公路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)在干線公路網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用研究

墨建亮

（山東交發(fā)工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山東 東營(yíng) 257000）

0 引言

我國(guó)已經(jīng)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程，轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，對(duì)公路交通發(fā)展提出新要求。構(gòu)建新發(fā)展格局，堅(jiān)持?jǐn)U大內(nèi)需戰(zhàn)略基點(diǎn)，要求繼續(xù)發(fā)揮公路交通先行引領(lǐng)和基礎(chǔ)保障作用。“十四五”期間，我國(guó)將新改建高速達(dá)2.5 萬(wàn)km，其中新建2 萬(wàn)km，擴(kuò)容改造5000km。東部地區(qū)以繁忙通道擴(kuò)容改造為主；中部地區(qū)在加快打通剩余待貫通路段的同時(shí)，兼顧重點(diǎn)通道能力提升；西部地區(qū)以剩余待貫通路段建設(shè)為主。從建設(shè)的角度分析，需要立足實(shí)際，做好科學(xué)規(guī)劃，高質(zhì)量推進(jìn)公路網(wǎng)建設(shè)，增強(qiáng)公路網(wǎng)的服務(wù)能力。

1 公路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)的關(guān)鍵作用

從公路網(wǎng)規(guī)劃分析，交通量預(yù)測(cè)為重要內(nèi)容，預(yù)測(cè)結(jié)果為路網(wǎng)布局和建設(shè)重點(diǎn)等的依據(jù)。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，考慮項(xiàng)目在國(guó)家與區(qū)域公路網(wǎng)中的功能和作用，綜合沿線地形地質(zhì)條件和城鄉(xiāng)規(guī)劃等的考慮，編制科學(xué)合理的規(guī)劃方案，明確建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量推進(jìn)建設(shè)工作。一方面，基于交通量預(yù)測(cè)結(jié)果的公路網(wǎng)規(guī)劃可滿足未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的交通需求，實(shí)現(xiàn)公路網(wǎng)的服務(wù)功能；另一方面，還能避免“大修大建”的浪費(fèi)，保障公路網(wǎng)建設(shè)的效益，促使公路網(wǎng)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。

2 公路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)在干線公路網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用方法

從干線公路網(wǎng)規(guī)劃實(shí)踐分析，常用的交通量預(yù)測(cè)方法如下：一是四階段法。基于多個(gè)公路項(xiàng)目OD 調(diào)查數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，得到各個(gè)影響區(qū)交通發(fā)生、吸引量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)系，同時(shí)利用重力模型分析，最終得到全區(qū)交通出行矩陣，再經(jīng)過(guò)交通量分配，獲得相應(yīng)的路段交通量。在預(yù)測(cè)分析中需要做好數(shù)據(jù)的搜集，對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查，掌握所需要的基本數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而獲得經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系，并且進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算獲得區(qū)域重力模型的有關(guān)參數(shù)。與此同時(shí)，基于各個(gè)影響區(qū)往年人口和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的發(fā)展變化情況，綜合區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)未來(lái)特征年人口和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)函數(shù)關(guān)系獲得預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。二是交通增長(zhǎng)率分析法。一般應(yīng)用時(shí)間序列法與回歸分析法。公路網(wǎng)交通量的預(yù)測(cè)分析，前提依據(jù)都是數(shù)據(jù)，要求做好數(shù)據(jù)信息的搜集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)分析，為公路網(wǎng)規(guī)劃提供支持。

3 公路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)在干線公路網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 案例概述

以某項(xiàng)目為例，為市公路網(wǎng)規(guī)劃中高速公路主骨架的構(gòu)成部分，起到重要的連接作用。項(xiàng)目影響區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，對(duì)公路運(yùn)輸?shù)男枨蟛粩嘣黾印楦玫卮龠M(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的交流，需進(jìn)行公路網(wǎng)加密，形成完善的公路網(wǎng)，助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。現(xiàn)結(jié)合此項(xiàng)目的交通量預(yù)測(cè)，分析預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用。

3.2 項(xiàng)目影響區(qū)交通運(yùn)輸情況

從交通現(xiàn)狀情況分析如下：一是鐵路。影響區(qū)內(nèi)有2 條過(guò)境鐵路和5 條鐵路專線。二是水運(yùn)。影響區(qū)內(nèi)境內(nèi)的通航河道有2 條，即北江和連江。三是公路。目前，區(qū)域內(nèi)的主要客貨運(yùn)輸方式為公路。近年來(lái)，該城市積極開(kāi)展各類高速公路建設(shè)工作，推進(jìn)縣城通城鎮(zhèn)公路全部硬化目標(biāo)。

按照城市公路網(wǎng)規(guī)劃（2006—2030年），城市的公路網(wǎng)基本形成由主骨架、主干線以及一般公路組成的體系，總規(guī)模達(dá)到3678km。此項(xiàng)目為公路網(wǎng)規(guī)劃中的高速公路主骨架的組成部分，起到連接區(qū)域的作用，能夠增強(qiáng)市域內(nèi)的聯(lián)系，形成高效合理的高速公路網(wǎng)，提升公路網(wǎng)的服務(wù)能力，助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展[1]。

3.3 項(xiàng)目影響區(qū)域交通量調(diào)查與預(yù)測(cè)

3.3.1 調(diào)查與分析過(guò)程

此次建設(shè)任務(wù)的實(shí)施，將改變區(qū)域高速公路網(wǎng)格局，為區(qū)域人們的出行帶來(lái)更多便捷的選擇。因此，為發(fā)揮公路的價(jià)值與作用，要求做到精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，需要站在全局角度思考問(wèn)題，通過(guò)通道建設(shè)的必要性和效益分析，獲得分析結(jié)果。在進(jìn)行調(diào)查時(shí)根據(jù)走廊帶的建設(shè)規(guī)劃，包括建設(shè)現(xiàn)狀以及未來(lái)的建設(shè)計(jì)劃，展開(kāi)全面的調(diào)查，搜集完整的資料，獲得OD 調(diào)查結(jié)果，并且掌握流量調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行深入分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)交通調(diào)查，為交通量預(yù)測(cè)提供支持。從交通調(diào)查的內(nèi)容分析，具體為交通流量調(diào)查與OD 調(diào)查。

經(jīng)過(guò)調(diào)查，收集到項(xiàng)目影響區(qū)既有歷史OD 資料。具體內(nèi)容如下：一是收集了15 個(gè)調(diào)查點(diǎn)的OD 資料。二是收集了相關(guān)公路的2013—2015年OD 資料與流量數(shù)據(jù)。三是收集了相關(guān)公路收費(fèi)站之間2013—2015年上半年的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)OD 數(shù)據(jù)。公路網(wǎng)規(guī)劃中交通量預(yù)測(cè)的開(kāi)展，交通調(diào)查為重點(diǎn)內(nèi)容，能夠提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，助力規(guī)劃分析的開(kāi)展。前期的基礎(chǔ)調(diào)查與分析，可獲得規(guī)劃所需的基本信息，例如交通量構(gòu)成，再比如出行的基本特性，使規(guī)劃人員對(duì)交通流向與流量有著一定的把握[2]。此次調(diào)查選擇的調(diào)查點(diǎn)，選擇了具有代表性的點(diǎn)位，即路邊和收費(fèi)站。為獲得完整的調(diào)查數(shù)據(jù)，開(kāi)展了攔車訪問(wèn)調(diào)查，獲得所需要的數(shù)據(jù)，包括車型和額載量以及實(shí)載量等，收集完整的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于斷面交通量的預(yù)測(cè)，采取了目測(cè)記錄法。為保證預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)行了兩個(gè)方向觀測(cè)，采取的是連續(xù)觀測(cè)方法，獲得車輛通行的基本信息。在工程附近公路交通現(xiàn)狀調(diào)查中，為采集完整的新信息，選擇了有極大可能被分流的線路，即與此次擬建工程平行路線與相交路線上。在京港澳高速和省道S114等有關(guān)公路，總計(jì)布置19 個(gè)調(diào)查點(diǎn)。對(duì)于調(diào)查點(diǎn)的設(shè)置，優(yōu)選公路收費(fèi)站布置，如果是沒(méi)有收費(fèi)站的路段則優(yōu)選遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)或者路線比較順直寬闊的路段。為精準(zhǔn)預(yù)測(cè)交通量，保證預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，考慮受項(xiàng)目影響程度不同，也就是按照遠(yuǎn)近劃分，形成了52 個(gè)交通小區(qū)。此次調(diào)查中將機(jī)動(dòng)車劃分為6 類，包括小客車、大客車以及中貨車等。

根據(jù)獲得的調(diào)查資料分析如下：一是交通量構(gòu)成的情況。結(jié)合24h 觀測(cè)交通量的數(shù)據(jù)信息，獲得調(diào)查點(diǎn)的交通量構(gòu)成情況。從數(shù)據(jù)得出客運(yùn)車輛占比為53.09%，貨運(yùn)車輛占比為46.91%。二是汽車載運(yùn)特性。各類貨車車型超載嚴(yán)重，尤其是大型貨車，額載10.68（噸、人），實(shí)載19.69（噸、人），對(duì)路面的損害很大。由于運(yùn)輸需求不斷增加，加強(qiáng)公路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理之后，交通量將繼續(xù)增加。客車的平均載運(yùn)系數(shù)大約為80%，可以證明客車的利用率適中[3]。根據(jù)資料顯示，煤炭和水泥以及化工制品等產(chǎn)品占貨物比例很大，與區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局相吻合。在進(jìn)行分析時(shí)，按照52 個(gè)交通小區(qū)繪制現(xiàn)狀OD 期望線圖線路多，無(wú)法突出重點(diǎn)，因此進(jìn)行合并分析，形成12 個(gè)大區(qū)，再根據(jù)其合并2015年汽車OD 表繪制基年影響區(qū)出行期望線。

3.3.2 交通量預(yù)測(cè)結(jié)果

該項(xiàng)目的預(yù)測(cè)年限為通車后20年，工程計(jì)劃2020年底建成通車，那么交通量預(yù)測(cè)基年為2017年，特征年分別為2020年、2025年、2030年、2035年以及2040年。按照交通量預(yù)測(cè)理論，需要分別預(yù)測(cè)各個(gè)交通小區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，以及未來(lái)交通的發(fā)生與集中量，進(jìn)而得到交通出行OD 表。在進(jìn)行預(yù)測(cè)分析中，由于很多小區(qū)的資料不完整，例如缺少歷史統(tǒng)計(jì)資料等，所以將部分發(fā)展定位和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等類似的交通小區(qū)，劃歸為同類性質(zhì)的經(jīng)濟(jì)小區(qū)展開(kāi)分析與研究，把握主要矛盾，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)化。

根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果顯示，交通量生成預(yù)測(cè)結(jié)果如下：一是交通發(fā)展速度。結(jié)合該工程各個(gè)經(jīng)濟(jì)小區(qū)GDP 發(fā)展速度預(yù)測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)彈性系數(shù)的轉(zhuǎn)換，預(yù)測(cè)分析獲得每個(gè)小區(qū)的交通發(fā)展速度。表1為預(yù)測(cè)結(jié)果。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)分析，交通增長(zhǎng)速度近期略高于或者接近國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度，遠(yuǎn)期略低于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度；客車流量的增長(zhǎng)速度相比貨車流量要高一些。二是交通發(fā)生/吸引量預(yù)測(cè)結(jié)果。其中，1 小區(qū)的客車2030年發(fā)生量為18949pcu/d；吸收量為20523pcu/d。2040年發(fā)生量為28584pcu/d；吸收量為30956pcu/d。2045年發(fā)生量為33489pcu/d；吸收量為36269pcu/d。三是交通量分布預(yù)測(cè)結(jié)果。此次交通量預(yù)測(cè)中應(yīng)用費(fèi)雷特法，進(jìn)行趨勢(shì)交通量的分布預(yù)測(cè)，同時(shí)利用重力模型開(kāi)展誘增交通量分布預(yù)測(cè)，經(jīng)過(guò)綜合分析獲得各個(gè)交通小區(qū)未來(lái)特征年最終交通量分布預(yù)測(cè)結(jié)果[4]。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)的結(jié)果分析，項(xiàng)目通車的初年，即2021年全線路平均交通量結(jié)果為2054pcu/d，到設(shè)計(jì)年2040年時(shí)可以達(dá)到66373pcu/d。根據(jù)推薦線路交通量預(yù)測(cè)結(jié)果分析，各個(gè)路段交通量大小存在不同。究其原因，與此線路周圍的路網(wǎng)分布和沿線城鎮(zhèn)的交通經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)。當(dāng)工程建成后，將會(huì)承擔(dān)省內(nèi)一定范圍內(nèi)的交通量，并且承擔(dān)沿線的短途交通量。

表1 經(jīng)濟(jì)小區(qū)的交通發(fā)展速度（%）

3.4 工程建設(shè)的必要性

公路網(wǎng)規(guī)劃前期，進(jìn)行了交通量的預(yù)測(cè)分析，獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，為預(yù)測(cè)工作的開(kāi)展提供依據(jù)。分析中，考慮到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，以及現(xiàn)有的交通設(shè)施，衡量未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，分析工程建設(shè)的必要性。該工程建成通車后，能夠增強(qiáng)區(qū)域的交通聯(lián)系，助力區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并且可以加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。該工程為區(qū)域公路網(wǎng)中的高速公路骨架組成部分，跨越省內(nèi)很多區(qū)域，經(jīng)過(guò)的地區(qū)主要為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)[5]。當(dāng)通車后能夠改善區(qū)域落后的交通情況，加快山區(qū)開(kāi)發(fā)步伐，增強(qiáng)區(qū)域的輻射帶動(dòng)能力，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)性，并且對(duì)運(yùn)輸網(wǎng)帶來(lái)很大的改變，形成側(cè)重不同、梯度合理且優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的分布格局，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展。根據(jù)工程的交通量預(yù)測(cè)結(jié)果分析，全線路平均交通量將會(huì)按照每年6.4%的速度增長(zhǎng)，顯著增強(qiáng)區(qū)域的通行力，并且促使省際通道得到優(yōu)化，增加公路網(wǎng)的規(guī)模，進(jìn)一步滿足實(shí)際需求。

按照相關(guān)規(guī)劃，該工程為省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，占據(jù)著重要地位，推薦工程采用高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，速度的確定并非簡(jiǎn)單的需求至上，而是既要考慮公路功能，還要結(jié)合周圍的建設(shè)條件，最為重要的是交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，做好綜合分析。在速度設(shè)計(jì)方面，注重不同路段設(shè)計(jì)既需要避免頻繁改動(dòng)也要滿足實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)路段的安全有效銜接，設(shè)計(jì)速度的變化應(yīng)該以20km/h 為一級(jí)，分級(jí)逐步進(jìn)行調(diào)整，以免出現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)突然變化的情況。此次工程的里程很長(zhǎng)，整個(gè)線路的地形變化很大。為保證規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，需要對(duì)線路范圍內(nèi)的地形地勢(shì)進(jìn)行勘察，掌握相應(yīng)資料，為設(shè)計(jì)速度的確定提供依據(jù)，保證和地形條件以及其他條件相適應(yīng)，不可以過(guò)分強(qiáng)調(diào)高標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)大量高填深挖工程，或者為了遷就局部地形或者個(gè)別的控制因素而降低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證公路價(jià)值[6]。此次工程主要?jiǎng)澐治宕蠖危Y(jié)合項(xiàng)目功能地位和地形條件以及工程規(guī)模等進(jìn)行分析，確定設(shè)計(jì)速度。對(duì)于車道的設(shè)計(jì)，考慮到通行能力，為達(dá)到三級(jí)服務(wù)水平，工程全線計(jì)算單向車道數(shù)值為2.18～2.70，也就是單方向設(shè)置3 個(gè)車道可以滿足通行能力需求，所以結(jié)合適應(yīng)設(shè)計(jì)交通量分析，最終決定設(shè)計(jì)為雙向六車道。此外，還需要確定起止點(diǎn)位置和線位走向等，形成科學(xué)合理的方案[7]。在具體規(guī)劃時(shí)，都需要結(jié)合交通量的預(yù)測(cè)結(jié)果，綜合各類要素進(jìn)行分析，保證方案內(nèi)容的科學(xué)合理性，為公路網(wǎng)的建設(shè)提供支持，保障交通設(shè)施可滿足實(shí)際需求，為人們提供方便快捷的設(shè)施服務(wù)，提升公路網(wǎng)的運(yùn)行能力，保障公路網(wǎng)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)造更多的效益。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路網(wǎng)交通量預(yù)測(cè)在干線公路網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用，采用預(yù)測(cè)方法，利用調(diào)查收集的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合發(fā)展的實(shí)際需求，綜合考慮區(qū)域建設(shè)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃等因素，經(jīng)過(guò)全面分析，可形成科學(xué)合理的公路網(wǎng)規(guī)劃方案，為公路網(wǎng)建設(shè)提供支持。