競爭條件下高速公路交通影響區屬性界定研究

付亮

摘要：隨著我國經濟水平的不斷發展，高速公路網絡建設日益完整。高速公路網絡的形成使高速公路用戶在出行時存在多種選擇。對于單條高速公路而言，其他具有相同可達性的高速公路既存在有競爭關系。本文考慮高速公路用戶選擇的特性，分析了其出行選擇的過程，建立了競爭條件下高速公路交通影響區屬性界定模型，為研究競爭條件下高速公路的交通量預測等提供基礎。

關鍵詞：交通工程；高速公路；交通影響區

1引言

高速公路是公路交通的重要承載載體，對于人員流動、公路運輸、區域經濟發展以及其他戰略目標的實現至關重要[1]。近十幾年來，我國高速公路建設速度較快，到如今已基本完成了全國高速公路網絡的建設。由于高速公路特殊的戰略意義，同時對區域經濟發展具有較強的帶動作用，或由于原有高速公路通行質量或交通量飽和等原因，往往會在相同起訖點新修建具有相同可達功能的高速公路[2]。新修建的高速公路與原有的高速公路具有一定的功能重疊性，但因為在道路線路上的不同和高速公路網絡結構上的功能不同，新建高速公路又具有不可替代性。因此，不可簡單將原有高速公路與新建高速公路對于所途經區域的影響認為是相同的。研究競爭條件下高速公路的交通影響區域范圍，對新建高速公路交通量預測，交通需求管理具有重要意義。

2高速公路影響區分析

高速公路上行駛的交通量主要來源交通影響區內的交通需求。對于僅有單條高速公路經過的區域，一般采用四階段法進行交通量預測。對于競爭條件下的高速公路，由于高速公路進出互通位置的不同、收費情況不同以及用戶選擇偏好導致進出高速公路的難易程度差距較大，也就造成了針對有高速公路與鄉鎮公路等多類型公路的區域進行交通量分配時，很難達到均衡狀態。

因而，在進行高速公路交通量分析與預測時，需要對競爭關系下各條高速公路的交通影響區域界定，將其轉化為針對單一高速公路的影響區進行分析，得到更為符合實際的結果。其影響因素主要有以下幾個方面：

（1）、高速公路進出互通位置。高速公路進出互通設立時往往考慮臨近城鎮位置以及銜接道路條件。競爭條件下，各高速公路的進出互通位置并不相同，而對于高速公路用戶而言，選擇不同進出互通而所需要付出的行駛成本是其選擇不同高速公路行駛的重要選擇條件。

（2）、高速公路行駛成本。對于影響區內不同的高速公路用戶具有不同的高速公路目的地，選擇不同的高速公路到達該目的地產生不同的行駛成本，高速公路用戶選擇成本較小的出行。

（3）、非替代性與用戶偏好。競爭條件下各高速公路除相同功能外仍具有其余所有道路均不可替代的特性，而這些非替代性功能成為高速公路用戶選擇高速公路出行時的重要因素。同時，用戶偏好也影響高速公路出行選擇，用戶偏好與高速公路宣傳與用戶知曉程度有關。

上述幾個方面，可綜合性影響高速公路用戶選擇競爭關系下某一條高速公路進行選擇。但在選擇高速公路時，由于高速公路用戶需要通過連接道路由互通進入高速公里，因而在出行成本差異較大時，另外并行道路雖然可以到達其目的地，但幾乎不被選擇，在研究多條高速公路對某一區域影響時，不能僅認為具有相同的可達性就認為對某一交通需求生成區域具有影響，而需要從成本上對影響區進行界定。

3高速公路交通影響區屬性界定模型

為進一步描述高速公路影響區，對存在競爭關系的多條高速公路途經區域進行抽象表示。根據我國高速公路建設與管理現狀，高速公路一般設定大型城市為起訖點，沿途根據城鎮分布調整走向。因而，高速公路影響區域可根據行政區劃進行整體性分割。沒有直接道路連入競爭條件下任意一條高速公路的道路不應算作是影響區界定所研究的對象。

對于高速公路沿途的行政區域而言，應以鎮為單位交通需求生產點進行分析。設 為i交通需求產生點至j高速公路最近的互通的行駛成本，可以通過下式進行計算：

（1）

其中 表示行駛時間成本， 表示行駛費用成本， 為隨機成本，服從gumbel分布，與連接道路的道路質量，區域的不可抗干擾因素有關。

針對于不同目的地，行駛高速公路所需成本也不同。故出行目的地為n的i交通需求產生點選擇j高速公路出行所需成本 可通過下式表示：

（2）

式中 表示出行目的地為n的i交通需求產生點選擇j高速公路出行成本， 表示j高速公路到目的地n的收費， 為隨機成本。

在高速公里競爭路段對于影響區的作用中，假定新建高速公路除了具備與原高速公路相同的可達功能外，應具有一個不可替代的附加特性集合S[3]。令θ為影響區內高速公路使用者對于附加特性集合S的偏好，針對于不同的出行目的地，θ的取值不同。同時，由于高速公路的宣傳以及服務水平不同，用戶對于高速公路的成本感知具有一定的差異，可通過一個感知系數 ，得以體現。因而考慮了高速公路用戶因素后，針對目的地n的i交通需求生成點高速公路用戶選擇j高速公路的所考慮的成本 ，可通過下式進行表達：

（3）

因而根據i交通需求生產點的高速公路用戶選擇j高速公路出行至n目的地的費用，可以設定j高速公路的費用為任意其他高速公路的60%及以下時，可認為是絕對影響區域，可視為僅有一條高速公路途經的情況，進行考慮。對于j高速公路選擇成本為其他任意高速公路的70%-100%時，可認為該區域內兩條高速公路存在共同影響，也意味著i交通需求生成點為j高速公路的可能影響區，在實際交通分配時，需要考慮另外選擇成本相近高速公路的影響。

4實例研究

重慶市新渝涪高速公路針對原有渝涪高速公路具有一定競爭關系，同時又具有連接途徑區域的不可替代功能。新渝涪高速公路由起點開始，可分為經歷各個交通需求生成點如南岸、木洞、茶店、新妙、龍頭港、涪陵西。起訖點而言，選擇新渝涪高速公路與原有渝涪高速公路成本差異在20%以內，因而兩條路均具有影響，而對于木洞、茶店、新妙而言，選擇新渝涪高速公路出行成本低于選擇原有高速公路近70%。

故對原有交通影響區進行調整后，所得2014年交通量預測結果如下表所示：

由于新渝涪高速公路建成通車不久，高速公路單日交通量并不穩定，故為采用真實單日交通量的平均值計算誤差。從統計結果來看，交通影響區調整以后的高速公路交通量預測更為精確。

5結論

本文對高速公路用戶選擇高速公路的成本與做出選擇的關系進行分析，以進一步對高速公路影響區進行界定。提出在競爭條件下，除可達性外，成本差異仍可對交通影響區的范圍進行影響，并提出了基于高速公路用戶選擇成本的高速公路影響區屬性界定模型。為存在競爭關系的高速公路進行交通量預測研究時，提供基礎。

[1]劉偉銘，王哲人，鄭西濤，等.高速公路收費系統理論與方法[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]路成章.公路交通經濟范疇內若干問題的研究[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]胡吉卉，吳鶯.商業布局與商場差異競爭的數學模型分析[J].數學的實踐與認識，2010，3（4）：15-24.