陽曲縣交通運輸發展規劃交通量預測研究

唐大宇

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

公路是保障城鄉居民生產生活的基本條件。通過規劃公路布局方案，增加公路網規模、完善路網結構、提升路況指標，形成“內通外聯、班車到村、通村暢鄉、安全便捷”交通運輸綜合網絡，以加快推動基礎設施向鄉鎮以下延伸，拉動投資、擴大內需，切實改善民生，優化公共資源配置，加快構建現代綜合交通運輸體系建設，為全面實現小康社會提供堅實的基礎保障。本文依托陽曲縣交通運輸發展規劃項目，研究彈性系數法、Transacd和單約束引力模型在縣域公路網規劃的具體應用。

1 項目概況

本項目規劃范圍為陽曲縣縣域，即陽曲縣行政管轄范圍，本項目規劃的年限為2017年—2025年，其中近期為2017—2020年，遠期至2025年。

2 交通量預測

2.1 交通量基礎資料調查

本次規劃收集了規劃區主要干線公路2016年交通量數據，數據來源于山西省公路局編制的年度《山西省國省道交通量統計資料》和項目影響區新近公路工程可行性研究中的交通量調查數據，如表1所示。

表1 2016年陽曲縣及周邊區域公路交通量調查 輛/日

2.2 交通小區的劃分

對陽曲縣劃分至鄉鎮，10個交通小區，外圍區域以及山西省現狀行政區劃為基礎，劃分為7個交通小區，共計劃分17個交通小區，如圖1所示。

圖1 陽曲縣路網規劃圖

項目規劃區及影響區交通小區劃分如表2所示。

表2 項目規劃區和影響區交通小區劃分

2.3 基年OD

在現有干線路網交通流量分布的基礎上，設計基于隨機用戶平衡法的OD矩陣反推方案。根據現狀干線公路網的交通量，通過Transcad構建現狀路網模型，并按照已劃定的交通小區計算得到現狀路網出行的阻抗矩陣，并將先驗矩陣的數值全部設置為1.00，在此基礎上選擇隨機用戶平衡法，計算項目規劃區及影響區的初始出行OD分布矩陣。

2.4 交通發生與吸引預測

根據社會經濟發展對交通運輸的影響規律，按照陽曲縣及周邊地區的經濟發展水平、發展戰略以及發展特點，對客、貨運增長速度預測采用彈性系數法。

增長系數是確定未來特征年各交通小區的發生量和吸引量的關鍵。通過社會經濟預測各個分區的國民生產總值的增長速度及預測的交通彈性系數，計算出未來交通量的增長速度。

根據預測得出的陽曲縣及周邊影響區各特征年的GDP增長率（表3）和客貨運輸增長率（表4），計算得到陽曲縣各交通小區各特征年客貨運輸彈性系數如表5所示。

表3 項目影響區特征年經濟平均增長率

表4 陽曲縣客貨運輸量特征年平均增長率

表5 陽曲縣各特征年客貨運輸量彈性系數

各交通小區的發生量和吸引量增長系數如表6所示。

表6 各特征年各交通小區P、A增長系數

3 交通分布與分配預測

3.1 交通分布預測

3.1.1 交通分布預測方法

出行分布模型用于預測出行者目的地選擇。本次規劃采用引力模型法預測陽曲縣未來特征年交通發生量和吸引量。通過對陽曲縣及周邊地區客貨運輸量及經濟增長之間的關系分析，結合陽曲縣及周邊地區未來經濟發展、戰略規劃及城鎮布局特點，預測研究范圍內各交通小區的出行分布[1]。

單約束引力模型的預測區域間交通流量的計算公式如式（1）～式（3）：

阻力函數采用伽馬函數：

式中：Tij為交通小區i產生的吸引到區域j上的預測流量；Pi為區域i產生的預測出行量；Aj為區域j吸引的預測出行量；dij為區域i到區域j的阻力；f（dij）為區域i與區域j之間的摩擦因素；a、b、c為伽馬函數的參數。

3.1.2 引力模型參數標定

由陽曲縣初始OD出行分布矩陣及現狀公路網交通阻抗矩陣，通過Transacd進行引力模型阻力函數的參數標定。

計算結果如下：

各交通小區之間的摩擦因子K矩陣如表7所示。

表7 摩擦因子K矩陣

3.1.3 特征年OD分布預測

交通分布預測是指根據預測得到的陽曲縣及周邊各交通區的交通發生、吸引量，確定各交通區之間的交通流量、流向，即確定OD矩陣。

應用引力模型對各特征年交通小區的OD出行分布進行預測，各特征年各小區交通出行期望線圖見圖2。

圖2 各特征年各小區交通出行期望線圖

3.2 交通分配預測

3.2.1 交通分配結果的應用

本次交通分配結果用于對特征年規劃路網結構進行滾動優化調整中的評價依據。通過交通區位線法和節點重要度法獲得規劃路網的初步布局后，通過對規劃路網的交通分配運行結果評價，將路網的服務水平作為評價指標和回饋判斷依據，通過不斷優化路網結構，在滿足出行費用最優的前提下，獲得較為理想的路網服務水平。

3.2.2 交通量分配方法

交通分配預測是指在交通分布預測基礎上，將各交通區之間出行分布量分配到交通網絡中各條路段的工作過程。本次交通分配采用非平衡分配模型中迭代加權平衡方法。

3.2.3 預測結果及分析評價

本次對陽曲縣規劃方案進行評價，評價標準采用《公路工程技術標準》JTG B01—2014作為參考[2]。采用V/C值來衡量擁擠程度，作為評價服務水平的主要指標，將服務水平分為6級，分別代表一定運行條件下駕駛員的感受。

《公路工程技術標準》JTG B01—2014對二、三、四級公路路段服務水平分級時，根據不同設計速度下，禁止超車區的V/C值作為劃分標準。

對于公路而言，D級以上的服務水平是可以接受的，當已達到D級水平，公路則應進行新建或改建，同時針對陽曲縣公路網規劃方案應結合服務水平、生態環境等多方面因素進行全方位考慮。

結合2017—2020年陽曲縣境內高速公路及國省干線交通量資料，本文預測特征年2017年基本與實際交通流吻合。2020年由于受疫情和太原東二環高速2020年底通車影響，預測結果與實際略有出入，整體預測結果較好。

圖3 各特征年公路網分配交通量及服務水平

4 結語

在交通運輸發展規劃研究中，通過對區域周邊及區域內的交通量預測分析，可以分析出當前區域交通的流量流向，結合區域現有路網結構，為區域路網結構完善提供依據，同時通過進行交通分布與分配預測對完善后的路網進行檢驗，通過對規劃路網的交通分配運行結果評價，將路網的服務水平作為評價指標和回饋判斷依據，通過不斷優化路網結構，在滿足出行費用最優的前提下，獲得較為理想的路網服務水平。