交通影響評(píng)價(jià)中交通量預(yù)測(cè)算法的實(shí)例檢驗(yàn)

詹彩娟，潘曉東

（同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海201804）

交通影響評(píng)價(jià)[1]（traffic impact assessment，TIA）的主要目的是保證城市建設(shè)項(xiàng)目與城市交通的協(xié)調(diào)發(fā)展。建設(shè)項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)是指，預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目建成并投入使用后，研究區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)的交通流量和負(fù)荷狀況。

目前咨詢公司進(jìn)行交通影響評(píng)價(jià)時(shí)只能依據(jù)調(diào)查或者經(jīng)驗(yàn)自行確定指標(biāo)，增加了預(yù)測(cè)的隨意性，同一類(lèi)別的建筑其生成率差別較大，致使項(xiàng)目本身交通量預(yù)測(cè)與實(shí)際不符，遠(yuǎn)期易造成項(xiàng)目周邊的交通問(wèn)題。本文對(duì)交通影響評(píng)價(jià)中的預(yù)測(cè)得到的遠(yuǎn)景交通量與調(diào)查的交通量進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)采用的預(yù)測(cè)模型參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，并進(jìn)行原因分析，提出改善建議，以便提高預(yù)測(cè)交通量的精確性。

1 傳統(tǒng)交通量預(yù)測(cè)算法

1.1 交通方式及交通量預(yù)測(cè)方法

方式劃分是指在出行總量中，使用某種交通方式的出行量所占的比例。根據(jù)區(qū)域綜合交通規(guī)劃模型得到項(xiàng)目所在地周?chē)慕煌ǚ绞剑俳Y(jié)合建設(shè)項(xiàng)目自身特點(diǎn)，具體分析，最終確定出建設(shè)項(xiàng)目吸引的交通出行方式比例。

預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目交通量即采用系統(tǒng)的分析方法，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)定量地分析各種土地使用及開(kāi)發(fā)強(qiáng)度與交通量產(chǎn)生或吸引的關(guān)系，預(yù)測(cè)目標(biāo)年建設(shè)項(xiàng)目引發(fā)的新增交通量，主要采用類(lèi)別生成率法[2-3]，回歸分析法[4-5]，類(lèi)比法[6]。

類(lèi)別生產(chǎn)率法主要是選取與項(xiàng)目處于同一商業(yè)區(qū)位，規(guī)模和性質(zhì)相似的建筑物進(jìn)行調(diào)查，確定交通產(chǎn)生率，將交通產(chǎn)生率乘以建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模即可得到項(xiàng)目的交通產(chǎn)生量。這種方法適用于城市微觀層次上的TIA，即單個(gè)項(xiàng)目或項(xiàng)目產(chǎn)生的交通量在整個(gè)城市中所占比例較小的情形，目前多采用此方法，本文以此方法為例。

回歸分析法是根據(jù)歷史資料，以過(guò)去的趨勢(shì)預(yù)測(cè)未來(lái)交通產(chǎn)生吸引量。而我國(guó)目前尚缺乏支持分析不同用地的交通發(fā)生特性的數(shù)據(jù)庫(kù)，故回歸模型無(wú)法采用。

類(lèi)比法是采用與擬建項(xiàng)目位置、性質(zhì)和規(guī)模類(lèi)似的已建成項(xiàng)目的交通產(chǎn)生量，結(jié)合擬建項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行修正，得出項(xiàng)目交通產(chǎn)生量。這種方法只能對(duì)項(xiàng)目交通產(chǎn)生量進(jìn)行粗略的估計(jì)，且與項(xiàng)目分析人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)直接相關(guān)。

1.2 交通量預(yù)測(cè)步驟

1.2.1 確定開(kāi)發(fā)項(xiàng)目高峰發(fā)生的時(shí)段

對(duì)于大型商業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，特別應(yīng)調(diào)查工作日與周末的高峰小時(shí)發(fā)生時(shí)段，并分別針對(duì)這兩種情況進(jìn)行分析，確定單位出行產(chǎn)生率。

1.2.2 交通分配方法

使用圈層外推法[7]進(jìn)行交通量分配，尋找進(jìn)入建設(shè)項(xiàng)目交通量所必經(jīng)的各圈控制性斷面。

1）劃分圈層。首先選定第一層所有控制性斷面，A1，A2，…，Ai，…，An斷面為第一圈斷面，這些斷面所在的路段即為第一圈間的路段。第二圈斷面為B1，B2，B3，…，Bm。進(jìn)入A1，A2，…，Ai，…，An斷面的所有流量是必然流經(jīng)B1，B2，B3，…，Bm斷面。然后再尋找進(jìn)入B1，B2，B3，…，Bm斷面的C1，C2，…，Ci，…，Cq斷面，依次外推。

2）確定各路段分?jǐn)偨煌康臋?quán)重。同一圈間各路段分?jǐn)偨煌康臋?quán)重采用權(quán)重分?jǐn)偰Ｐ痛_定，計(jì)算公式如下：

式中：Ci為第i條路段的通行能力；Vi為第i條路段的交通量；Ci-Vi為第i條路段的剩余通行能力；Wi為路段i均攤路段交通量的權(quán)重。

按權(quán)重分?jǐn)偨ㄔO(shè)項(xiàng)目周邊各路段交通量，各路段分?jǐn)偨煌康挠?jì)算公式如下：

式中：ΔVi為第i條路段分?jǐn)偟慕煌浚籔為建設(shè)項(xiàng)目發(fā)生的交通總量；Wi為i路段的權(quán)重。

3）交通產(chǎn)生量預(yù)測(cè)方法應(yīng)用。根據(jù)該項(xiàng)目?jī)?nèi)部不同功能類(lèi)型來(lái)進(jìn)行出行預(yù)測(cè)。就本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)設(shè)施本身的服務(wù)特點(diǎn)而言，主要有兩種功能類(lèi)型：零售和辦公，故分別按其兩種不同功能類(lèi)型進(jìn)行出行預(yù)測(cè)。

2.1 交通方式劃分

根據(jù)《上海市城市交通白皮書(shū)》[8]中的有關(guān)政策，外圍區(qū)公交方式和個(gè)體機(jī)動(dòng)車(chē)方式出行人次之比為2：1，根據(jù)上海市城市綜合交通規(guī)劃研究所的調(diào)查，上海市辦公類(lèi)用地（屬于行政管理類(lèi)）從業(yè)人員與來(lái)客的交通方式比例如表1所示，零售類(lèi)用地從業(yè)人員與顧客的交通方式比例如表2所示。

表1 辦公功能從業(yè)人員與顧客的出行方式比例/%Tab.1 Proportion of travelling modes of office staff and customers

表2 零售功能從業(yè)人員與顧客的出行方式比例/%Tab.2 Proportion of travelling modes of retail staff and customers

2.2 交通吸引量預(yù)測(cè)

2.2.1 高峰發(fā)生時(shí)段確定

交通量調(diào)查時(shí)間為16：00～18：00，隔15分鐘劃分一個(gè)時(shí)段，將5個(gè)時(shí)段的總交通量進(jìn)行比較，如圖1所示。因?yàn)橘?gòu)物中心在周末吸引的交通量較大，因此考慮周末的高峰時(shí)段，故選定交通量高峰時(shí)段為16：15～17：15。

2.2.2 出行預(yù)測(cè)

1）計(jì)算出行總?cè)舜巍Ｃ咳粘鲂锌側(cè)舜危絒（AmP×L）/Bm]×Rm

式中：Am為建筑面積；L為利用率；Bm為每崗位配備的面積數(shù)；Rm為每崗位吸引的出行人次。

購(gòu)物中心不僅吸引超市之外的顧客，也吸引超市內(nèi)部工作人員的購(gòu)物出行，在總出行人次中扣減。

圖1 各時(shí)段交通量變化曲線Fig.1 Traffic change curve in different period

內(nèi)部出行人次＝辦公崗位數(shù)×Rcn；Rcn為購(gòu)物中心內(nèi)部工作人員的平均每日每人的購(gòu)物出行人次，以0.3～0.5人次計(jì)（取0.4計(jì)算）。計(jì)算得各功能出行總?cè)舜稳绫?所示。

表3 2004年底辦公與零售功能每日出行總?cè)舜蜹ab.3 The number of daily travel of office and retail staff by the end of 2004

表4 2004年底辦公功能吸引出行的各方式出行量/人次Tab.4 Travelling quantity of travelling attracted by office functions by the end of 2004

表5 2004年底零售功能吸引出行的各方式出行量/人次Tab.5 Travelling quantity of travelling attracted by retail functions by the end of 2004

3）計(jì)算總出行交通量。總交通量V=小汽車(chē)出行人次×K（K為小汽車(chē)載客系數(shù)，取1.8人/車(chē)）可得，2004年底，辦公功能和零售功能小汽車(chē)出行量分別為8 pcu和1 046 pcu。

2.2.3 兩種功能出行的總量

對(duì)以上兩種功能不同方式出行總量累加，得出各方式的出行總量，如表6所示。

根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[9]，取高峰小時(shí)系數(shù)0.14，可求得各方式的高峰小時(shí)出行量如表7所示。

表6 2004年底兩種功能類(lèi)型吸引的各方式出行總量Tab.6 Travelling quantity of travelling attracted by both functions by the end of 2004

表7 2004年底各方式高峰小時(shí)出行量Tab.7 Travelling quantity of various modes in rush hours by the end of 2004

2.2.4 遠(yuǎn)景2009年交通量預(yù)測(cè)

參照上海市城市綜合交通規(guī)劃研究所《上海市綜合交通規(guī)劃》的報(bào)告以及《上海城市交通白皮書(shū)》的有關(guān)政策；綜合考慮上海市國(guó)民經(jīng)濟(jì)年增長(zhǎng)率，及居民出行方式構(gòu)成發(fā)展變化趨勢(shì)，確定各種出行方式的增長(zhǎng)（減少）率，取小汽車(chē)的年增長(zhǎng)率取8%，并以此為依據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景年2009年的交通量，如表8所示。

表8 2009年底各方式高峰小時(shí)出行量Tab.8 Travelling quantity of various modes in rush hours by the end of 2009

2.3 交通分配預(yù)測(cè)

2.3.1 劃分圈層

對(duì)該項(xiàng)目周邊道路進(jìn)行圈層劃分，如圖2所示：第一圈層為A1，A2，第二圈層為B1，B2，B3，B4，B5，B6。

2.3.2 交通量分配

根據(jù)權(quán)重分配方法，計(jì)算各斷面權(quán)重及分配交通量，得出各斷面2009底的預(yù)測(cè)交通量，如表9所示。

圖2 項(xiàng)目周邊圈層劃分示意圖Fig.2 Section dividing schemes of the project surroundings

表9 各斷面權(quán)重及預(yù)測(cè)交通量Tab.9 Section proportion and predicting traffic volume

3 預(yù)測(cè)算法檢驗(yàn)

3.1 交通量對(duì)比

2009年底對(duì)該購(gòu)物中心周邊各相應(yīng)道路交通量進(jìn)行調(diào)查，以15分鐘為一個(gè)時(shí)段，采用人工計(jì)算法，在平面交叉口進(jìn)行交通量觀測(cè)時(shí)以停車(chē)線作為觀測(cè)斷面，統(tǒng)計(jì)左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)的機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)。計(jì)算得2009年底各斷面交通量情況，與預(yù)測(cè)交通量對(duì)比如表10所示。

3.2 偏差原因分析

由圖3可知，交通量的預(yù)測(cè)值大于實(shí)際調(diào)查交通量，兩者誤差不大。出現(xiàn)以上情況的原因主要有：

1）在進(jìn)行交通影響分析時(shí)，現(xiàn)狀道路流量是依據(jù)一、兩次臨時(shí)的流量調(diào)查，具有很大的偶然性，不能客觀的反應(yīng)道路流量的真實(shí)情況。

2）由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)、人口都處于跳躍性的高速增長(zhǎng)階段，因而其發(fā)展趨勢(shì)與規(guī)律很難用某種公式量化，使得交通量的預(yù)測(cè)存在著困難，交通量預(yù)測(cè)模型的建立于預(yù)測(cè)交通量提供了比較可靠的基礎(chǔ)，但邊界條件的取值還有待于進(jìn)一步優(yōu)化。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度與計(jì)劃部門(mén)規(guī)劃的發(fā)展速度不一致，經(jīng)濟(jì)規(guī)劃指標(biāo)往往偏高，致使預(yù)測(cè)交通量較大[10]。

表10 2009底調(diào)查交通量與預(yù)測(cè)交通量對(duì)比Tab.10 Comparison of travelling volume surveyed by the end of 2009 and predicting travelling volume

圖3 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與2009年調(diào)查數(shù)據(jù)偏差對(duì)比示意圖Fig.3 Comparison between predicting data and data deviation surveyed in 2009

3）交通量分析和統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，有較多的人為因素參與，導(dǎo)致預(yù)測(cè)出現(xiàn)誤差。

4）預(yù)測(cè)模型選擇標(biāo)準(zhǔn)不一致，參數(shù)往往是在一個(gè)較大的范圍內(nèi)選取，導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。

5）沒(méi)有考慮周邊路網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局的變化，缺乏從整體看局部的思想。

3.3 改善建議

1）要分清楚建設(shè)項(xiàng)目每種用途的建筑面積，通過(guò)調(diào)查、類(lèi)比等方法準(zhǔn)確確定項(xiàng)目每種用途建筑的交通吸引率，從而確定每種建筑及總建筑的交通發(fā)生量。

2）制定相關(guān)規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)要求，參數(shù)確定等制定出統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。

3）對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的分析是交通量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)充分把握歷史資料，深入研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律性，同時(shí)考慮宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，對(duì)項(xiàng)目范圍未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)趨勢(shì)做出更合理的分析。

4 結(jié)論

本文通過(guò)實(shí)例分析方法，比較建設(shè)項(xiàng)目遠(yuǎn)景年預(yù)測(cè)交通量與實(shí)際調(diào)查交通量，可知目前采用的預(yù)測(cè)模型及參數(shù)基本符合現(xiàn)實(shí)，交通量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高，具有參考價(jià)值。預(yù)測(cè)過(guò)程中雖然存在一些誤差，建議通過(guò)規(guī)范調(diào)查、預(yù)測(cè)行為，采用系統(tǒng)分析等方法，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

[1]王金秋.交通影響分析中的交通發(fā)生和方式劃分的研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，1998.

[2]石飛，王煒，陸建.居民出行生成預(yù)測(cè)方法的歸納和創(chuàng)新[J].城市交通，2005，3（1）：43-46.

[3]陸普化，陳明，李雙龍，等.大型購(gòu)物中心誘增交通量預(yù)測(cè)方法研究[J].中南公路工程，2003，28（3）：1-4.

[4]王曉寧，裴玉龍.交通影響分析中的交通產(chǎn)生量預(yù)測(cè)[J].城市交通，2004，2（4）：45-47.

[5]俞禮軍，靳文舟.交通影響分析中的交通量預(yù)測(cè)模型研究[J].交通與計(jì)算機(jī)，2006，24（2）：17-20.

[6]王煒，徐吉謙，楊濤，等，城市交通規(guī)劃理論與應(yīng)用[M].東南大學(xué)出版社，1998.

[7]范筱潔，王園園.圈層外推法在交通影響分析中的應(yīng)用[J].交通與計(jì)算機(jī)，2007，25（3）：137-140.

[8]上海市人民政府.上海市城市交通白皮書(shū)[M].上海：上海人民出版社，2002.

[9]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T141-2010建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].中國(guó)工業(yè)建筑出版社，2010.

[10]葉以農(nóng).交通影響分析實(shí)踐與思考[J].城市交通，2003，1（1）：33-36.