復雜路網條件下高速公路網絡交通分析

王 蔚

(天津市市政工程設計研究院，天津 300051)

0 引 言

根據交通部公布的交通運輸行業發展情況統計，截至2018年底，高速公路里程14.26萬km，增加0.61萬km；高速公路車道里程63.33萬km，增加2.90萬km。國家高速公路里程10.55萬km，增加0.33萬km。國家高速公路年平均日交通量為26 435輛，增長5.4%，年平均日行駛量為138 840萬車km，增長6.0%。總體來看，我國高速公路里程日益增多，高速公路網絡日益復雜化。

本文依托內蒙古為融入“一帶一路”戰略，將原省際大通道改造為高速公路的項目。分析復雜路網條件下，高速公路與周邊國省道等輔助性通道的交通量的關系，并與傳統“四階段模型”分析結果進行對比討論。

1 交通數據調查

對本項目改建的省際大通道，包括S105、S304、G303、G306、G111、G302等國省干線上設置10個24 h觀測點位，每15 min記錄一次。現狀通道內交通量在7 000～8 000 pcu/日范圍內。高速公路整體的交通量集中在7 000～8 000 pcu/日。城市人口在20萬至40萬之間縣域聯系的國省干道交通量臨近城區約為6 000～7 000 pcu/日，遠離城區約4 000～5 000 pcu/日。

2 交通量分擔比例影響因素

2.1 沿線城鎮分布密度

沿線人口城鎮分布密度是影響輔道交通量分擔比例的主要因素。高速公路主要承擔長距離出行，對運輸效益、舒適性、安全性要求比較高；而以國省干線為主的高速平行輔道承擔鄰近地區的中短途聯系較多，考慮客運的便利性和對貨運時效性要求不高的運輸主體優先考慮。沿線城鎮分布密度高時，中短距離交通占比高，國省干道優勢明顯；沿線城鎮分布密度低時，高速公路主要承擔過境長距離交通以及旅游交通等。

2.2 道路等級和路況

高速公路和平行輔道的技術等級和路況的對比，對交通量分擔比例也會產生很大的影響。

2.3 交通通道的飽和程度

當高速公路上交通量趨于飽和時，高速公路的擁擠程度將大大增加，出行時間將會延長，服務水平將會下降，高速公路相對并行輔道的優勢也會大為減少，高速公路分擔交通量比例的增加將會減緩。

2.4 人均地區生產總值

一般來說，項目影響區的人均地區生產總值越高，出行時對高速公路收費越不敏感，高速公路在速度和舒適性方面的優勢，就使得交通量分擔的比例會有比較明顯的增加，高速公路分擔的比例就越大。

3 交通分擔比例確定

選取東部、中部、西部三條典型高速公路，包括滬寧高速江蘇段、連霍高速河南段、以及福銀高速寧夏段，統計全國范圍內高速公路主道與輔路分擔比例的大致范圍。

分析統計數據發現，輔道交通量分擔比例占整個通道的25%～50%。東部地區輔道建設養護水平、路況相對較好，沿線城鎮分布密集短距離出行較多，因而東部地區輔道交通量分擔比例相對高于西部地區。

針對本項目輔道建設標準以三級公路為主，相對高速公路等級差距大，同時沿線城鎮密度較低，因而輔道占通道交通量整體不高。同時，考慮到本項目不同路段地區經濟發展水平，結合本區域現狀交通數據統計中高速公路與輔道交通量分擔比例的分析，確定本項目不同路段高速與輔道分擔比例。白音查干至安業段、公主埂至經棚段和草高吐至烏蘭浩特段沿線城鎮分布密度一般，地區經濟發展水平相近，輔道分擔比例采用25%，大板至查白音他拉段沿線城鎮密集，國省道公路網銜接便捷，輔道分擔比例采用30%。

4 交通分析

由于研究項目為改擴建高速公路項目，該路已運營多年，路段歷史交通量本身就能反映該路段上交通量的發展趨勢。因此，可以利用該路段的歷史交通量用基于運輸通道的交通量預測法來進行預測。

在利用運輸通道歷史交通量來預測集阿高速公路交通量的過程中，通道主要包括三條道路，改建之前分別為省際大通道、國道303、省道307，經過改造，國道303被改建為集阿高速公路輔路，因此將集阿高速公路、集阿高速公路輔路、省道307作為一個大運輸通道，未來發展趨勢相對穩定。

分析項目運輸通道內各道路的歷史交通量，以2017年數據為例，通道內的交通量達12 540 pcu/d，交通量分擔比例自北向南分別是20%∶31%∶49%。

圖1 2017年通道斷面圖 圖2 2022年通道斷面圖

根據運輸通道歷史交通量找出其發展趨勢，運用彈性系數模型，考慮GDP發展特征、人口增長規模、城市化水平、交通量增長趨勢，求出運輸通道交通量增長率，計算出該運輸通道運營期初年(2022年)總交通量和運營期末年(2051年)分別達到14 481 pcu/d和80 157 pcu/d。

通過將省際大通道改造為高速公路，將G303改為高速公路輔道后，根據新項目建成后運輸通道內各條道路的歷史條道路在未來年的服務水平、成本費用、通過時間和通行能力等因素，運用Logit概率模型來確定未來年各條道路在運輸通道內所分擔的交通量。確定項目運營初年即2022年三條道路的分擔比例分別是18%∶25%∶57%。依據未來年的通道交通量和分擔比例，計算出該路段2022年項目通道交通量達到8 254 pcu/d。

5 討論與展望

本次分析結果與傳統交通“四步驟模型預測”結果誤差在10%以內。“四步驟模型”為綜合考慮了區域生產力布局、路網特點、通道內的交通分布特點，以區域內現行的行政區劃為基礎，結合城鎮體系、產業布局、礦產資源、旅游資源分布，同時考慮擬建項目互通立交布設等因素，預測方式較為復雜。這種輔道分擔比的預測方式更為簡單，可在今后多用于項目前期研究。