基于綜合調查方法的省際高速公路交通量預測方法研究

馮名慧 黃浩 蘇治北

摘要：為研究省際高速公路交通量預測方法，文章綜合利用現場實際調查交通量及采集高速公路聯網收費數據的方法，并提出在廣西高速公路聯網收費數據缺乏省際過境交通流量，現場調研難度大的前提下，通過采集省界高速公路收費站出入口（門架）數據，對省際過境交通量進行分析，進一步補充與完善項目OD（交通出行量）數據，提高了省際高速公路交通量預測結果的準確度。

關鍵詞：省際高速公路；交通量預測；OD數據；省際過境交通量

中圖分類號：U411? ? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1674-0688（2023）05-0075-04

0 引言

交通量在公路工程建設前期工作中占據重要地位，其是確定公路規模、技術等級，以及用于財務評價的基礎［1］。交通量數據是交通量預測的基礎，目前常用的交通量基礎數據有實地觀測點的OD（交通出行量）調查數據，以及高速公路聯網收費數據。高速公路聯網收費數據是全天全樣本的數據，優于普通的抽樣OD調查，可為交通量預測提供良好的數據基礎。丁柳清［2］利用高速公路聯網收費數據構建高速公路網OD交通量預測模型，將預測得到的OD交通量加載到路網上，構建動態交通分配模型。周南等［3］結合實例闡述了聯網收費數據挖掘在交通量預測的具體應用方法。孫同心等［4］通過對高速公路收費站進出交通量的分析，建立了交通量預測模型。在實際工作中，從高速公路聯網數據中只能獲取一個省份的數據，較難獲取全國聯網收費數據，因此對于省際高速公路，缺乏起訖點均不在本省的過境交通數據，而且該類交通量數據具有現場調查成本高、獲取難度大等特點。本文以從江—融安—荔浦公路（融安經永福至陽朔段）為研究對象，針對省際高速公路交通量調查數據的特點，提出利用省際高速公路出入口（門架）數據，對研究項目的OD數據進行補充分析，并采用“四階段”交通量預測模型研究省際高速公路交通量，對提高實際預測工作的準確率具有重要的參考意義。

1 項目概況

從江—融安—荔浦公路（融安經永福至陽朔段）是《廣西高速公路網規劃（2018—2030）》中“1環12橫13縱25聯”中聯2線的重要組成部分。路線起點與融安至從江公路一期工程（融安至安太段）銜接，位于柳州融安縣浮石鎮，總體走向由西向東，沿線經過融安縣、桂林市永福縣、臨桂區，終點與包頭至茂名高速公路銜接，位于廣西桂林臨桂區六塘鎮巒山底村東側，主線長度約111 km。項目已于2023年2月獲廣西發展改革委核準批復，不日將正式開工建設。該項目與已建成的桂林至三江高速公路形成平行通道，是典型的廣西、貴州、廣東三省交界處的省際高速公路，沿線分布較多優質旅游資源，項目建成后將成為貴州—廣西—廣東的又一重要省際通道，增強了“桂黔粵”三省的聯系，有利于帶動項目沿線融安縣、永福縣、臨桂區、陽朔縣的經濟發展。

2 區域交通量調查與分析

為提高該項目的交通量預測精度，本研究開展現場實地OD調查，收集高速公路聯網收費數據、現有平行高速公路通道流量、跨省收費站進出交通量數據等作為交通量預測的基礎數據。

2.1 區域路網現狀

從江—融安—荔浦公路（融安經永福至陽朔段）項目沿線路網密布，項目承擔的兩個部分的交通量：融安、永福、陽朔等城鎮間的交通量和貴州與廣東等區域長距離運輸交通量。

當前，融安至永福、桂林市區、陽朔方向主要經過國道G357-國道321或省道S208-國道G357-國道G321；永福至陽朔方向主要經過省道S302-國道G321，其中國道G321桂林至陽朔段為一級公路，其余國省道路段均為二級公路，設計速度為40～60 km/h。貴州與廣東等區域的長距離運輸交通量主要由三江至桂林高速公路承擔，桂三高速主線長137 km，加連接線總長150 km，設計時速為100 km，雙向四車道，于2017年10月26日建成通車。

2.2 OD分區

OD分區是由收集各相關社會經濟資料的難易程度、調查目的、所要求的數據項目決定的。根據該項目的要求和國民經濟調查獲得的資料，考慮各區域間路網的相關程度和方便數據輸入處理，以現狀行政區劃為基礎，以直接影響區域細分、間接影響較小區域粗分的原則，該項目沿線經過的融安縣、永福縣、雁山區以鄉鎮為單位劃分為6個小區，與項目聯系較為緊密的鹿寨縣、柳城縣、陽朔縣等鄰近的縣（市區）劃分為4個小區，省外以貴州、湖南、廣東方向為主劃分為3個小區，其他省內區域以組團形式劃分8個小區，共分為21個小區。

2.3 調查點分布

OD 調查點的布設是整個調查工作的關鍵，本次調查設置了G209融安縣城北側、省道S302永安鄉東側及永福縣東側、省道S208三皇鄉北側及百壽鎮百壽中學、國道G322廣福南、國道G321雁山區南側及葡萄鎮南側，以及該項目直接影響范圍內已建成的桂林至三江龍勝服務區、柳州至三江高速公路融安服務區共10 個調查點，便于掌握該項目路線所經地區與鄰近地區之間，以及地區內部各主要干線公路的車流量；現場調查時間為2021年8月6日，同步收集了2021年7月1日至7月7日廣西高速公路聯網收費數據、2016—2021年黔桂主要省際收費站進出交通量數據。

3 路網現狀交通量分析

3.1 調查點斷面交通量及交通特征

3.1.1 調查點斷面交通量

通過對現場觀測交通量數據進行統計分析發現，國道G209融安縣城北側、G321雁山南側及葡萄鎮南側觀測點靠近縣城，交通量較大，達到9 000～11 000 pcu/d。龍勝服務區觀測點的交通量為14 941 pcu/d，與2020年相比，交通量略有上升。其余觀測點的交通量為700～6 000 pcu/d，交通量較小，與公路局相近觀測點的歷年交通量相較，有所下降。

3.1.2 車型構成

在本次交通觀測中，共統計機動車出行41 067輛次，其中按絕對數計算，比重最大的為小客車，所占比重為66.18%，其次為汽車列車、中貨車、小貨車、大貨車、大客車，所占比重分別12.85%、6.62%、6.38%、5.86%、2.11%。客車合計占總出行量的68.29%，貨車合計占總出行量的31.71%，客貨比為2.15∶1（絕對數）。與該項目平行的桂林至三江上的龍勝服務區觀測點統計的數據中，汽車列車比例達到26.8%，客貨比例為1.07∶1（絕對數）。

3.1.3 高峰小時系數

調查點高峰小時出現的時間分布在中午的11：00-12：00、9：00-10：00、13：00-14：00及17：00-18：00、18：00-19：00。各調查點高峰小時交通量占白天12 h交通量的比率集中在9.45%～12.49%的區間，占全天24 h交通量比率集中在6.24%～6.83%的區間。高峰小時重方向率為52.71％～62.26％。其中，龍勝服務區高峰小時出現在13：00-14：00時，占白天12 h交通量的比例為11.28%，為往湖南、三江、貴州方向。

3.1.4 日晝比

經過分析，調查點各車型日晝比絕大多數為1.3～1.8。各路段分車型日晝比各不相同，總的來說，客車的日晝比較低，而貨車的日晝比較大。客車大部分都在日間出行，貨車特別是拖掛車、大型貨車、中型貨車大多在夜間出行。

3.2 平行高速公路歷年交通量分析

桂林至三江高速公路與該項目基本平行，位于“粵港澳”至成渝主軸上，將承擔西南區域與“粵港澳”大灣區往來交通量。桂林至三江、三江至柳州高速公路分別于2017年10月、2017年1月建成通車，本文收集到兩個高速公路建成以來至2021年的日均交通量數據，從中可以看出，受疫情影響，2020年的交通量基本與2019年持平，2021年交通量開始明顯回升。

對桂林至三江、三江至柳州高速公路行駛的各類車型所占比例（自然數）進行分析，其中桂林至三江高速公路交通量中客貨比約1.36，客車略多，一類小客車占全天車流量的比例為55.38%，其次為六類貨車，占比約11.31%。由于桂林至三江高速公路承擔了貴州、湖南的省際交通量，因此大型貨車較多。三江至柳州高速公路客貨比達4.11，客車比貨車多很多，占比最大的為一類客車，其占三柳高速全天車流量的比例高達78.26%。

3.3 省際過境交通量分析

該項目交通量主要由兩個部分組成：一是本文重點分析的廣西過境交通量，即起訖點均不在廣西境內的過境交通量；二是起訖點有一方在廣西境內或起訖點均在廣西境內的進出交通量，該部分交通量可通過現場交通量OD調查及高速公路聯網收費數據進行路徑分配后分析得出預測結果，在此不再詳細闡述。

該項目作為貴州及以北方向經廣西至廣東的重要路徑，過境交通量為本項目交通量非常重要的構成部分。該部分的交通量可通過省際收費站的進出交通量數據進行分析，本文重點對三江至桂林高速公路上的桂黔獨峒收費站以及六寨至河池的黔桂六寨收費站的交通量數據進行分析。

3.3.1 月不均勻系數

高速公路日均交通量在一年內的不同月份略有不同，如春節、暑假等節假日所在月份其交通量較全年日均交通量普遍偏大。本次研究收集數據的時間段為2021年7月1日至2021年7月7日，由于7月初廣西各市中小學已經放暑假，但貴州和廣東中小學還未放暑假，全區高速公路交通流量相較其他月份的日均交通量處于中等偏上的水平。考慮高速公路流量分布特點，收集了2018年各月桂林至柳州、三江至柳州、灌陽至鳳凰、六寨至河池高速公路流量，參考高速公路月流量分布，最后將桂黔獨峒收費站交通量月不均勻系數確定為1.09、黔桂六寨收費站交通量月不均勻系數確定為0.94。

3.3.2 省際交通量分流情況分析

提取黔桂省界收費站歷年交通量數據發現（見表4），六寨至河池高速自2012年通車后，黔桂省界出入口交通量保持增長趨勢，提取2016年10月的交通量數據分進行分析，黔桂六寨約15 %（自然輛）的車輛均為貴州經廣西往返廣東方向省際交通量。三江至桂林高速公路于2017年10月通車后，部分由貴州至廣東方向交通量轉移至桂林至三江高速，導致黔桂六寨省界收費站2018年的交通量下降了13.55%，其中貴州至廣東方向的交通量占比下降了約11百分點，下降至4%（自然數），即桂林至三江高速公路分流了貴州至廣東方向約73%的交通量。

3.3.3 車型類型分析

根據收集到的2018年9月20日高速收費出入口的詳細數據對黔桂獨峒至獨峒路段交通量收費車型構成情況（見表5）進行分析，該路段中仍以一類客車的占比最大，其比例達到57.51%；其次為一類貨車、二類貨車及六類貨車，客車比例達59.18%，客貨比例為1.45∶1（自然數），客車數量略多于貨車。

3.3.4 交通流向分析

提取2018年9月20日黔桂省際收費站出入口交通量數據發現，經黔桂獨峒出入口由貴州至廣東方向的交通流量占總交通總量的44%，至桂林南部的交通量占比為4.35%，至賀州、梧州的交通量占比為3.42%；經黔桂六寨出入口由貴州至廣東方向的交通量占總交通量的7.48%，比例相對較低，其主要交通流向河池市、南寧市、柳州市，三市交通量占黔桂六寨出入口總交通量的75%左右。本項目建成后，將分流貴州方向至廣東、桂林南部、賀州、梧州等地的交通量，分析交通流向，該部分交通量約占黔桂獨峒出入口交通量的51.84%。

4 交通量預測

以融安、永福、陽朔各自的人口、經濟和交通發展水平為權重，將本項目現場OD及黔桂省際收費站出入口交通量數據樣本乘以相應的車型擴大系數，再乘以相應的日晝比及月、周日不均勻系數，剔除其中重復調查車輛，在全區高速公路收費站OD的基礎上，根據該項目的OD小區分區，匯總得到該項目基年OD矩陣。

基于OD矩陣，利用“四階段”法［5］進行預測，包括4個階段，分別為社會經濟預測、小區生成量預測、交通分布預測和交通分配預測。一是進行資料收集，分析項目影響區的社會經濟現狀和發展趨勢；二是根據社會經濟發展趨勢、特點，以及其與交通量間的相關關系，分析交通量的發展規律，預測區域交通發生和吸引總量；三是采用Frator法計算趨勢交通分布，利用重力模型計算誘增交通分布；四是將分布矩陣分配到特征年路網，最終得到項目的預測結果見表5、表6。

根據交通量預測結果，項目建成初年的交通量為7 704 pcu/d，30年運營期末年的交通量為41 408 pcu/d，交通量增長率與同期的經濟增長速度預測值相比，彈性系數在0.50～2.00，交通的發展與經濟發展基本適應，預測的交通量在合理范圍內。項目車型預測主要參考了桂林至三江高速以及平行國省道的車型比例，客車占全部車型比例略大于貨車。項目沿線的融安、陽朔以及該項目銜接貴州的榕江均為旅游勝地，預測未來小客車、大貨、汽車列車比例逐步上升，小中貨車及大客車比例略有下降，與自駕旅游出行、貨運向專業化大型化轉變趨勢相吻合。

5 結論

本文以從江—融安—荔浦公路（融安經永福至陽朔段）為依托，綜合運用現場交通調查、高速公路聯網收費數據、省際高速公路收費站進出交通量等基礎數據，尤其是針對聯網收費數據中缺少省際過境交通量數據、現場調查省際OD交通量成本高及難度大等缺點，提出了利用省際高速公路收費站進出數據分析補充項目基年OD的方法，為省際高速公路的交通量分析預測提供了新的思路，對類似項目的交通量預測分析具有一定的參考意義。

6 參考文獻

［1］中華人民共和國交通運輸部.公路建設項目可行性研究報告編制辦法［A］.2010.

［2］丁柳清.基于聯網收費數據的高速公路交通量預測方法研究［D］.北京：北京交通大學，2021.

［3］周南，齊遠.基于高速公路聯網收費數據在前期工作交通流量預測中的應用［J］.湖南交通科技，2018，44（1）：175-179.

［4］孫同心，王世鯤.大數據背景下的高速公路流量預測實現——基于收費站流量數據［J］.中國公共安全，2016（17）：93-98.

［5］姚祖康，顧保南.交通運輸工程導論［M］.北京：人民交通出版社，2003：60-68.

【作者簡介】馮名慧，女，廣西容縣人，任職于廣西交通設計集團有限公司，工程師，研究方向：交通規劃、交通經濟；黃浩，男，廣西百色人，任職于廣西交通設計集團有限公司，高級工程師，研究方向：交通規劃、交通經濟；蘇治北，男，廣西北海人，任職于廣西交通設計集團有限公司，工程師，研究方向：交通規劃、交通經濟。

【引用本文】馮名慧，黃浩，蘇治北.基于綜合調查方法的省際高速公路交通量預測方法研究［J］.企業科技與發展，2023（5）：75-78.