成都市限行政策对绕城高速公路运行的影响分析

杨燕　方嘉欣　刘红灵　胥川

摘要：成都绕城高速自修建以來，经历了成都市相继颁发的不同限行政策。现阶段限行政策以工作日（周一至周五）7：30-20：00为限行时间，通常被称为“工作日限行”。但有时因为调休，工作日会被调整到周末，因此产生了“工作日不限行”状况。文章基于成都市绕城高速流量数据和出租车GPS数据，对工作日限行状况和工作日不限行状况下绕城高速公路的流量和绕城平均速度进行分析。结果表明，当二、三环路之间限行时，工作日不限行状况相较于工作日限行状况，其站点平均流量更少，整体平均速度更高;当绕城以内限行时，工作日限行状况相较于工作日不限行状况，其站点平均流量更少，整体平均速度更高。因此，不同的限行政策对绕城高速公路运行的影响不同。

关键词：限行政策;GPS;收费站流量;绕城高速

0 引言

成都市绕城高速公路全长85 km，为双向六车道，于2001-12-16日通车，是成都“环状+放射形”公路网的重要组成部分。然而随着城市经济的发展，中心城区长期处于交通拥堵状况。为了缓解这一状况，成都市于2007-12-01起实行绕城高速公路通行收费政策，对于成都市已缴纳“五路一桥”年费的川A牌照车辆，车主不需要缴纳通行费。

但汽车保有量仍然以较高速度持续增长，加剧了交通拥堵问题。据有关数据显示，截至2016年6月底，成都市汽车保有量为389万辆;到2019年12月，成都汽车保有量已达到519.5万辆[1]。为了缓解汽车数量增加而导致的交通通行压力，成都市颁布了道路限行政策。根据成都市限行范围，可将限行政策划分为三个阶段。第一阶段（2012-04-26至2012-07-30）：由于二环高架的建设，成都市对二环路和七条主干道实施限行。第二阶段（2012-10-08至2018-01-19）：成都市对二环路（含）和三环路（含）之间的所有道路实施限行，限行时间为工作日7：30-20：00，星期一限行车牌尾号为“1”和“6”，星期二限行车牌尾号为“2”和“7”，星期三限行车牌尾号为“3”和“8”，星期四限行车牌尾号为“4”和“9”，星期五限行车牌尾号为“5”和“0”。第三阶段（2018-01-22至今）：成都市对绕城高速公路以内所有道路（不含）限行，限行时间和限行车牌尾号的设定未变。此外，自2020-03-12起，限行政策会随天气污染程度做出相应改变[2]。

在成都市车牌尾号限行政策实施期间，因法定节假日调休导致双休日变为工作日时，仍按原本双休日的限行政策安排实施。同时，出租车、公交车、特种车辆等不受上述限行政策影响。

在国内，限行政策一般有两种形式：单双号限行与每天限两个尾号。对许多城市而言，限行的目的之一就是减少汽车尾气排放以保护城市环境。因此一些学者主要从减少尾气排放方面对两种限行政策形式的效果做了研究。曹静[3]等人采用断点回归方法分析了北京奥运会期间的“单双号限行”和之后的“尾号限行”对空气质量的影响。易兰[4]通过建立多元回归模型分析机动车限行政策和PM2.5浓度的相关性。刘永红[5]采用欧洲COPERT模式和交通流调查，评估限行后机动车污染减排效果。目前，还没有关于限行政策对绕城高速公路运行影响的研究。

因调休导致双休日实际变为工作日，但限行政策规定双休日不限行，因此产生“工作日不限行”的情况。为使政策对比分析更加真实可靠，本文选择调休后的双休日（即实际为工作日）与该双休日临近的工作日（实际也为工作日）为对比研究对象，通过挖掘出租车GPS数据和收费站流量数据，对比成都限行第二、三阶段“工作日不限行”和“工作日限行”两种情况下的交通网络运行差异，分析限行政策对绕城高速公路运行的影响。其研究意义在于利用实际数据建立交通需求管理手段（限行是一种交通需求管理手段）和绕城高速运行状态变化之间的联系，为理解限行政策的效果提供量化参考，也为政策制定者提供决策依据。

1 数据准备

1.1 收费站流量数据处理

本文基于2016年到2018年成都绕城高速公路16个收费站的部分“工作日限行”和“工作日不限行”高速公路流量数据。由于绕城高速公路上行驶的车辆类型众多，不能直接将其进行比较，须通过统一标准化。根据高速公路收费标准，车辆一共被分为1～10共十种类型，1～5代表客车，6～10代表货车。其中，1、2、6类车辆的标准换算系数为1，而3、4、5、7类车辆的标准换算系数为1.5，第8类车辆的标准换算系数为2，第9类车辆的标准换算系数为2.5，第10类车辆的标准换算系数为3。

分别将各种类型车辆流量乘以标准换算系数，即得到每个收费站总流量[WTB1X]vc[HTXH]的计算公式：

1.2 GPS数据处理

本文所分析的GPS数据为成都市2016-06-12（工作日不限行）、2016-06-17（工作日限行）、2019-10-12（工作日不限行）和2019-10-14（工作日限行）这四日的出租车GPS数据。该GPS数据采集间隔小于15 s，主要包含标识、终端设备ID、车牌号、经度、纬度、方向、速度、定位时间、记录时间、是否载人等信息。

首先对数据进行预处理，清洗GPS数据中出租车定位越界、异常、冗余等情况的数据点。其次，对每一个小时内GPS点数量进行分析，选择16：00-19：00的正常样本进行研究。作为城市交通的“探针”，出租车一般有两种行为，寻客行为和载客行为，但考虑到高速的封闭性和对速度的限制，本文对出租车是否有载客不做考虑。最后，对出租车平均速度进行计算：

（1）对每个路段的起点进行识别，并标记。

（2）本文采用最小距离算法进行地图匹配，将距离道路30 m范围内GPS点垂直匹配到最近的道路上。将一条道路的所有GPS数据按照相同车牌号原则进行时间排序后，计算同一车辆相邻GPS点的距离差和时间差，再计算同一辆出租车平均速度：

为研究不同限行政策对绕城高速运行的影响，本文首先计算了16个收费站平均流量数据，分为13组数据（如图1所示）。

从图1可以看出，2016年“工作日限行”绕城高速平均流量明显高于“工作日不限行”流量，其原因在于限行区域为二环路、三环路之间，出行区域被限制，出行者通过绕城高速公路使其出行更加便捷。随着机动车保有量的增加和成都向周边发展，两者流量差距逐渐减小。2018年后，“工作日不限行”平均流量大于“工作日限行”流量，其原因在于限行区域扩大至绕城高速公路内，一些出行者出行方式被限制，因此限行期间的绕城高速公路流量低于不限行期间的流量。此外，从流量走势来看，绕城高速公路的流量趋势是上升的，这与前文成都市车辆保有量趋势一致。

本文按照图1中日期先后顺序对每个站点流量进行分析。从图2中可以看出，绕西成灌站和绕西双流站流量较大，出现拥堵的可能性较高，每个收费站流量趋势均为增长。

成都绕城高速限速60～120 km/h，实际通行速度是反映交通状态的一种重要指标，通行速度的高低可以反映成都市限行政策对绕城高速公路的运行影响。本文将绕城高速公路考虑为一个整体，计算共有数据时间段内每日出租车的平均速度（如图3所示）。

从图3中可以看出，2016-06-12速度（工作日不限行）高于2016-06-17（工作日限行）速度，这与前文图三中流量数据表现一致。2019-10-14（工作日限行）速度高于2019-10-12（工作日不限行）速度，其原因在于限行區域的扩大，即使绕城高速不限行，但对于被限行尾号车主而言，其出行路线已经被禁止，因此一部分车辆被限制出行，进一步导致“工作日限行”情况下绕城高速通行速度高于“工作日不限行”情况下的通行速度。

与此同时，本文还对绕城高速公路收费站之间的路段平均速度进行了计算，计算结果如表1和表2所示。从表中可以看出，平均速度整体上看与前文车流量变化情况一致，但对于两日内均有速度数据的路段，“工作日不限行”和“工作日限行”情形下的平均速度各有高低，表明限行对绕城高速公路不同的路段存在差异。此外，结合流量数据发现，拥堵最严重的路段其附近收费站流量并不一定最大，这表明车辆到达收费站时间的不均衡性。

4 结语

为研究成都市限行政策对绕城高速公路运行的影响，本文将成都限行政策按照限行范围划分为三个不同阶段。针对限行政策因调休产生的“工作日不限行”现象，选择该双休日临近的“工作日限行”数据组作为对照。本文基于高速公路流量数据和出租车GPS数据对第二、三阶段成都市绕城高速运行情况进行对比分析，得出以下结论：

（1）不同的限行政策对“工作日限行”和“工作日不限行”两种情形的影响不同，当限行区域离绕城存在一定距离时（第二阶段），“工作日不限行”情形下绕城高速日平均流量大于“工作日限行”情形下的日平均流量，且道路总体平均速度低于“工作日限行”情形下的平均速度;而当限行区域临近绕城高速时（第三阶段），“工作日不限行”情形下绕城高速日平均流量大于“工作日限行”情形下的日平均流量，且道路总体平均速度低于“工作日限行”情形下的平均速度。

（2）不同路段受限行的影响不同。

（3）平均速度与流量之前不是简单的线性关系，即日流量最大并不代表该时段路段平均速度最低。

本研究在绕城高速流量数据的分析下，还针对出租车数据进行分析印证。出租车数据作为高速流量数据中的一部分，其分析结果与高速流量数据分析结果高度一致，这表明了本文数据分析的正确性。此外，本文还存在一些问题将在以后的研究中改善。

参考文献：

[1]白希文.盘点：2019年中国汽车保有量2.6亿北京、成都、重庆保有量最多[EB/OL].http：//auto.ifeng.com/c/7tG0XmmjEYT，2020-01-16.

[2]成都本地宝.成都重污染天气限行规定调整[EB/OL].http：//cd.bendibao.com/news/20171031/93607.shtm，2017-10-31.

[3]曹 静，王 鑫，钟笑寒.限行政策是否改善了北京市的空气质量？[J].经济学（季刊），2014，13（3）：1 091-1 126.

[4]易 兰，周忆南，李朝鹏，等.城市机动车限行政策对雾霾污染治理的成效分析[J].中国人口·资源与环境，2018，28（10）：81-87.

[5]刘永红，毕索阳，周 兵，等.佛山市中心城区机动车限行对污染物削减效果的分析[J].中国环境科学，2010，30（11）：1 563-1 567.