高速公路交通量預測及分析
——太原二環高速凌井店至龍白段交通量預測及分析

張婧麗

（山西省交通規劃勘察設計院，山西 太原 030012）

交通量預測是高速公路建設中技術標準、工程建設規模以及經濟評價確定的基礎。本文對交通量預測方法進行了闡述，以山西省太原二環高速公路凌井店至龍白段這一實例進行論證。通過對該項目社會經濟和交通量的調查，建立適合的交通量預測模型，并對模型及預測結果進行檢驗分析，得出預測模型適用于本項目，并為以后類似項目的交通量預測提供參考依據。

1 交通量預測方法及步驟概述

交通量預測采用“四階段預測法”[1]。首先分析社會經濟指標與交通運輸指標之間的關系并建立相關模型，然后結合已經建成的高速公路交通流特征和我國現階段的車輛保有量高增長的特點對模型進行適當調整。其次運用模型對各影響區的未來特征年發生量與吸引量進行預測，并通過費雷特法預測各個小區間各特征的年發生量和吸引量的具體分布。最后通過交通量分配模型對各特征年的OD在路網上的分配交通量進行計算，得到項目及其相關公路的未來年正常趨勢型交通量。四階段預測法步驟見圖1。

圖1 四階段預測法工作步驟

2 項目區交通調查分析

2.1 項目介紹

項目起點位于太原市陽曲縣凌井店鄉南社村，與太陽高速以樞紐式立體交叉的形式相接，路線向南在南莊村西設大橋上跨石太高鐵隧道段，經過安塘村、內界口村，進入晉中市壽陽縣平頭鎮境內，過外界口村、溝北村、董家莊、袁家莊、南梁村、金家莊村、黑水村、莊子溝、西韓村，經后富溝村、郭家溝西、西坡村西、罕山村、西蒜峪村、高壁村、東左付村、白村，在晉中市榆次區什貼鎮龍白村西側到達終點，與龍城高速公路以龍白樞紐相接。

2.2 項目交通小區的劃分

項目路線起點位于陽曲縣凌井店鄉，終點在榆次區什貼鎮，是太原市二環高速公路的重要組成部分，根據項目對地區經濟和交通運輸的影響程度，以及區域內物資流動和車流集散的特點，結合地區社會經濟、交通現狀、路網狀況、行政區劃和交通出行分布特點，將項目影響區劃分為18個交通小區。具體劃分見表1。

表1 項目交通小區劃分表

2.3 項目區路網分布

在擬建項目主要影響區域內，主要的干線公路有國道 G108、G208、G307、省道 S216、S314、S317 和已通車的東山過境高速公路、太舊高速公路、太陽高速公路等。

3 項目交通量預測方法

3.1 交通生成預測

本項目交通量預測采用近年來從美國引進的專業性地理信息系統軟件TransCAD，可處理各種交通運輸數據，應用于各種運輸方式，建立交通規劃信息系統和決策支持系統。

本文對項目主要影響區內的公路的客貨運量、歷年交通量與社會經濟指標進行相關分析。經過線性模型計算結果分析，得出歷年客運量與國內生產總值和人口指標的關系較密切；貨運量與第一、第二生產總產值關系密切。采用回歸分析得出相關模型，見表2。

表2 研究項目主要影響區交通量預測模型表

3.2 交通分布預測

3.2.1 趨勢型交通分布預測

本文采用“費雷特法”（Frator Method）對該項目進行交通分布計算，推算出i區與j區間分布的交通量。以基年的OD表分布的交通出行量為基礎，結合交通出行生成預測的發生量和吸引量的增長倍數。應用費雷特交通分布預測模型對各交通小區未來的出行和吸引進行預測。

3.2.2 誘增交通量

本項目的建成，縮短了區域之間的“時間距離”，將誘發出新的交通量，這部分交通量叫誘增交通量。本文按照區域間的運行時間距離這一因素，按照“有無比較法”原則，采用重力模型的思想，分為現狀區間交通出行量為零與不為零兩種分別計算[2]。

a）現狀區間出行的交通量不為零時，誘增交通量的預測采用公式（1）：

式中：Q'ij為i區到j誘增交通量；Qij為i區到 j趨勢型交通量；Dij為無此項目時，i區到j區出行時間；D'ij為有此項目時，i區到j區出行時間；r為重力模型參數。

b）現狀區間出行的交通量為零時，誘增交通量的預測采用公式（2）：

式中：Pi為i區發生交通量；Aj為j區集中交通量；k、α、β、r為重力模型參數。

經過計算，可得到各特征年誘增型客、貨流量。

3.2.3 基年OD分布

為了解項目影響區內公路交通流的流量和流向，全面掌握交通量預測的基礎資料，本項目對各觀測點進行了24 h OD調查，通過對調查樣本進行必要的修正，結合調查地點相應的周（日）、月不均勻系數，得出項目基年（2014年）OD分布表，見表3。

根據基年OD分布表，結合項目影響區經濟、客貨流量與交通量之間的模型關系，運用Trans CAD軟件得出各特征年的OD分布表。具體各特征年OD分布表在本文中略去。

3.3 交通分配

3.3.1 交通分配工作流程

在交通分配時主要考慮道路的通行能力及通行時間，采用多路徑概率分配方法[3]，在現有路網上對基年OD進行分配。

3.3.2 分配模型檢驗

經過模型分配，可得到主要相關公路基年各區間平均交通量，見表4。文中選用與項目關系密切路段進行檢驗，分配結果和觀測的統計數字基本相吻合。

表3 2014年（基年）公路汽車交通量現狀O-D表 pcu/d

表4 基年交通量分配結果檢驗表 標準小客車

3.3.3 分配結果及分析

經過以上步驟，得到本項目方案公路未來特征年斷面趨勢型、誘增型、總交通量預測結果，見表5。并得出2037年汽車出行期望見圖2。

表5 擬建公路特征年（趨勢型+誘增型）交通量預測值 pcu/d

圖2 2037年汽車出行期望圖

4 結論及建議

a）本文主要采用路邊詢問調查方法，在項目周邊道路設點對過往車輛進行24 h連續調查。通過調查得到的數據資料，不僅為本項目交通量預測提供最直接有效的資料，也為今后山西路網的長遠規劃提供依據。

b）本文重點在建立適合本項目的交通預測模型，運用模型對車輛OD調查的數據進行分析，預測未來正常趨勢下的交通量，通過預測分析可以為《山西省高速公路網規劃調整方案》提供有力的依據。

c）本文中建立的交通量預測模型，通過模擬分析，與山西省近幾年道路交通量的發展趨勢基本吻合。這在一定層面上說明這套預測模型在未來一段時間內，對類似項目的交通量預測分析具有參考價值。