TransCAD在道路交通需求预测中的应用——以晋江双龙路项目为例

陈桂福，陈丹妮

(1.中国市政工程西北设计研究院有限公司福建分院，福建 泉州 362000；2.福建泉州安溪农村信用合作社，福建 安溪 362400)

TransCAD在道路交通需求预测中的应用
——以晋江双龙路项目为例

陈桂福1，陈丹妮2

(1.中国市政工程西北设计研究院有限公司福建分院，福建 泉州 362000；2.福建泉州安溪农村信用合作社，福建 安溪 362400)

针对道路项目中交通需求预测独有的特点，结合晋江双龙路项目，介绍TransCAD在四阶段预测中的应用。研究表明，得到的预测结果，不仅为双龙路项目的规模论证提供科学依据，OD反推的方法、双约束重力模型也能够为道路设计中同类项目交通需求预测提供一定的借鉴。

TransCAD； 交通需求预测；市政道路；道路设计

1 道路项目中交通需求预测特点分析

(1)基础交通资料较为薄弱。道路项目的交通需求预测同交通规划类的项目不同，针对整个路网的OD调查，经常被省略。改建道路或者新建道路项目，缺乏应有的基础交通资料，这给交通需求预测带来很大的难度。

(2)传统预测方法缺乏科学性。传统的道路项目交通预测，特别是公路的交通量预测，往往是根据以往的道路交通量观测值，通过其数值的增长率，取一定的增长系数，以此来预测规划年的交通量。但此种预测方式，往往缺乏科学性，预测年限越长，其准确性越低。

2 道路交通需求预测

2.1 交通预测思路

交通流量预测采用四步骤模型，并应用国际通用交通规划软件TransCAD作为计算模拟工具。在对现状与规划资料(土地、人口、社会、经济、交通)调查研究的基础上，划分交通小区，类比泉州市类似城市新区的交通生成，建立数模。通过社会经济发展预测、城市土地使用规划，得到交通生成量；采用重力模型，得到交通分布；通过交通方式划分，得到机动车的出行分布；采用平衡分配法进行分配，得到路段及交叉口流量。

2.2 出行生成预测

(1)交通小区划分

交通小区的划分遵循如下原则：与城市行政区划相一致，与城市形态发展相一致，与路网布局相一致，与自然隔阂(如河流、铁路等)相协调。

为便于现状与规划对比，以及交通预测分析，在交通小区划分时，已将城市未来发展方向和用地规划考虑进去，因此，现状交通小区与规划交通小区是一致的，以城市区域发展水平、城市化建设进程、土地利用性质、境界线设定为依据划分的，以作为分析的重点。

为了准确模拟交通生成、分布与预测分析，本次预测利用TransCAD将晋江市划分为14个交通小区。

(2)人口发展预测

根据《晋江市城市总体规划编修(2010～2030)》文本，预测到2015年，晋江市域人口约214万，城镇人口约138万，城镇化水平达到65%左右。预测到2020年，晋江市域人口约227万，城镇人口约159万，城镇化水平达到70%左右。预测到2030年，晋江市域人口约248万，城镇人口约198万，城镇化水平达到80%左右。其中中心城区常住城镇人口为158万人，其他城镇人口为40万人，农村人口规模为50万人。

根据晋江空间发展规划确定的人口规模，利用TransCAD得到2036年晋江人口分布和密度分布。

(3)需求总量预测

根据《晋江市城市总体规划编修(2010～2030)》文本，到2030年，晋江市域人口约248万，综合其他因素分析，本次晋江市域交通需求预测远期2036年人口规模按250万人控制，未来出行次数为2.50次/日，则未来晋江市域全方式出行总量625万人次/日，高峰小时56.25万人次/h。

2.3 出行方式划分

根据晋江控规，规划片区内居民出行方式中非机动化出行量占总出行量的43%，机动化出行比例为57%。机动化出行中，以公交车、小客车出行为主，占40%，出租车、摩托车所占比例分别为4%、13%。

表1 规划片区居民出行方式结构 %

得知在公交分担率占全方式20%的情况下，小汽车占24%，电动(摩托)车占13%。片区交通量是处于最大值。故以此为预测计算标准。具体出行量如下：公共交通出行总量：125万人次/h；小汽车出行总量：150万人次/h；电动(摩托)车出行总量81.25万人次/ h。

2.4 出行分布预测

晋江市干路网形态总体上为“环射+方格网”，按道路等级分高速公路、快速路、市域主干路和市域次干路四个层次。根据现状出行OD分布、晋江控规并且根据出行产生率和规划区域的发展水平以及片区周边交通情况， 利用双约束重力模型模拟计算机动车分布。

重力模型的形式简化为

Xij=Ti×Uj×f(tij)

(1)

式中：Xij表示i交通小区到j交通小区的交通分布量；Ti表示i交通小区的出行产生量；Uj表示j交通小区的出行吸引量；f(tij)表示i交通小区到j交通小区的交通阻抗函数。

取阻抗函数形式为“伽马”函数

F(t)=a×tb×ec×t

(2)

其中：a、b、c为待定系数；t表示出行时间。

利用TransCAD中的OD反推，将模拟计算所得的交通产生量划分到14个交通小区上分别进行预测分析。如表2所示。

表2 晋江2036年全方式分布人次小区表

利用TransCAD得到的晋江市2036年全方式出行人均分布示意图如图1所示。

图1 晋江市2036年全方式出行人次分布示意图

2.5 交通分配预测

在已知全部出行的起点和终点的情况下，便可利用机动车分配模型在路网上得出各路段和路口的交通流量，同时还可以得到行程车速和交通延误的数值，并计算得出道路的V/C。这些成果往往是人们进行交通预测所需要的最后成果，是进行交通分析和方案评价所需要的指标，从这一方面来说，交通分配模型是交通预测模型中最关键的一部分。常用的交通分配算法有最短路法、多路径概率分配法、容量限制—增量分配法、平衡分配法等。此次交通分配模型是建立在各种软件上，采用的是平衡分配法。

通过结合实际道路网的零流速度、道路通行能力、交叉口控制方式计算路阻函数，选取最优路径，将小区间的机动车出行分配到晋江市的道路上。路阻函数的形式为

TC=T0[1+α(V/C)β]

(3)

式中：TC表示分配流量所属路段上的行程时呵；T0表示零流量时的行程时间，为路段L与自由行驶速度V0之比；V表示分配后的路段流量；C表示路段通行能力；α、β为标定参数。

2.6 预测主要结果

(1)路段交通量预测结果

利用TransCAD进行交通分配，得到了晋江市2036年路段的流量图，结果如图2。

图2 晋江2036年路段流量图

(2)建设规模方案论证表

表3 建设规模方案与服务水平比较表

在得到了晋江市2036年路段流量的分配结果，即可得到晋江双龙路各特征年的交通量，便可进行建设规模方案的论证。

从表3可以看出，双向8主车道+2辅道近期主干路的建设规模，在中期2026年交通服务水平均处于三级，满足中期交通需求；到了远期2031年、2036年整体平均饱和度所处的交通服务水平为四级。即在中期2026年后需对平交的道路进行快速化改造，以提高服务水平，改造后的双向6主车道+6辅道快速路在远景年2036年的服务水平为三级，满足远期交通需求。

3 主要结论

(1)利用TransCAD里面的OD反推，在缺乏整个路网的OD调查的情况下，能够根据所建项目周边进行的几条道路的交通调查资料，进而反推整个路网的交通量，能够较好地解决道路项目基础交通资料薄弱的问题。

(2)TransCAD中利用的双约束重力模型，更多地考虑交通同土地利用情况、人口发展情况之间的关系，进行规划年的交通量预测更具科学性。

(3)利用TransCAD能够得到整个规划路网预测年路段流量分配的结果，能够应用预测结果进行道路建设规模方案的论证。

4 结 语

以晋江市双龙路项目为例，介绍了TransCAD在道路交通需求预测各阶段的应用，得到了较为准确的预测数据，不仅为该项目的建设规模方案论证提供科学依据，也能够为道路设计中同类项目的交通需求预测提供参考和借鉴。

[1] 闫小勇，刘博航.交通规划软件实验教程[M].北京:机械工业出版社，2010：4.

[2] 陈桂福.福建山区高速公路隧道行车安全研究[D].福州：福建农林大学，2014.

[3] 陆化普，秦旭彦，马洪.若干交通分配方法的比较研究[J].公路工程，2008,33(5).

Application of trans CAD in road traffic demand forecast——Taking jinjiang shuanglong road project as an example

CHEN Gui-fu1, CHEN Dan-ni2

(1.CSCEC AECOM Consultants Co. ,Ltd.，Fujian Branch，Quanzhou,Fujian 362000,China;2.Anxi Rural Credit,Anxi,Fujian 362400,China)

According to the unique characteristics of traffic demand forecast of road project, combined with Jinjiang Shuanglong road project, we introduced the application of TransCAD in the four stage prediction. Research shows that, the results of the prediction, not only to provide the scientific basis for scale argumentation of Jinjiang Shuanglong road project, the method of OD back stepping, double constrained gravity model can also provide some reference for the traffic demand forecasting of the similar project of the design in road.

trans CAD;traffic demand forecast;municipal road;road design

2015-10-08

陈桂福(1988-)，男，福建泉州人，助理工程师，主要从事道路设计研究。

U491 文献标识码：C 文章编号：1008-3383(2016)02-0138-03