同城化背景下公路市政化改建道路交通流預(yù)測研究

張亞坤，董潔霜 ZHANG Yakun,DONG Jieshuang

（上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093）

(College of Management,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)

0 引言

2013年9月和10月，中國國家主席習(xí)近平在出訪中亞和東南亞國家期間，先后提出共建“絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的重大倡議，得到國際社會高度關(guān)注。在《推動共建絲綢之路經(jīng)濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》中明確提出西南地區(qū)應(yīng)發(fā)揮廣西與東盟國家陸海相鄰的獨特優(yōu)勢，加快北部灣經(jīng)濟區(qū)和珠江—西江經(jīng)濟帶開放發(fā)展，構(gòu)建面向東盟區(qū)域的國際通道，打造西南、中南地區(qū)開放發(fā)展新的戰(zhàn)略支點，形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經(jīng)濟帶有機銜接的重要門戶[1]。發(fā)揮云南區(qū)位優(yōu)勢，推進與周邊國家的國際運輸通道建設(shè)，打造大湄公河次區(qū)域經(jīng)濟合作新高地，建設(shè)成為面向南亞、東南亞的輻射中心。推進西藏與尼泊爾等國家邊境貿(mào)易和旅游文化合作。

交通運輸是社會經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，作為國民經(jīng)濟的命脈，是反映一個地方經(jīng)濟繁榮與否、經(jīng)濟發(fā)展與落后的重要標志。社會經(jīng)濟及城市建設(shè)的快速發(fā)展，愈來愈依賴交通運輸?shù)陌l(fā)展。通暢的交通將給居民的出行帶來極大的便利，加之分布道路兩側(cè)的各類公共、金融、服務(wù)機構(gòu)，營造了一個良好的人文居住環(huán)境[2]。本項目的實施，將進一步改善文山的投資環(huán)境，增強對外招商引資的吸引力，促進當?shù)仄髽I(yè)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快城鎮(zhèn)化進程，增強文山對周邊地區(qū)乃至東南亞商圈的輻射作用，促進地區(qū)經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展。便利的交通將加速周邊閑置土地的開發(fā)利用，增強對外聯(lián)系，帶動一二三產(chǎn)的快速發(fā)展，會大幅提高周邊居民的收入和生活水準。社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民物質(zhì)生活水平的提高，將促進社會醫(yī)療衛(wèi)生、娛樂休閑、教育等事業(yè)的快速發(fā)展，這些發(fā)展都將顯著提高城市居民的生活質(zhì)量。

1 預(yù)測前提及方法

1.1 預(yù)測前提

本次預(yù)測以《文山市城市總體規(guī)劃（2014-2030）》、 《硯山縣城市總體規(guī)劃（2015-2030）》、《文硯丘平城鎮(zhèn)群規(guī)劃（2014-2030）》、《文山州城鎮(zhèn)體系規(guī)劃（2014-2030年）》和2016年上海市同濟城市規(guī)劃設(shè)計研究院編制的《文硯同城規(guī)劃》等規(guī)劃、設(shè)計資料為依據(jù)，根據(jù)其中關(guān)于文山市和硯山縣的發(fā)展定位、交通發(fā)展趨勢及路網(wǎng)規(guī)劃等情況的描述，進行文硯大道建設(shè)工程的交通量預(yù)測。

1.2 預(yù)測年限

預(yù)計本工程在2019年底全部建成，按《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》 （CJJ37-2012） （2016年版）3.5.1條規(guī)定道路交通量達到飽和狀態(tài)的道路設(shè)計年限快速路、主干路應(yīng)為20年計，因此預(yù)測年限為2020～2040年，預(yù)測特征年分別為2020年、2030年、2040年。

1.3 預(yù)測方法

以市域經(jīng)濟、人口以及機動車發(fā)展為基本依據(jù)，結(jié)合居民出行特征、規(guī)劃用地布局特征等因素，采用國際國內(nèi)常用的經(jīng)典模型——“四階段”法，即出行產(chǎn)生、出行分布、交通方式劃分和交通分配四階段，進行相應(yīng)預(yù)測年份的流量預(yù)測，用于道路設(shè)計方案的評價[3]。對于遠期交通需求的預(yù)測，結(jié)合人口等的增長趨勢，在2020年交通量分配的基礎(chǔ)上采用平均增長率法，對2030和2040年需求進行預(yù)測。本次預(yù)測使用Transcad交通分析軟件進行交通分布和道路交通量分配。

2 人口與用地發(fā)展趨勢

云南沿邊州市對外開放的根本出路是發(fā)展通道經(jīng)濟。云南省政府把“通道經(jīng)濟”作為文山州發(fā)展的戰(zhàn)略定位。文硯同城的發(fā)展定位是輻射南亞東南亞的重要門戶、滇東南地區(qū)的新的增長極，以“三七之鄉(xiāng)”為特色的生態(tài)文明示范區(qū)和合作、創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型發(fā)展的都市區(qū)。這一定位的實現(xiàn)首先應(yīng)進行文山硯山兩地功能的整合與分解。根據(jù)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的分析，文山承擔(dān)州府地位，應(yīng)突出服務(wù)功能，而硯山應(yīng)突出物流和產(chǎn)業(yè)功能。以文山市為主中心、以圍繞普者黑機場形成的空港新城和硯山縣為城市副中心，組成了文硯同城發(fā)展的新格局，三大片區(qū)之間規(guī)劃形成三條道路主通道，以滿足片區(qū)之間的聯(lián)系需求。本項目主要研究的文硯大道是這三條通道中重要的城市發(fā)展軸[4]。區(qū)域一體化交通發(fā)展、優(yōu)化交通運輸體系是促進文硯同城發(fā)展、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)互通的重要策略之一，具體實施路徑包括：在以人為本的前提下，以綜合交通一體化為發(fā)展方向，加強與區(qū)域綜合交通體系的協(xié)調(diào)和融合，促進區(qū)域交通一體化；整合文山硯山交通系統(tǒng)，加強兩地空間結(jié)構(gòu)的聯(lián)系；完善城市道路交通系統(tǒng)，與城市空間拓展相協(xié)調(diào)；以公共交通為主導(dǎo)，構(gòu)建合理的城市交通結(jié)構(gòu)，推動軌道交通的發(fā)展。

文硯城鎮(zhèn)化正處于快速發(fā)展階段，存在異地城鎮(zhèn)化現(xiàn)象。2015年硯山縣常駐人口47.5萬人，城區(qū)人口8.2萬人，城區(qū)面積12.08平方公里；文山市常住人口49.7萬人，城區(qū)人口27.4萬人，城區(qū)面積36.07平方公里。按照文硯城鎮(zhèn)人口增速計算，2010～2015年人口年均增長率4.2‰，年均增長1.8萬。整理文山、硯山總規(guī)等規(guī)劃資料可知，2030年文硯城市人口基本在100萬人左右。遠景總用地規(guī)模將達到165.02平方公里，其中文山、硯山、空港、東山四大板塊建設(shè)用地分別為100、40、21、3.5平方公里。

3 交通小區(qū)劃分及客流量生成

3.1 交通小區(qū)劃分

交通小區(qū)劃分時遵循如下原則：盡量與城市行政區(qū)劃相一致，與城市形態(tài)發(fā)展相一致，與路網(wǎng)布局相一致，與自然或人工界線（河流、鐵路） 相協(xié)調(diào)[5]。

本次研究參考文硯同城總體空間布局和分區(qū)組團布置對交通小區(qū)進行劃分，將文硯同城劃分為18個小區(qū)，并依據(jù)對外主要交通流向設(shè)置6個外圍虛擬小區(qū)。外部虛擬小區(qū)的設(shè)置主要用于表達文硯城區(qū)與蒙自等對外主要聯(lián)系片區(qū)的關(guān)系。

3.2 出行生成預(yù)測

出行生成預(yù)測方法包括原單位法（生成率法）、交叉分類法、回歸分析法、時間序列法、彈性系數(shù)法等[6]。

3.3 出行分布預(yù)測

出行分布是“四階段法”的一個重要組成部分，居民出行分布是將預(yù)測的各小區(qū)客運產(chǎn)生量、吸引量轉(zhuǎn)化為未來各交通小區(qū)之間的出行交換量的過程，即要得出由出行生成模型所預(yù)測的各小區(qū)出行量的相互關(guān)系問題[7]。預(yù)測的方法有很多種，現(xiàn)行交通分布預(yù)測的常用模型主要包括三類：增長率法、重力模型法和概率模型法。重力分布模型借鑒了牛頓萬有引力定律來描述城市居民的出行行為，是國內(nèi)交通規(guī)劃中使用最廣泛的模型。該模型考慮了影響出行分布的區(qū)域社會經(jīng)濟增長因素和出行空間、時間阻礙因素，它的基本假設(shè)是：交通分區(qū)i到交通分區(qū)j的出行分布量與交通分區(qū)i的出行發(fā)生量、交通分區(qū)j的出行吸引量成正比，與交通分區(qū)i和交通分區(qū)j之間的交通阻抗成反比。重力模型法能比較全面地、較為敏感地反映出行分布與各種相關(guān)因素關(guān)系，所以在城市交通規(guī)劃中得到廣泛地應(yīng)用。

本次研究以文硯同城區(qū)域用地分布情況，采用交通規(guī)劃軟件Trans CAD，利用預(yù)測模型的經(jīng)驗參數(shù)，然后將居民出行發(fā)生、吸引預(yù)測的結(jié)果代入模型進行計算，其結(jié)果即作為預(yù)測OD分布。

居民出行分布模型采用雙約束重力模型：

評點式閱讀教學(xué)作為一種“感悟式”的閱讀方法，其思維過程決定了學(xué)習(xí)者對當前信息的理解需要以已有的知識經(jīng)驗為基礎(chǔ)，特別在運用已有知識經(jīng)驗時，個體需要依據(jù)新的經(jīng)驗做出某種調(diào)整，即便是某些沒有接觸過的問題，個體也能基于以往的經(jīng)驗和自己的認知能力，形成對問題的某種感知和認識，并做出某種解釋。因此，評點式閱讀教學(xué)強調(diào)學(xué)生不單純是接受文本，而是通過自我感悟、發(fā)現(xiàn)、探究及表達來主動建構(gòu)認知，改造文本，同時也改造自己。

其中：m為出行目的；為i小區(qū)到j(luò)小區(qū)之間目的m的出行量；為i小區(qū)目的m的產(chǎn)生量；為j小區(qū)目的m的吸引量；為i小區(qū)和j小區(qū)之間的目的m的交通阻抗；Ki,Kj為調(diào)整系數(shù)。

F（tij）為阻抗函數(shù)，有各種函數(shù)形式。本模型采用Gamma函數(shù)，具體函數(shù)形式為：

式中：a、b、c是需要標定的模型參數(shù)。

根據(jù)各交通分區(qū)的吸引量、產(chǎn)生量及分布參數(shù)，利用TransCAD確定出全日全方式居民出行OD矩陣。

4 交通方式劃分及交通量分配

4.1 交通方式劃分

出行方式劃分可簡單地理解為總出行次數(shù)在不同交通方式之間進行劃分，也可理解為對出行方式的選擇。從目前國內(nèi)城市交通需求預(yù)測的實踐看，在進行城市客運方式劃分的預(yù)測中，一個普遍的趨勢是定性和定量分析相結(jié)合，在宏觀上依據(jù)未來國家經(jīng)濟政策、交通政策及相關(guān)城市的比較來對未來城市交通結(jié)構(gòu)做出估計，然后在此基礎(chǔ)上進行微觀預(yù)測。

本次預(yù)測參考國內(nèi)相關(guān)城市現(xiàn)狀居民出行方式構(gòu)成表，同時結(jié)合未來用地布局、規(guī)模變化趨勢、交通系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展趨勢、居民出行方式選擇決策趨勢等進行方式劃分。

4.2 交通量分配

交通量分配是四步驟交通需求模型的最后一個步驟。這個步驟是在已知全部出行的起點和終點的情況下，求出道路或線路上的交通分配，其方法就是將O-D量在路網(wǎng)上分配，得出各路段（或線段）上的流量。如果分配的是車輛出行的O-D矩陣表，得到的就是道路網(wǎng)上的車流量（小汽車的車流量也可從乘坐小汽車的客流量得到）。如果分配的是居民出行的O-D矩陣表，得到的就是路網(wǎng)上的客流量。對自行車的車流量，一般來說就等同于自行車的客流量。

交通分配目前常用的方法包括最短路法（0-1分配或全有全無法）、容量限制分配法、多路徑概率分配法、多路徑—容量限制分配法、平衡分配模型（UE分配法）、隨機用戶平衡分配模型（SUE分配法）、系統(tǒng)戰(zhàn)略分配模型等。本次機動車交通分配采用較為先進的隨機用戶平衡分配模型（SUE分配模型）。

4.3 路段流量預(yù)測

由于文硯大道總里程較長，不同路段由于兩側(cè)用地性質(zhì)、交叉口等的影響，流量分布有較大區(qū)別，現(xiàn)分段表示文硯大道各特征年預(yù)測交通流量如表1所示：

表1 高峰小時交通量預(yù)測值 單位：pcu/h

4.4 交叉口流量預(yù)測

選取文硯大道四個重要交叉口進行流量預(yù)測，分別為文硯大道—環(huán)城東路、S210—文硯大道、G323—文硯大道、七鄉(xiāng)大道—文硯大道，得出2040年高峰小時交叉口流量，如圖1至圖4所示：

（1） 環(huán)城東路

（2） S210

圖1

圖2

（3） G323

（4） 七鄉(xiāng)大道

圖3

圖4