交通量預測和公路交通規劃分析

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容，借助預測結果可以更好地確定整個公路工程的規模、技術規范等方面的內容，為工程建設及規劃制定提供必要的參考依據。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展規律及趨勢等因素綜合起來，展開相應分析，依據分析結果得出相應結論。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生概率，從而為以后的公路工程建設規模及決策制定提供可靠依據。

1.2 總體思路

文章運用四階段預測方法，以汽車出發點調查為依據，基本思路如下：通過對交通狀況的調研，分析社會、經濟對交通發展的影響，計算出該工程的正常發展趨勢性交通量，并考慮到工程完工后對該地區造成的交通流量影響，結合水運、鐵路等交通工具的轉運量，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，為確定工程規模、公路交通規劃及投資決策等提供了參考依據。

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，結合道路流量數據及基年O-D調查數據，獲取相應的流量生成數據，并運用高效的解析方法，構建流量成長與社會經濟成長間的彈性因子變動模型，實現對不同結合點的流量生成的預估。交通量的產生是社會經濟活動對于交通運輸需求的具體體現，要根據當地經濟活動和發展趨勢，結合以往的實際交通狀況、社會經濟和人口發展水平來進行預測，最終得到準確、可靠的預測結果。

結合相關地區道路運輸和出行特點，重點掌握地區發展現狀，分析出此地區的交通出行變化情況。同時，根據區域在未來的生產力和經濟發展狀況，對其進行相應的調整和布局，通過類比分析的方法，可以更好地對未來的區域經濟發展和交流總量進行預測，最后結合預測結果制定出科學的規劃方案。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移交通量；新型或大型企業發展產生的機械增長交通量。

3 交通量預測的基本流程

交通量預測內容主要包括：

（1）調查和分析人口分布、機動車保有量、公交現狀等，依據上述調查數據，對道路設施現狀及土地利用規劃進行現狀評估。

（2）調查居民出行、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，結合總體規劃，制定出未來的發展策略。

（4）對各交通區進行分區，并構建了四個時期的交通預報模式。

（5）科學評估交通規劃方案，得出可行性結論。

以某公路工程項目為例，此項目預計壽命為調查年至工程投產后的20年，對該工程影響地區的社會經濟、交通運輸數據進行了統計，并進行了相關性分析，建立了預測模型。結合各地區社會經濟發展歷程，構建預測模型，用于預測該地區的經濟發展趨勢。

3.1 交通生成

3.1.1 預測模型選定

區域交通量是指社會、經濟發展對交通需求的具體體現。根據社會經濟發展趨勢，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：通過對歷史年度內各個小區的交通增長與經濟增長的關系進行分析，計算出未來交通與經濟發展的彈性關系。各區域交通流量的變化趨勢基本反映了區域交通總量的增長，對各區域交通增長和區域經濟增長的彈性系數進行分析，并利用區域的GDP增長率，可以計算出各區域的交通流量增長率。

3.1.2 彈性系數分析

（1）研究目標及方法。此次研究將該地區分為16個影響區域，結合影響區域對旅客、貨物的彈性系數以及該地區的運輸發展狀況進行了研究。彈性系數用冪指數回歸分析法計算：

式中，αi——回歸系數；βi——區域內的運輸發展彈性因子；Ti——汽車或卡車的運載能力；Ei表示——區域內GDP。

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

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

3.1.3 未來彈性系數的確定

該項目所經過的區域內，由地方運輸和其他地方的運輸構成了整體網絡運輸能力。根據國內外道路運輸發展的基本原則，考慮到區域內的年交通量與區域間的彈性變化，利用指標函數擬合了貨物、旅客運輸的彈性因子，并對其進行了定量分析。

3.1.4 發生集中交通量預測

在運輸區內，按照四個不同的區域，分別采用不同的彈性系數進行集中交通量預測，而其他影響區因距離比較遠，所以不計算在內。交通流量的影響程度與本省的經濟發展程度相關，各區域均以本省整體經濟發展速率為基準，而各區域的彈性系數也以省內為基準。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律。根據不同區域、不同運輸單元使用了不同的彈性因子，由基年內各個單元所產生的集中流量計算出今后各個特性年所出現的集中流量。

3.2 交通量分布

利用FRATAR模型對兩交通區的交通流量進行了預測，結果表明，兩交通區內的交通流量不但與兩交通區的交通產生因子相關，還與整個項目所涉及的各個運輸地區的交通產生因子相關[2]。通過車輛分配，形成了一個具有典型發展的趨勢年OD模型。利用弗雷特法對各個特性的年動態OD進行分析，得出了OD的未來發展趨勢。

3.3 誘增交通量及其他運輸方式轉移交通量預測

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調查是一項大范圍內的道路網絡普查，故應當從道路引致的視角進行分析。結合相關數據、區域產業布局特征、區域社會經濟發展計劃以及新建設道路對區域交通運輸拉動效應，并依據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 其他運輸方式轉移交通量

其他運輸方式轉移交通量的產生原因如下：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生交通流量轉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。總體而言，由于其自身的特殊性，水路運輸不會與此公路產生分流。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，故今后將不會出現向鐵路遷移的趨勢。

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 預測結果及分析

3.5.1 交通量預測結果

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絡，得出了交通流量的預測結果，見表1。該工程作為省道和城區外環的一個主要節點，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果 /（pcu/d）

3.5.2 特征年車型構成

通過對該工程地區道路網的歷史數據進行統計，發現車輛的比重與GDP之間存在較強的關聯性；對各指標的歷史數據進行了線性分析，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主導地位。隨著經濟的發展，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量將會逐漸減少，而隨著我國經濟的轉型，汽車和列車的數量也在不斷增加。

4 交通量預測結果的應用

交通流量預測結果的應用主要包括：

（1）為公路養護管理提供基礎數據。制定日常養護管理方案時，應根據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）為道路網的規劃與設計提供參考。根據多年的交通流量資料，對今后的交通發展趨勢進行了預測，是公路規劃設計及可行性研究的重要基礎[4]。

（4）對現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劃的影響

公路等級結構與施工布局是公路網絡規劃中的關鍵內容，文章采用定量研究方法，對“十縱十橫”主干道公路網進行了定量研究。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、經濟社會和交通量等。道路特性系數通常是干線路，指標通常為1.0，通過經濟（GDP）與社會（人口）的比率來確定社會經濟系數[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，還應充分考慮各經濟節點對路網的不同影響，求得平均流量，并對各因素進行合理調整。

6 結語

從以上的研究結果來看，在主干道公路網絡的規劃設計中，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，結合道路建設中的技術規范，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，對公路網絡的線路運輸量進行了估算，并結合其發展特征，對公路網絡的線路進行全面規劃，為建立一個全面的評價指標系統奠定了基礎。在公路網絡規劃中，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，為項目可行性評估和分析提供可靠數據支持。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果與實際情況有很大差異。