某城市橋梁改造工程交通量預測方法的分析研究

項少華 XIANG Shao-hua；張培輝 ZHANG Pei-hui

（安徽省交通規劃設計研究院有限公司，合肥230011）

0 引言

交通量預測是橋梁工程前期工作中的重要一環，是確定橋梁工程規模、技術標準的依據。現階段交通量預測廣泛采用“四階段”法進行預測。

“四階段”法以機動車OD調查為基礎，需要采集大量的基礎數據，交通量OD調查需要花費大量人力、物力和財力。而目前我國大部分中小城市的橋梁工程項目受時間和財力所限，無法組織進行市內大規模的交通量OD調查。

本文結合蚌埠解放路橋改造工程，探討了利用公路網OD數據來進行城市跨河橋梁交通量預測的方法。在該項目可行性研究階段，本文通過對市區內幾條過河通道進行交通量調查，結合蚌埠市外圍公路網已有OD調查資料來生成區域基年OD數據，進行四階段法預測。該方案充分利用現有公路網的OD數據，大大節省了人力物力的投入。

1 項目概況

蚌埠市現轄龍子湖、蚌山、禹會及淮上四區。淮上區位于淮河以北，其余三區在淮河以南。現由本項目及朝陽路淮河橋共同承擔市區內部過江交通任務（報告編制階段，蚌埠大慶路淮河公路橋正在建設當中，現已建成通車，本次預測以當時的路網結構進行分析）。本項目是S101、S307及G206共用的一座過淮河橋梁，在區域公路及城市道路網中地位重大。

2 交通量調查

2.1 0D調查點布設 根據對區域路網的分析，本次在蚌埠解放路橋及朝陽路橋處補充兩處OD調查點，利用外圍公路OD調查點6處，調查點分布如圖1所示。

2.2 OD分區 根據對已有外圍的公路OD調查及本次補充的兩座大橋調查資料的初步整理，本報告將項目影響區劃分為24個OD小區，如表1所示。

3 交通量預測

3.1 交通生成預測 交通量生成預測采用增長率法，關鍵為確定交通量彈性系數，城市交通受城市人口規模、土地利用狀況等因素影響，與城市道路交通流密切相關的運輸指標為城區機動車保有量。本次分析通過對比中心城區機動車保有量與區域社會經濟的增長狀況，預測影響區未來客貨車交通量增長彈性系數如表2所示。

圖1

表1

表2

根據上述經濟及彈性系數預測結果，未來年各小區客貨車增長率由下述公式可推算得本項目未來年交通量增長率。

式中：Rk、Rh—未來年影響區內客、貨交通量增長率(%)；Tk、Th—未來年影響區內客、貨交通量對經濟指標的彈性系數；E—未來年影響區內國內生產總值增長率（%）。

未來各影響區各車型發生、集中量預測計算公式如下：

式中：Pk—第N年影響區第K種車型發生交通量；—基年影響區第K種車型發生交通量；P—第N年影h響區第K種車型集中交通量—基年影響區第K種車型集中交通量；n—預測年數；

以上發生、集中量預測結果將直接用于下步交通分布的預測。

3.2 交通分布預測 交通量分布預測的目的是推算未來OD表。交通量分布預測通常采用弗雷特法 (Fratar Method)進行回歸分析計算，計算模型為：

3.3 交通分配預測 根據規劃，蚌埠市區遠期共有四座淮河大橋承擔兩岸的過江交通需求，新建設大慶路淮河橋（2013年建成）及長淮衛淮河橋（2016年建成），在路網分配時應充分分析四條跨河通道承擔的交通流構成特征。結合本項目實際情況本次預測使用行程時間這一靜態指標來進行分配預測，所采用的多路徑概率分配方法是由佛羅里安（Florian）和福克斯（Fox）所提出的指數模型。其計算公式為

式中：Tij(k)—Tij分配到第K條路徑上的交通量；Tij—i區到j區的出行交通量；Pij(k)—i、j區域間第K條路徑的分配概率；tk—i、j區域間第K條路徑的行程時間；a—常數，可采用最小二乘法回歸得到（本次預測a取5）；n—i、j區域間可供選擇的出行路徑總數。

行程時間的計算采用修正的交通部公路規劃設計院交通量-速度模型。

交通量分配預測結果如表3所示。

表3 交通量分配結果（趨勢型，折合成小客車pcu/d）

3.4 誘增交通量預測 一般預測誘增交通量有重力模型法，生長曲線法和彈性系數法。本文采用生長曲線模型進行預測。誘增交通量的發展大抵要經歷聚集形成、快速增長和逐漸穩定三個階段，該發展規律可以用一條S型曲線來模擬，發展初期增長較慢，隨后開始加速增長，達到一定程度后，增長速度減緩并趨于停止。

式中：Y—誘增交通量預測值；K—誘增交通量上限值；t—時間變量，單位為年；a、b—模型參數。

誘增交通量預測結果如表4。

表4 誘增交通量預測結果（折合成小客車pcu/d）

3.5 其他運輸方式間的交通量轉移 蚌埠是全國重要的交通樞紐，公路、鐵路、水運四通發達。水運方面有黃金水道淮河，水運與本項目的相關性較小，本次不考慮該部分轉移交通量。鐵路方面有京滬鐵路及京滬高鐵線，在本項目可研階段京滬高鐵正在建設當中，現已通車運營。隨著京滬高鐵的通車，其高效高安全的特性將吸引部分客流轉移至鐵路交通。

根據鐵路和道路各自的特點，結合項目通道內交通流構成情況，區間以工作、探親等為目的的零散客源部分將轉移至鐵路上去。而一些自駕車客源仍將選擇公路出行。

綜合考慮通道內客運分布情況、鐵路載客能力、出行費用等因素，預測本項目向鐵路的交通量轉移如表5所示。

表5 鐵路轉移交通量預測結果（折合成小客車pcu/d）

3.6 交通量預測結果 匯總趨勢交通量、誘增交通量及轉移交通量即得本項目的交通量預測結果如表6。

表6 交通量預測結果（折合成小客車pcu/d）

4 結語

城市橋梁由于路網構成復雜，影響因素多，組織進行市內OD調查費時費力。一些大型城市可以利用已有的出行普查數據進行分析，而中小型城市大多無此數據。

本文提出利用外圍公路網OD調查數據來進行交通量預測的思路，針對兼具公路功能的城市橋梁，該方法可有效降低調查成本，加快前期工作進度。根據該交通量預測編制的可行性研究報告已獲相關部門批復，目前該項目已建成通車，運營狀況良好。

[1]中國公路學會.交通工程手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]交通運輸部．公路建設項目可行性研究報告編制辦法[S]．2010．

[3]王煒，徐吉謙，楊濤等．城市交通規劃[M]．南京：東南大學出版社，1999．

[4]安徽省交通規劃設計研究院有限公司.蚌埠解放路淮河公路橋改造工程可行性研究報告，2012.