492

44944

38175

35608

43307

0.30699929

2009

65502

51111

42057

37542

63183

0.03540349

2010

68564

56347

46343

40182

68532

0.01146739

2011

69327

60241

50513

43282

68532

0.01146739

2012

76115

65003

54860

46755

71678

0.05829337

（三）多式回歸分析法的應用

多式回歸分析法模型的建立以事物發展的時間變化規律為依據，回歸分析預測模型有兩種形式，分別為：非線性模型和有線性模型。依照交通歷史資料所顯示的時序變動特點，可建立以T為自變量的多式回歸模型。

針對歷史數據序列：Y=（y₁，y₂，y₃，y₄，…）所相互對應的時間序列為：T=（t₁，t₂，t₃，t₄，…），如果序列Y的變化發展規律和T的變化規律之間為線性關系，那么所使用的線性回歸模型為：Y=a+BT，多式回歸模型計算方式為：Y=ax_n" +b x_n-1 +c x_n-2+…，其中公式內的a、b、c是待定參數值。

區域交通量預測要結合過去交通量水平預測情況與經濟預測情況來進行，因為選擇的預測方法不一致，所使用的各類指標也會不同，以至交通量預測值也不同，所以，會對交通量分配造成一定影響。

結語：

當前，我國正處在經濟發展的高峰期，其基礎交通網絡發展還不健全，現階段的主要任務便是逐步完善基礎交通網絡發展。交通量預測作為公路網絡規劃建設主要參照依據，是交通發展必須涉及的內容，并且今后也將繼續利用。因此，相關人員要不斷更新技術方法，提高預測可靠性，促進我國公路網建設向著更好的方向發展。

參考文獻：

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