同城化背景下公路市政化改建道路交通流預測研究

張亞坤，董潔霜 ZHANG Yakun,DONG Jieshuang

（上海理工大學 管理學院，上海 200093）

(College of Management,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China)

0 引言

2013年9月和10月，中國國家主席習近平在出訪中亞和東南亞國家期間，先后提出共建“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的重大倡議，得到國際社會高度關注。在《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》中明確提出西南地區應發揮廣西與東盟國家陸海相鄰的獨特優勢，加快北部灣經濟區和珠江—西江經濟帶開放發展，構建面向東盟區域的國際通道，打造西南、中南地區開放發展新的戰略支點，形成21世紀海上絲綢之路與絲綢之路經濟帶有機銜接的重要門戶[1]。發揮云南區位優勢，推進與周邊國家的國際運輸通道建設，打造大湄公河次區域經濟合作新高地，建設成為面向南亞、東南亞的輻射中心。推進西藏與尼泊爾等國家邊境貿易和旅游文化合作。

交通運輸是社會經濟的基礎產業，作為國民經濟的命脈，是反映一個地方經濟繁榮與否、經濟發展與落后的重要標志。社會經濟及城市建設的快速發展，愈來愈依賴交通運輸的發展。通暢的交通將給居民的出行帶來極大的便利，加之分布道路兩側的各類公共、金融、服務機構，營造了一個良好的人文居住環境[2]。本項目的實施，將進一步改善文山的投資環境，增強對外招商引資的吸引力，促進當地企業及產業的發展，加快城鎮化進程，增強文山對周邊地區乃至東南亞商圈的輻射作用，促進地區經濟的協調發展。便利的交通將加速周邊閑置土地的開發利用，增強對外聯系，帶動一二三產的快速發展，會大幅提高周邊居民的收入和生活水準。社會經濟的發展，人民物質生活水平的提高，將促進社會醫療衛生、娛樂休閑、教育等事業的快速發展，這些發展都將顯著提高城市居民的生活質量。

1 預測前提及方法

1.1 預測前提

本次預測以《文山市城市總體規劃（2014-2030）》、 《硯山縣城市總體規劃（2015-2030）》、《文硯丘平城鎮群規劃（2014-2030）》、《文山州城鎮體系規劃（2014-2030年）》和2016年上海市同濟城市規劃設計研究院編制的《文硯同城規劃》等規劃、設計資料為依據，根據其中關于文山市和硯山縣的發展定位、交通發展趨勢及路網規劃等情況的描述，進行文硯大道建設工程的交通量預測。

1.2 預測年限

預計本工程在2019年底全部建成，按《城市道路工程設計規范》 （CJJ37-2012） （2016年版）3.5.1條規定道路交通量達到飽和狀態的道路設計年限快速路、主干路應為20年計，因此預測年限為2020～2040年，預測特征年分別為2020年、2030年、2040年。

1.3 預測方法

以市域經濟、人口以及機動車發展為基本依據，結合居民出行特征、規劃用地布局特征等因素，采用國際國內常用的經典模型——“四階段”法，即出行產生、出行分布、交通方式劃分和交通分配四階段，進行相應預測年份的流量預測，用于道路設計方案的評價[3]。對于遠期交通需求的預測，結合人口等的增長趨勢，在2020年交通量分配的基礎上采用平均增長率法，對2030和2040年需求進行預測。本次預測使用Transcad交通分析軟件進行交通分布和道路交通量分配。

2 人口與用地發展趨勢

云南沿邊州市對外開放的根本出路是發展通道經濟。云南省政府把“通道經濟”作為文山州發展的戰略定位。文硯同城的發展定位是輻射南亞東南亞的重要門戶、滇東南地區的新的增長極，以“三七之鄉”為特色的生態文明示范區和合作、創新與轉型發展的都市區。這一定位的實現首先應進行文山硯山兩地功能的整合與分解。根據對產業結構的分析，文山承擔州府地位，應突出服務功能，而硯山應突出物流和產業功能。以文山市為主中心、以圍繞普者黑機場形成的空港新城和硯山縣為城市副中心，組成了文硯同城發展的新格局，三大片區之間規劃形成三條道路主通道，以滿足片區之間的聯系需求。本項目主要研究的文硯大道是這三條通道中重要的城市發展軸[4]。區域一體化交通發展、優化交通運輸體系是促進文硯同城發展、產業互聯互通的重要策略之一，具體實施路徑包括：在以人為本的前提下，以綜合交通一體化為發展方向，加強與區域綜合交通體系的協調和融合，促進區域交通一體化；整合文山硯山交通系統，加強兩地空間結構的聯系；完善城市道路交通系統，與城市空間拓展相協調；以公共交通為主導，構建合理的城市交通結構，推動軌道交通的發展。

文硯城鎮化正處于快速發展階段，存在異地城鎮化現象。2015年硯山縣常駐人口47.5萬人，城區人口8.2萬人，城區面積12.08平方公里；文山市常住人口49.7萬人，城區人口27.4萬人，城區面積36.07平方公里。按照文硯城鎮人口增速計算，2010～2015年人口年均增長率4.2‰，年均增長1.8萬。整理文山、硯山總規等規劃資料可知，2030年文硯城市人口基本在100萬人左右。遠景總用地規模將達到165.02平方公里，其中文山、硯山、空港、東山四大板塊建設用地分別為100、40、21、3.5平方公里。

3 交通小區劃分及客流量生成

3.1 交通小區劃分

交通小區劃分時遵循如下原則：盡量與城市行政區劃相一致，與城市形態發展相一致，與路網布局相一致，與自然或人工界線（河流、鐵路） 相協調[5]。

本次研究參考文硯同城總體空間布局和分區組團布置對交通小區進行劃分，將文硯同城劃分為18個小區，并依據對外主要交通流向設置6個外圍虛擬小區。外部虛擬小區的設置主要用于表達文硯城區與蒙自等對外主要聯系片區的關系。

3.2 出行生成預測

出行生成預測方法包括原單位法（生成率法）、交叉分類法、回歸分析法、時間序列法、彈性系數法等[6]。

3.3 出行分布預測

出行分布是“四階段法”的一個重要組成部分，居民出行分布是將預測的各小區客運產生量、吸引量轉化為未來各交通小區之間的出行交換量的過程，即要得出由出行生成模型所預測的各小區出行量的相互關系問題[7]。預測的方法有很多種，現行交通分布預測的常用模型主要包括三類：增長率法、重力模型法和概率模型法。重力分布模型借鑒了牛頓萬有引力定律來描述城市居民的出行行為，是國內交通規劃中使用最廣泛的模型。該模型考慮了影響出行分布的區域社會經濟增長因素和出行空間、時間阻礙因素，它的基本假設是：交通分區i到交通分區j的出行分布量與交通分區i的出行發生量、交通分區j的出行吸引量成正比，與交通分區i和交通分區j之間的交通阻抗成反比。重力模型法能比較全面地、較為敏感地反映出行分布與各種相關因素關系，所以在城市交通規劃中得到廣泛地應用。

本次研究以文硯同城區域用地分布情況，采用交通規劃軟件Trans CAD，利用預測模型的經驗參數，然后將居民出行發生、吸引預測的結果代入模型進行計算，其結果即作為預測OD分布。

居民出行分布模型采用雙約束重力模型：

評點式閱讀教學作為一種“感悟式”的閱讀方法，其思維過程決定了學習者對當前信息的理解需要以已有的知識經驗為基礎，特別在運用已有知識經驗時，個體需要依據新的經驗做出某種調整，即便是某些沒有接觸過的問題，個體也能基于以往的經驗和自己的認知能力，形成對問題的某種感知和認識，并做出某種解釋。因此，評點式閱讀教學強調學生不單純是接受文本，而是通過自我感悟、發現、探究及表達來主動建構認知，改造文本，同時也改造自己。

其中：m為出行目的；為i小區到j小區之間目的m的出行量；為i小區目的m的產生量；為j小區目的m的吸引量；為i小區和j小區之間的目的m的交通阻抗；Ki,Kj為調整系數。

F（tij）為阻抗函數，有各種函數形式。本模型采用Gamma函數，具體函數形式為：

式中：a、b、c是需要標定的模型參數。

根據各交通分區的吸引量、產生量及分布參數，利用TransCAD確定出全日全方式居民出行OD矩陣。

4 交通方式劃分及交通量分配

4.1 交通方式劃分

出行方式劃分可簡單地理解為總出行次數在不同交通方式之間進行劃分，也可理解為對出行方式的選擇。從目前國內城市交通需求預測的實踐看，在進行城市客運方式劃分的預測中，一個普遍的趨勢是定性和定量分析相結合，在宏觀上依據未來國家經濟政策、交通政策及相關城市的比較來對未來城市交通結構做出估計，然后在此基礎上進行微觀預測。

本次預測參考國內相關城市現狀居民出行方式構成表，同時結合未來用地布局、規模變化趨勢、交通系統建設發展趨勢、居民出行方式選擇決策趨勢等進行方式劃分。

4.2 交通量分配

交通量分配是四步驟交通需求模型的最后一個步驟。這個步驟是在已知全部出行的起點和終點的情況下，求出道路或線路上的交通分配，其方法就是將O-D量在路網上分配，得出各路段（或線段）上的流量。如果分配的是車輛出行的O-D矩陣表，得到的就是道路網上的車流量（小汽車的車流量也可從乘坐小汽車的客流量得到）。如果分配的是居民出行的O-D矩陣表，得到的就是路網上的客流量。對自行車的車流量，一般來說就等同于自行車的客流量。

交通分配目前常用的方法包括最短路法（0-1分配或全有全無法）、容量限制分配法、多路徑概率分配法、多路徑—容量限制分配法、平衡分配模型（UE分配法）、隨機用戶平衡分配模型（SUE分配法）、系統戰略分配模型等。本次機動車交通分配采用較為先進的隨機用戶平衡分配模型（SUE分配模型）。

4.3 路段流量預測

由于文硯大道總里程較長，不同路段由于兩側用地性質、交叉口等的影響，流量分布有較大區別，現分段表示文硯大道各特征年預測交通流量如表1所示：

表1 高峰小時交通量預測值 單位：pcu/h

4.4 交叉口流量預測

選取文硯大道四個重要交叉口進行流量預測，分別為文硯大道—環城東路、S210—文硯大道、G323—文硯大道、七鄉大道—文硯大道，得出2040年高峰小時交叉口流量，如圖1至圖4所示：

（1） 環城東路

（2） S210

圖1

圖2

（3） G323

（4） 七鄉大道

圖3

圖4