高速公路交通流與新冠肺炎的相關(guān)性分析研究

閆明月 沈孟如 黃世堯 鄧雯 王松波

（1.交通運輸部路網(wǎng)監(jiān)測與應(yīng)急處置中心，北京 100029；2.北京交通大學(xué)交通運輸部綜合交通運輸大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)交通運輸行業(yè)重點實驗室，北京100044）

一、引言

2020年以來，新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19，以下簡稱“新冠肺炎”）疫情以驚人的速度傳播，成為新中國成立以來傳播速度最快、感染范圍最廣、防控難度最大的重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件。2020年1月24日，最早發(fā)現(xiàn)新冠肺炎確診病例的武漢市采取了史無前例的封城措施。隨后，全國各省市紛紛開啟一級響應(yīng)，采取了包括嚴(yán)防輸入性病例、發(fā)熱門診篩查、道口查控、社區(qū)防控、交通防疫、公共場所防疫等多項措施，防控戰(zhàn)役全面打響。因新冠肺炎流行導(dǎo)致的封城、加強檢疫、公眾居家隔離等事件短期內(nèi)對交通運輸行業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也對國民經(jīng)濟發(fā)展造成較大沖擊。

高速公路交通運輸是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，是國計民生的重要保障。科學(xué)分析及預(yù)測突發(fā)新冠肺炎疫情對高速公路通行造成的影響，研究疫情發(fā)展態(tài)勢與高速公路交通流量變化的相關(guān)性、參數(shù)的影響程度及影響機理，可為交通運輸行業(yè)做好疫情防控工作提供參考，也能為化解、應(yīng)對后續(xù)可能出現(xiàn)的行業(yè)風(fēng)險提前做好準(zhǔn)備，具有理論研究價值和現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

二、疫情流行期間交通流變化與關(guān)鍵節(jié)點事件分析

本文對比分析了近三年春運同期交通流量數(shù)據(jù)，結(jié)合防疫時期關(guān)鍵政策節(jié)點，對今年春運前后重要事件及其對高速公路交通流量的影響進(jìn)行分析說明，如圖1所示。以春節(jié)為基準(zhǔn)（以農(nóng)歷日期對標(biāo)），選取相同時間段（2018～2020年春節(jié)前后兩月同期數(shù)據(jù)）開展對比分析。

圖1中的關(guān)鍵節(jié)點事件說明如下：

2020年春運從1月10日（農(nóng)歷臘月十六）開始，到2月18日（農(nóng)歷正月二十五）結(jié)束，共40天，其中春節(jié)前15天，春節(jié)后25天；

1月14日起，武漢市在機場、火車站、長途汽車站、客運碼頭采取測溫、宣傳、免費辦理退改簽手續(xù)、指導(dǎo)轉(zhuǎn)診等措施，加強離（武）漢旅客體溫檢查；

1月21日，交通運輸部發(fā)出通知，自1月24日0時至1月30日24時，對7座以下(含7座)載客車輛免收通行費；

1月23日，武漢市新冠肺炎疫情防控指揮部發(fā)布1號通告：自1月23日10時起，全市城市公交、地鐵、輪渡、長途客運暫停運營，市民不得離開武漢，機場、火車站離漢通道暫時關(guān)閉。同日，百度搜索指數(shù)顯示，“口罩”搜索達(dá)到歷史最高點；

1月24日（除夕），新冠肺炎疫情繼續(xù)發(fā)酵，北京、上海、天津、重慶、廣東、浙江、湖北、湖南、安徽9個省份相繼啟動重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級響應(yīng)；

1月27日，交通運輸部發(fā)出通知，將小型客車免費截止時間延長至2月2日24時，并提出強化新冠肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控；

1月29日，全國31個省份全部啟動突發(fā)公共衛(wèi)生事件一級響應(yīng)；

2月1日，交通運輸部發(fā)出通知，將收費公路免收小型客車通行費截止時間延長至2月8日24時；

圖1.2018～2020年春運前后交通流量數(shù)據(jù)對比（柱狀圖表示周六、周日）

2月16日，交通運輸部發(fā)出通知，自2月17日0時起至疫情防控工作結(jié)束，對依法通行收費公路的所有車輛免收車輛通行費。

可以看到，春節(jié)期間新冠肺炎疫情在全國蔓延，各地陸續(xù)發(fā)布停工停產(chǎn)政策，群眾居家隔離意識不斷增強，全國高速公路流量呈現(xiàn)斷崖式下降，遠(yuǎn)低于往年同期水平。近半個月后，疫情逐漸得到控制，感染人數(shù)開始下降，在此期間，交通流量持續(xù)保持低位運行。2月17日前，治愈人數(shù)首次超過疑似人數(shù)，感染人數(shù)呈下降趨勢，一些省市依照風(fēng)險劃分對防控級別進(jìn)行下調(diào)，分批次復(fù)工復(fù)產(chǎn)，但高速公路總流量未見明顯上升。交通運輸部科學(xué)研究院報告顯示，公眾出行呈現(xiàn)“非必需不動、急需少動、必需自駕出行”的特點，春運呈現(xiàn)“返鄉(xiāng)規(guī)模減少，返程周期拉長、峰值低于往年”的特征。

春運結(jié)束后，一些企業(yè)陸續(xù)復(fù)工復(fù)產(chǎn)。多種交通數(shù)據(jù)顯示，春運期間出行呈周末潮汐趨勢。此外，由于新冠肺炎傳播途徑的特殊性，公路交通方式較鐵路、航空等其他相對封閉的交通方式更具優(yōu)勢，自駕出行成為人們中短途出行的首選方式。自2月17日零時免收通行費后，全國高速公路車流量快速增長。2月17日至3月5日，高速公路交通流量增長速度遠(yuǎn)超去年同期水平。

防疫期間，交通運輸部先后實行了三階段的高速公路免收通行費政策，從防疫應(yīng)急運輸“綠色通道”免費通行，到小型客車免費通行時間延長，再到免收收費公路車輛通行費，政策效果顯著。免費以后，高速公路流量反超去年同期水平，同比去年增長6.1%。高速公路切實發(fā)揮了在經(jīng)濟社會特別是復(fù)工復(fù)產(chǎn)過程中“大動脈”的先行作用。

由于全國各地群眾居家隔離，零售行業(yè)實體營收持續(xù)低迷，而電子商務(wù)及快遞物流行業(yè)則呈現(xiàn)逆增長。與之對應(yīng)的，貨車流量增速明顯高于客車流量增速，貨物運輸呈現(xiàn)“總需求減少、剛性需求穩(wěn)定、防疫物資需求大幅增加”的特點。

三、交通流量與新冠肺炎疫情各要素的相關(guān)性分析

（一）分析背景

在疫情影響下，全國高速公路流量在2020年春節(jié)期間較前兩年呈現(xiàn)顯著下降，其中，疫情發(fā)展形勢、防疫政策、大眾心理和行為變化都可能對交通流量產(chǎn)生影響。

（二）分析方法

本文主要采用相關(guān)性分析和回歸分析等方法開展交通流量與疫情各要素間的關(guān)聯(lián)性研究，發(fā)掘交通流量數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。通過采集相關(guān)數(shù)據(jù)，檢驗數(shù)據(jù)的可用性，將通過檢驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分析影響交通流量的貢獻(xiàn)因素及影響程度。

（三）數(shù)據(jù)維度說明

選取的數(shù)據(jù)維度包括新冠肺炎感染人數(shù)（含確診、疑似、治愈、死亡數(shù)量和存留感染人數(shù)）、百度指數(shù)（含居家、隔離、社區(qū)/小區(qū)封閉、檢疫站、高速防疫檢查、口罩和肺炎的搜索指數(shù)）、檢疫站設(shè)置、高速是否免通、是否周末及2020年與2019年春運期間交通流量數(shù)據(jù)總共25個字段（部分維度有多個字段）的歷史數(shù)據(jù)，時間跨度為2020年1月1日至2月29日。

（四）回歸分析

為獲得模型中各維度的重要程度、顯著性以及回歸系數(shù)，開展數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)診斷、模型選擇、結(jié)果分析等四個步驟。其中，數(shù)據(jù)清洗階段選取無缺失數(shù)據(jù)天數(shù)28天（2020/2/2～2020/2/29）25個維度進(jìn)行最大最小標(biāo)準(zhǔn)化；數(shù)據(jù)診斷階段對數(shù)據(jù)進(jìn)行了共線性診斷、多重共線性診斷，為消除多個因素之間存在的多重共線性影響，模型選取采用逐步回歸法。

使用SPSS逐步回歸方式對應(yīng)2020年總流量、貨車流量及客車流量這三個不同目標(biāo)進(jìn)行建模。如表1、表2、表3所示，逐步回歸選取通過獨立檢驗的4個維度數(shù)據(jù)作為模型貢獻(xiàn)因子，對總流量的影響大小排序依次為：衛(wèi)生檢疫站/點（以下簡稱“檢疫站”）數(shù)量、治愈人數(shù)、收費站免通情況及疑似人數(shù)，其中檢疫站數(shù)量對客車流量有負(fù)相關(guān)影響，收費站免通對客車流量有正相關(guān)影響。客車流量與檢疫站數(shù)量及收費站免通相關(guān)性較大，而貨車流量除與收費站免通相關(guān)外，還與兩項百度搜索指數(shù)相關(guān)。

表1.總流量逐步回歸系數(shù)a

表2.客車流量逐步回歸系數(shù)a

表3.貨車流量逐步回歸系數(shù)aa

（五）交通流量相對疫情流行的滯后性分析

根據(jù)《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第六版）》，基于目前的流行病學(xué)調(diào)查，新冠肺炎病毒潛伏期1～14天，多為3～7天。根據(jù)相關(guān)部門要求，當(dāng)前醫(yī)學(xué)觀察隔離期限一般是14天。考慮到信息的傳遞普遍具有滯后性，因此引入滯后期分析交通流與疫情存留人數(shù)之間的相關(guān)性，對交通流量與疫情存留人數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，以此確定下一步預(yù)測需要包含的區(qū)間參數(shù)。如圖2、圖3所示。其中，s0點為疫情對交通流的同期數(shù)據(jù)，s-n數(shù)據(jù)代表疫情滯后于交通流n天，sn數(shù)據(jù)代表交通流滯后于疫情n天。由圖2可知，在s-10期呈現(xiàn)線性分布，說明s-10期與2020年總流量線性相關(guān)關(guān)系明顯。圖3顯示s-18期至s11期相關(guān)系數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)s-11期相關(guān)性顯著，存在疫情滯后交通流11日的可能性。

圖2. s0、s10、s-10滯后期與2020總流量散點圖

圖3.（疫情留存&車流量）滯后時間與相關(guān)系數(shù)變化趨勢

四、分析結(jié)論

綜上分析，高速公路免通與全部流量增長呈正相關(guān)，表明免收通行費對各類交通流量都具有促進(jìn)作用，但客車流量與貨車流量的受影響程度存在差異，貨車流量增長受免通正向影響更大。治愈人數(shù)與疑似人數(shù)在一定程度上反映當(dāng)前疫情現(xiàn)狀，疫情發(fā)展態(tài)勢對交通流變化產(chǎn)生顯著影響。

檢疫站要對車輛人員逐一履行體溫檢測、查驗證件、詢問核實、登記備案等程序，一些路線的檢疫站還可能會對造成擁堵的客運車輛進(jìn)行遣返，增加通行時間。此外，檢疫點數(shù)量也在一定程度上反映高速交通的管制力度，因此，其對交通流量大小起負(fù)相關(guān)影響，與客車流量及總流量顯著相關(guān)。由于總流量的構(gòu)成中，客車流量占比較大，因此客車流量與總流量的影響因素基本一致。

百度“口罩”搜索指數(shù)代表人們對出行防護的關(guān)注程度以及對防護資源的需求程度，物流業(yè)會對這些資源需求作出反應(yīng)，這也是貨車流量的關(guān)鍵影響因素。“收費站”搜索指數(shù)代表人們對收費站變化的關(guān)注程度。貨運過程中，由于通行費是一項支出巨大的貨運成本，對收費政策的關(guān)注會影響司機的貨運行為，而檢疫站數(shù)量不再是貨車流量變化的最重要影響因素。

2月17日交通流迅速反彈上升后的第11天是2月底，此時治愈人數(shù)首次超過感染人數(shù)，結(jié)合疫情可能存在滯后交通流11日的分析結(jié)果，驗證疫情已經(jīng)得到有效控制的結(jié)論。

五、結(jié)語

通過對新冠肺炎疫情相關(guān)數(shù)據(jù)及高速公路通行數(shù)據(jù)的分析可知，各項防疫政策對高速公路交通流量影響程度不同，其中，檢疫站設(shè)置和免收通行費影響最大，充分表明了交通運輸部疫情防控和交通出行刺激政策的有效性，為保障經(jīng)濟社會穩(wěn)定發(fā)展、保持生產(chǎn)生活平穩(wěn)有序發(fā)揮了重要作用。恢復(fù)正常交通運輸秩序，保障道路暢通成為國家和社會民眾的迫切需要。加強對交通運行情況的監(jiān)測，根據(jù)上述幾項影響因子及交通流量數(shù)據(jù)開展預(yù)測研究，即可通過計算得出交通流恢復(fù)正常的時間窗口，進(jìn)而開展社會經(jīng)濟發(fā)展恢復(fù)情況的預(yù)測分析研究。