竞争条件下高速公路交通影响区属性界定研究

2015-07-13付亮

城市地理 2015年7期

付亮

摘要：随着我国经济水平的不断发展，高速公路网络建设日益完整。高速公路网络的形成使高速公路用户在出行时存在多种选择。对于单条高速公路而言，其他具有相同可达性的高速公路既存在有竞争关系。本文考虑高速公路用户选择的特性，分析了其出行选择的过程，建立了竞争条件下高速公路交通影响区属性界定模型，为研究竞争条件下高速公路的交通量预测等提供基础。

关键词：交通工程；高速公路；交通影响区

1引言

高速公路是公路交通的重要承载载体，对于人员流动、公路运输、区域经济发展以及其他战略目标的实现至关重要[1]。近十几年来，我国高速公路建设速度较快，到如今已基本完成了全国高速公路网络的建设。由于高速公路特殊的战略意义，同时对区域经济发展具有较强的带动作用，或由于原有高速公路通行质量或交通量饱和等原因，往往会在相同起讫点新修建具有相同可达功能的高速公路[2]。新修建的高速公路与原有的高速公路具有一定的功能重叠性，但因为在道路线路上的不同和高速公路网络结构上的功能不同，新建高速公路又具有不可替代性。因此，不可简单将原有高速公路与新建高速公路对于所途经区域的影响认为是相同的。研究竞争条件下高速公路的交通影响区域范围，对新建高速公路交通量预测，交通需求管理具有重要意义。

2高速公路影响区分析

高速公路上行驶的交通量主要来源交通影响区内的交通需求。对于仅有单条高速公路经过的区域，一般采用四阶段法进行交通量预测。对于竞争条件下的高速公路，由于高速公路进出互通位置的不同、收费情况不同以及用户选择偏好导致进出高速公路的难易程度差距较大，也就造成了针对有高速公路与乡镇公路等多类型公路的区域进行交通量分配时，很难达到均衡状态。

因而，在进行高速公路交通量分析与预测时，需要对竞争关系下各条高速公路的交通影响区域界定，将其转化为针对单一高速公路的影响区进行分析，得到更为符合实际的结果。其影响因素主要有以下几个方面：

（1）、高速公路进出互通位置。高速公路进出互通设立时往往考虑临近城镇位置以及衔接道路条件。竞争条件下，各高速公路的进出互通位置并不相同，而对于高速公路用户而言，选择不同进出互通而所需要付出的行驶成本是其选择不同高速公路行驶的重要选择条件。

（2）、高速公路行驶成本。对于影响区内不同的高速公路用户具有不同的高速公路目的地，选择不同的高速公路到达该目的地产生不同的行驶成本，高速公路用户选择成本较小的出行。

（3）、非替代性与用户偏好。竞争条件下各高速公路除相同功能外仍具有其余所有道路均不可替代的特性，而这些非替代性功能成为高速公路用户选择高速公路出行时的重要因素。同时，用户偏好也影响高速公路出行选择，用户偏好与高速公路宣传与用户知晓程度有关。

上述几个方面，可综合性影响高速公路用户选择竞争关系下某一条高速公路进行选择。但在选择高速公路时，由于高速公路用户需要通过连接道路由互通进入高速公里，因而在出行成本差异较大时，另外并行道路虽然可以到达其目的地，但几乎不被选择，在研究多条高速公路对某一区域影响时，不能仅认为具有相同的可达性就认为对某一交通需求生成区域具有影响，而需要从成本上对影响区进行界定。

3高速公路交通影响区属性界定模型

为进一步描述高速公路影响区，对存在竞争关系的多条高速公路途经区域进行抽象表示。根据我国高速公路建设与管理现状，高速公路一般设定大型城市为起讫点，沿途根据城镇分布调整走向。因而，高速公路影响区域可根据行政区划进行整体性分割。没有直接道路连入竞争条件下任意一条高速公路的道路不应算作是影响区界定所研究的对象。

对于高速公路沿途的行政区域而言，应以镇为单位交通需求生产点进行分析。设为i交通需求产生点至j高速公路最近的互通的行驶成本，可以通过下式进行计算：

（1）

其中表示行驶时间成本，表示行驶费用成本，为随机成本，服从gumbel分布，与连接道路的道路质量，区域的不可抗干扰因素有关。

针对于不同目的地，行驶高速公路所需成本也不同。故出行目的地为n的i交通需求产生点选择j高速公路出行所需成本可通过下式表示：

（2）

式中表示出行目的地为n的i交通需求产生点选择j高速公路出行成本，表示j高速公路到目的地n的收费，为随机成本。

在高速公里竞争路段对于影响区的作用中，假定新建高速公路除了具备与原高速公路相同的可达功能外，应具有一个不可替代的附加特性集合S[3]。令θ为影响区内高速公路使用者对于附加特性集合S的偏好，针对于不同的出行目的地，θ的取值不同。同时，由于高速公路的宣传以及服务水平不同，用户对于高速公路的成本感知具有一定的差异，可通过一个感知系数，得以体现。因而考虑了高速公路用户因素后，针对目的地n的i交通需求生成点高速公路用户选择j高速公路的所考虑的成本，可通过下式进行表达：

（3）

因而根据i交通需求生产点的高速公路用户选择j高速公路出行至n目的地的费用，可以设定j高速公路的费用为任意其他高速公路的60%及以下时，可认为是绝对影响区域，可视为仅有一条高速公路途經的情况，进行考虑。对于j高速公路选择成本为其他任意高速公路的70%-100%时，可认为该区域内两条高速公路存在共同影响，也意味着i交通需求生成点为j高速公路的可能影响区，在实际交通分配时，需要考虑另外选择成本相近高速公路的影响。

4实例研究

重庆市新渝涪高速公路针对原有渝涪高速公路具有一定竞争关系，同时又具有连接途径区域的不可替代功能。新渝涪高速公路由起点开始，可分为经历各个交通需求生成点如南岸、木洞、茶店、新妙、龙头港、涪陵西。起讫点而言，选择新渝涪高速公路与原有渝涪高速公路成本差异在20%以内，因而两条路均具有影响，而对于木洞、茶店、新妙而言，选择新渝涪高速公路出行成本低于选择原有高速公路近70%。

故对原有交通影响区进行调整后，所得2014年交通量预测结果如下表所示：

由于新渝涪高速公路建成通车不久，高速公路单日交通量并不稳定，故为采用真实单日交通量的平均值计算误差。从统计结果来看，交通影响区调整以后的高速公路交通量预测更为精确。