設區市區縣道公路網規模研究

吳 菲，陳景雅

（河海大學土木與交通學院，江蘇 南京210098）

縣道公路網規劃推動著經濟的發展，承擔著“上承國省干線，下接農村公路”的功能。新型縣道公路網評價系統正式頒布，現有縣道公路均基于當時行政區劃及社會經濟條件劃分。現有縣道網嚴重落后于農村公路發展，功能未全面發揮，同時評價指標的改變使既有縣道網與宿遷市區經濟、行政區劃和國省道網間存在矛盾。由于縣道網功能、區域、使用年限的特殊性，導致不能盲目套用以往的經驗和公式，需與時俱進，選取新型指標評定。

“十二五”和“十三五”期間是宿遷市區經濟轉型和產業結構創新發展的契機，實現更高小康水平和現代化建設。城鎮化進程較快，縣級物流和公交需求量與日俱增，居民出行需求和要求顯著提升。縣道公路交通作為服務性基礎設施，引導居民出行，促進經濟水平發展，需作為新一輪區域規劃的重中之重。

宿遷市區經濟發展滋生一系列現代化產業園、物流中心等新型區域節點，既有的公路尚未完全覆蓋新型節點，同時《國家公路網規劃（2013—2030年）》和《江蘇省省道公路網規劃（2011—2020年）》已經正式出臺，上位路網大幅度調整，國省干線服務深度和覆蓋力度進一步加深，縣道與國省道間銜接有待完善。總之，農村經濟轉型發展和上位公路網規劃調整，江蘇省下達新一輪縣道網的編制工作，科學明確宿遷市區縣道公路網功能和定位切實需求，推動經濟創新性轉型。為了保證各層次路網銜接匹配，給予宿遷農村經濟發展安全、暢通、快速和舒適的交通環境，同時理順現有縣道公路網體系，確保農村公路分級養護的順利實施，研究宿遷縣道公路網的規劃方法十分必要。定量和定性的方法測算規劃年縣道公路網規模里程，對方案進行系統全面評價，確保規劃方案的合理性。以宿遷市區縣道公路網規劃為例分析縣道網規模預測系統，對今后縣道網規劃起到借鑒作用。

1 規模預測

縣道公路網規模預測的方法很多，主要是基于慣性原理、相關原理和類推原理衍生出的一系列具體模型。常用方法有：連通度法、生長曲線法、人口密度法、經濟指數模型法、人工神經網絡［1］等。考慮數據獲得性和合理性，方法簡易性等因素，選取具有代表性的節點連通度法、國土系數法和彈性系數法進行對比探討，與區域發展相協調的規模［2］。

1.1 節點連通度法

公路網連通度指公路網的邊數與節點數目的比值，反映路網中節點通達程度和網化程度［3］。根據網絡幾何形狀結構分析，建立公式（1），公路網合理規模的連通度DN模型［4］

式中：LN為區域內路網總里程，km；A為扣除水域的國土面積，km2；ξ為區域公路網的變形系數，平原地區取1.1。

當連通度接近1時，路網布局大體呈樹狀結構，節點間多為兩路連通，路網極不完善；當連通度接近2.0時，路網布局大體呈方格網狀結構，節點間多為四路連通，路網結構較完善；當連通度接近于3.0時，路網布局大體呈三角網狀結構，各結點之間多為六路連通，路網結構非常完善，評價標準如表1所示［5］。綜合考慮宿遷市區的實際狀況，節點連通度為1.8～2為四路連通較為合理。

表1 路網連通度平均標準Tab.1 Average standard of the network connectivity

由公式（1）推算得縣道公路網里程LN的測算公式（2）

由于式（2）基于節點預測規模，可知LN服務于節點需求，部分功能與國省道重合。故需扣除國省道里程才為實際縣道網里程。通過式（2），根據當地經濟水平，現狀為1.58，與江蘇省平均水平，2015年和2020年綜合選取DN為1.8 和2，節點數94 個，土地面積1 904 km2，變形系數1.1，規劃普通國省道270.54 km。計算相應縣道公路網規模，具體如表2。

采用節點連通度計算宿遷市區縣道公路網規模介于567～660 km間。基于節點連通度法，取2015年取567 km，2020年取660 km。

表2 宿遷市區縣道網規劃規模推測表Tab.2 Forecasting table of county road network planning scale in Suqian City

1.2 國土系數法

國土系數法是“道路長度與人口和面積的平方根及其經濟指標成正比”，從區域內的經濟、人口、面積等社會經濟評價指標計算區域合理理論公路長度［6］，建立公式（3），公路網合理規模的國土系數模型

式中：Li為公路網規模，km；Ai為區域面積，km2；Pi為人口，萬人；Ki為公路網系數；Li，Ki，Pi分別為第i年的相應的值。

鑒于近五年，宿遷市區縣道公路網規模變化波動極小，現采取三級以上（包括高等級公路）等級公路扣除國省道規模為歷年的縣道公路網計算規模。

根據現有歷年的公路網規模、人口和面積計算歷年的公路網系數，再進行擬合分析，得出地區生產總值與公路網系數成線性關系［7］，即

式中：G為地區生產總值，億元。

通過未來年地區生產總值，代入式（4），得出未來年公路網系數K，再代入式（3），計算出2015年和2020年縣道公路網規模，具體值如表3所示。

表3 國土系數法預測縣道網規劃預測表Tab.3 Forecasting table of county road network planning by the coefficient method

采取國土系數法預測宿遷市區縣道公路網規模介于574～854 km間，其中2015年為574 km，2020年取854 km。

1.3 彈性系數法

彈性系數法是研究公路里程增長率與經濟規模增長率的關系來預測未來年公路網建設規模［8］，建立公式（5），公路網合理規模的彈性系數模型

式中：Lt為公路里程增長率，%；e為公路里程增長對經濟增長的彈性系數；E為經濟增長率，%。

由于彈性系數e的取值直接影響著縣道網規模的增長，區域經濟指標又影響著彈性系數，因而需結合宿遷市城市發展目標和定位，使得彈性系數更加精準。

根據宿遷市區歷年縣道網公路里程（現采取三級以上（包括高等級公路）的等級公路扣除國省道規模）和人均GDP計算出歷年的彈性系數在0.11～0.12間。新一輪縣道公路網規劃規模增加主要來源于已竣工路段和鄉村道提升，增長迅速，因而e取較大值0.12。

通過未來年人均GDP增長率，代入公式（5），得出縣道公路網里程增加率，進而計算未來年的公路網總規模，具體如表4所示。

表4 彈性系數法預測縣道網規劃預測表Tab.4 Forecasting table of county road network planning by elastic coefficient method

采取彈性系數法預測宿遷市區縣道公路網規模為541～1 017 km，其中2015年為541 km，2020年為1 017 km。

2 規模確定

由于資金、土地、環境等因素制約著公路網的建設發展，因而公路網密度并非無限制增加，需考慮宿遷市區的綜合水平和現階段規劃發展目標。通過表5得出：近期規劃，節點連通度、國土系數法和彈性系數法，預測結果相近，說明接近實際縣道網規模；遠期規劃，彈性系數法，理想考慮經濟增長引起公路里程增加，忽略區域政策、資金運轉等原因導致公路里程增加受限，導致公路里程偏大。總體來說，國土系數法近遠期均較準，主要是由于宿遷經濟水平仍處于快速發展的階段，自身未達到飽和狀態。

表5 縣道公路網規模Tab.5 County road network scale km

結合宿遷市區實際發展情況和不同的預測模型綜合評價，得出：2015年，宿遷市區縣道公路網規模推薦值為541～574 km；2020年推薦值為660～854 km。

3 規模評價

通過預測縣道公路網規模，衡量各項指標，為規劃方案提供充分的理論依據。根據江蘇省縣道公路網規劃手冊上闡述，需進行技術評價，使得縣道公路網規模合理性，效益最大化。

技術評價主要從路網通達性和公路技術特性進行評價［9］。路網通達性，規劃目標落實后，縣道網將快速進入干線公路網特性，實現宿遷市區分層次的快速出行；路網技術評價是從路網密度、區域網值、路網連通度和等級指標對宿遷市縣道公路網規劃成果進行評價［10］。

由表6和表7可知，宿遷市區的面積密度、人口密度、經濟密度、綜合密度較蘇南偏高，說明人均縣道持有率和縣道密度較高，總體來說宿遷市區縣道網的路網密度較合理，處于江蘇省中等偏上的水平；2020年區域網值略等于現有江蘇平均水平和蘇南地區，從0.90提升到1.234～1.598，說明本輪縣道網規劃實施效果明顯；路網連通度處于1.8～2.5間，節點由兩路連通，逐漸像四路和六路連通過渡，處于較好水平，但仍與江蘇發達地區存在差距，說明存在一定的進步空間，加強與新增節點的銜接和連通；路網等級達到2.0 以上，說明本輪縣道規劃道路等級主要以二級為主，三級為輔，道路服務性能較好。總之，規劃后路網比現狀路網的技術特性有較大幅度提升。

表6 路網技術評價Tab.6 Technical evaluation of county road network

表7 江蘇各地區縣道網技術評價Tab.7 Technical evaluation of regional county road network in Jiangsu

4 結論

1）宿遷市路網規模較為合理。文中通過節點連通度法、國土系數法和彈性系數法3種方法預測縣道網規模，結合專家經驗修正，宿遷市區縣道公路網規模推薦值：2015年取541～574 km，2020年取660～854 km。通過規模評價可知，路網連通度和路網密度都較現狀大幅度提升，布局成方格網形狀，基本合理。

2）3種模型的適用性在近期與遠期規劃中有所差別。3種模型的對比分析，得出：近期規劃，建議3種預測模型均可；遠期規劃，建議采用節點連通度法和國土系數法預測縣道規模。利用科學合理的模型預測宿遷市區的縣道公路網規模，從路網密度等角度進行技術評價，形成一個層次清楚、功能完備的縣道公路網規劃方法體系，為縣道公路網的建設、管理和養護工作提供參考，為今后蘇北地區的縣道公路網規劃起到借鑒作用。

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