咸宁市公路网(2010—2020年)布局方案研究

李 薇，刘卫娟

(1.中国地质大学 经济管理学院，湖北 武汉4300742.武汉工业学院土木工程与建筑学院，湖北 武汉430023)

咸宁市公路网(2010—2020年)布局方案研究

李 薇1，刘卫娟2

(1.中国地质大学 经济管理学院，湖北 武汉4300742.武汉工业学院土木工程与建筑学院，湖北 武汉430023)

随着社会经济的发展，我国大多中小城市格局和规模发生了很大的变化，相应的城市道路网运输体系也得到了较快发展。目前运用较多的公路网布局规划方法适合于大城市的道路网规划。因此，需要合理的适宜于中小城市的公路网规划方法。本文通过实地考察咸宁市公路网运行现状及其社会经济发展趋势，采用“节点重要度法”和“直线连接法”相结合的中等城市公路网布局方法，并对咸宁市2010—2020年公路网进行合理布局，提出完整布局方案。

中等城市;公路网;布局方法

近几年，随着“中部崛起”、“城乡一体化”、“新农村建设”等国家发展政策的推行，我国许多中小城市社会经济发展速度惊人，交通基础建设作为服务于社会经济发展的平台，必然要求也具有相适应的发展速度。然而，目前我国大多数中小城市交通建设远远落后于城市建设，对城市建设极为不利。

咸宁市位于湖北省东南部，长江中游南岸，湘鄂赣三省交界处，是湖北省的重要水陆交通枢纽和进入武汉市的南面门户，在湖北区域与武汉市城市发展圈发展中具有重要的战略地位。咸宁市与武汉、黄石的连接将更为加强，区域间的社会经济联系将更加紧密，这就需要道路交通提供强有力的保障和支持。

1 咸宁市社会经济现状预测

准确的社会经济分析与发展预测是获得交通需求预测数据的基础。首先按照交通区划分基本原则，咸宁市交通调查分区划分如表1所示。

表1 交通分区表

对咸宁市社会就经济分析与发展预测使用指标包括国内生产总值、人口、工业生产总值。参考咸宁市交通运输局提供咸宁市2005年至2010年年鉴，以及通过调查获得的咸宁市现状社会经济交通数据，采用指数平滑预测法［1］、灰色模型预测法［2］分别预测，最后取加权平均数获得咸宁市规划期限内社会经济发展预测数据，预测结果如表2所示。

表2 2010—2020年咸宁市各交通小区国内生产总值、人口、工业生产总值预测表

根据咸宁市社会经济发展预测数据，建立多元线性回归模型［3］获得咸宁各交通小区交通发生吸引量预测值如表3所示。

表3 咸宁市各交通小区交通发生量及吸引量预测值/万辆

2 咸宁市公路网规划设计

对于公路网规划，一般要充分利用现有的社会经济交通调查资料，预测区域交通总需求，采用优化模型确定公路网规模以及各等级公路里程的比重，根据其功能、地位和作用，从整体上把握公路网大局，采用网络理论的最优树原理确定各条线路走向;再用“四阶段模型”进行线路交通量分配，并配置线路技术等级，拟定建设序列。

本文仅讨论采用“节点重要度法”和“直接连接法”并结合专家决策法对咸宁市公路网进行规划。在交通需求预测基础上，采用国土系数法、弹性系数法以及时间序列法确定咸宁市全社会等级公里里程规模，用节点重要度法确定咸宁市公路网规划节点，用直接连接法、费用最小优化法确定咸宁市公路网规划方案。对咸宁市公路网规划按公路功能分为三个层次，第一层次为国省骨架公路，第二层次为市域公路，第三层次为县、乡(村)通达公路进行规划。第一层次公路由上级规划确定，第二、三层次公路是本次规划的重点。针对咸宁市在不同规划期(2015、2020年)的市域公路网进行了计算与分析。

2.1 咸宁市公路网现状

参考咸宁市交通运输局提供2005—2010年年鉴以及咸宁市城市总体规划(2010—2030年)以及对咸宁市公路网现状进行分区调查所获得数据，咸宁市现状公路基本形成了以京珠高速公路为龙头，以国省二级公路为主干，以县乡公路为分支的区域公路网络体系。现有106、107、316等3条国道285.775公里，省道10条，为武赤线(原武蒲线)、横路线、咸通线、白界线、沿横线、仙崇线(原蒲洪线)、崇赵线、南大线、咸合线(原咸潘线)、红牌线，共计466.261km;县道 45 条 1271.641km，乡道 3485.751km，村道6364.893km。据2010年统计数据，咸宁市公路网中四级及等外等级公路所占比例很大，超过80%。咸宁市公路网现状最大的不足是公路等级结构不合理，高等级公路里程少。

2.2 咸宁市公路网里程规模

公路网在不同的发展阶段应有确定的发展规模，它的发展与一定时期社会经济所处的发展阶段状况、规划节点分布状况及交通发展状况密切相关。因此，在进行确定各层次公路理论目标长度时，主要应考虑以区域社会经济指标建立相关的数学分析模型。

咸宁市公路网里程规模采用弹性系数法［4］、国土系数法［5］、时间序列模型［6］分别求得，最后取加权平均数。按照等效里程换算公式Leq=4Lsw+2L1+L2+0.5L3+0.2L4，其中 Leq—等效里程(km);Lsw—高速公路里程(km);L1—一级公路里程(km);L2—二级公路里程(km);L3—三级公路里程(km);L4—四级公路里程(km)求得。

表4 咸宁市规划年份公路网总里程 /km

2.3 咸宁市公路网规划节点选择

公路网节点研究的任务是选择确定公路网必须联接的控制点(或地区)。节点研究的方法主要有重要度法、动态聚类法、模糊聚类法等。在咸宁市域公路网规划中，选取重要度法作为公路网节点研究的主要方法。

根据预测咸宁市，选择人口、工农业生产总值作为选择运输节点的定量分析标准。重要度定义为：

其中，Zi—第i节点的重要度;

Ri—第i节点的人口(万人);

Ra—区域各节点人口的平均值(万人);

Gi—第i节点工农业生产总值(万元);

Ga—区域内总的工农业生产总值(万元);

α1，α2—分别为第i节点以上两项指标的权重。

路网节点的选择以咸宁市所辖区域的市中心、县城、乡镇为主，包括办事处、经济开发区、火车站、港(渡)口等，同时适当的考虑咸宁市未来机场的可能点站。由于乡镇的影响范围不是很大，基本上在本县(市)范围内，若将乡镇节电放到整个咸宁市范围内来研究反而可能不利于各个乡镇之间的区分。咸宁市域内各县(市)重要乡镇的选取以重要度分析为主，定性分析为辅。

咸宁市区经济较为发达，市区内的乡镇联系较为紧密，对市区乡镇之间的连通和交通要求更高。对于市区重要乡镇的选取，同其它县有所不同，咸宁市区内的重要乡镇选择以定性分析为主，重要度分析为辅，赤壁市可参照执行。表5是经过分析得到的咸宁市内的重要乡镇节点。

表5 咸宁市重要乡镇节点

从区域内各行政村、自然村的人口状况，即能反映各节点功能强弱及地位高低的指标，以此为基础，将节点分为两个层次：第一层次节点为咸宁主城区和主要城镇、主要港口等;第二层次节点为行政村和自然村及类似的节点，其中行政村为第二层节点中的重要节点。

表6 咸宁市公路网的层次节点分布

在“节点重要度法”和“直接连线法”相结合进行系统分析的基础上，按照最优树布局原理，确定本次公路网的骨架，同时考虑到连通的便利，优化公路网的结构层次，以及不同层次路网的规模、功能、规划线路走向、主要控制点、技术标准等，将本次公路网布局统一按公路功能分为三个层次，第一层次为国省骨架公路，第二层次为市域公路，第三层次为县、乡(村)通达公路。第一层次公路由上级规划确定，第二、三层次公路是本次规划的重点。

2.4 规划等级结构计算与路线等级配置

确定出规划路网里程总需求之后，还要计算出各级道路的结构。路网等级结构计算方法有最小费用法、最大通行能力法、单目标优化法和多目标优化法，这些方法各有优缺点，其中共有的缺点就是将复杂的实际问题转化为简单的数学模型时。为了尽量减小其模型带来的误差，规划使用最小费用优化模型时反复进行比较来计算路网等级结构。

最小费用优化模型如下：

式中：LN为公路网规划的总投资(万元);Lj为级公路的规划里程，km;Aj为级公路造价(万元/公里);j为公路等级代码，j=0，1，2，3，4，5 分别表示高速、一级、二级、三级、四级、等外公路;I0为现有公路折算总值;L＇为公路网总里程下限值，km;Lj0、Lj＇为 j级公路的约束条件(j级公路规划里程的上、下限值)km;Q为未来路网的交通周转量，车公里/d;S为规划路网的服务水平系数;Cj为j级公路通行能力，辆/d。

现有公路折算总值的计算：

式中：Ii为现有路网中第i段公路的造价，一般取现行相应等级公路的造价，万元/km;Li0为现有路网中第i段公路的里程，公里;βi为现有路网中第i段公路的利用率，常用下式表示：

式中：Ij+m→j表示从(j+m)级升级到j级的造价，万元/km。

求得的咸宁市各规划特征年各级公路里程需求，如表7所示。

表7 咸宁市各级公路规划里程需求 /km

3 咸宁市公路网规划设计方案

3.1 咸宁市公路网近期(2010—2015年)规划方案

近期公路网建设的重要任务是对外交通干线以及市区到各县城间的高等级干线网的建设。确定近期建设项目的主要依据有《国家高速公路网规划》、《湖北省骨架公路网规划》和《湖北省公路水路交通发展战略规划》等。近期公路建设的主要层次是骨架层的完善，重点解决公路网现状交通问题，满足咸宁市社会经济高速发展的需要，重在公路的建设和适度超前。

近期公路建设项目着重于咸宁、赤壁、崇阳、通山国省道等级的提高，缓解咸安区、赤壁和崇阳拥堵路段交通。2010—2015年规划路网中高速公路达到129.5 km，一级公路207 km，二级公路1013 km。同现状相比，咸安区、赤壁和崇阳区间段高等级公路网的里程得到较大的提高(见图1)。

图1 2010—2015年咸宁市公路网近期规划方案

3.2 咸宁市公路网中期(2010—2020年)规划方案

2016—2020年的建设的主要任务是加强干线之间的联系，改善咸宁市道各县市的高等级交通网络，同时兼顾咸宁市主要对外交通干道的改善，联系沟通主要的乡镇，基本建成市域范围内的交通主干线的交通网络。

规划年间，咸宁市与湖南、武汉方向的交通量继续增加，主要的交通集中于湖南、赤壁、武汉，通城、崇阳、武汉方向，同时通山至咸宁与武汉方向的交通量继续增长。

公路网中期规划方案主要目的是充分发挥骨架公路的交通功能，扩大骨架网络影响范围，同时又不让过多的交通集中于主要交通干线上，即要有合同时又要有分的原则。中期方案需要重点考虑各县市之间的高等级公路交通网络的联系，以及沟通主要乡镇的交通次干道、通道。初步形成“两轴，两联结，5幅射”高等级骨架公路网。其中“两轴，两联接，5幅射”主要为：“两轴”——京珠高速和107国道复合轴，杭瑞高速和106国道复合轴;“两联接”——连接咸宁、通山的高速与一级公路，连接赤壁与崇阳的高速与一级公路;“5幅射”——分别为武汉方向、荆州方向、湖南方向、江西方向和黄石方向的一级公路市际辐射线。形成咸安、赤壁、崇阳、通山的半小时交通圈，通城至咸宁亦能在1个小时之内(见图2)。

图2 2010—2020年咸宁市公路网中期规划方案

4 结束语

以保持社会经济持续、稳定、协调发展为目的，使公路网系统的规划建设与社会经济发展相适应、相协调，是进行公路网规划方案的根本出发点。

本文根据调查所得的咸宁市社会经济以及公路网运营现状，并对其未来发展趋势进行合理预测。根据预测结果，结合咸宁市在湖北省发展、中部发展的经济、地理区位优势，运用重要节点法和直线连接法，对咸宁市近期、中期以及远期公路网进行合理布局，为咸宁市未来社会经济发展提供便利交通条件。

［1］ 王慈光.二次指数平滑法中确定初始值的简便方法［J］.西南交通大学学报.2004，39(3)69-272.

［2］ 盛宇.中小城市交通需求预测模型研究［D］.南京：河海大学，2006.

［3］ 赵明.县乡公路网规划方法研究-以镇江市县乡公路网规划为例［D］.西安：长安大学，2008.

［4］ 郭晓峰.国土系数法在公路总里程预测中的应用［J］.公路，2005(2)：77-80.

［5］ 李慧，林荣娜.弹性系数法在公路工可交通量预测中的应用［J］.西华大学学报.2006，25(5)：28-29.

［6］ 卢理.时间序列加法模型［D］.成都：西南交通大学，2007.

Research on layout method of Xianning highway network(2010-2020)

LI Wei1，LIU Wei-juan2
(1.School of Econonics and Management，China University of Geosciences，Wuhan 430074，China;2.School of Civil Engineering and Architecture，Wuhan Polytechnic University，Wuhan 430023，China)

With the development of society and economy，the city scale and infrastructure construction in mostly small and medium-sized cities in China has been greatly changed;Consequently the urban road network transport system has been developed rapidly.However，most prevailing road network layout methods were suitable for big city road network planning.So reasonable suitable road network layout methods should be proposed soon.Based on the investigation of traffic and the development trend analysis of economic and society in Xianning，we put forward a method for planning XianNing highway network that is combine the“node important degree method”with“linear connection method”，and put forward the Xianning 2010-2020 road network layout.

medium-sized city;highway net;layout method

U 121

A

1009-4881(2011)04-0084-06

10.3969/j.issn.1009-4881.2011.04.022

2011-10-08.

李薇(1985-)，女，硕士研究生，E-mail：lillian414@126.com.