复杂路网条件下高速公路网络交通分析

王 蔚

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

0 引 言

根据交通部公布的交通运输行业发展情况统计，截至2018年底，高速公路里程14.26万km，增加0.61万km；高速公路车道里程63.33万km，增加2.90万km。国家高速公路里程10.55万km，增加0.33万km。国家高速公路年平均日交通量为26 435辆，增长5.4%，年平均日行驶量为138 840万车km，增长6.0%。总体来看，我国高速公路里程日益增多，高速公路网络日益复杂化。

本文依托内蒙古为融入“一带一路”战略，将原省际大通道改造为高速公路的项目。分析复杂路网条件下，高速公路与周边国省道等辅助性通道的交通量的关系，并与传统“四阶段模型”分析结果进行对比讨论。

1 交通数据调查

对本项目改建的省际大通道，包括S105、S304、G303、G306、G111、G302等国省干线上设置10个24 h观测点位，每15 min记录一次。现状通道内交通量在7 000～8 000 pcu/日范围内。高速公路整体的交通量集中在7 000～8 000 pcu/日。城市人口在20万至40万之间县域联系的国省干道交通量临近城区约为6 000～7 000 pcu/日，远离城区约4 000～5 000 pcu/日。

2 交通量分担比例影响因素

2.1 沿线城镇分布密度

沿线人口城镇分布密度是影响辅道交通量分担比例的主要因素。高速公路主要承担长距离出行，对运输效益、舒适性、安全性要求比较高；而以国省干线为主的高速平行辅道承担邻近地区的中短途联系较多，考虑客运的便利性和对货运时效性要求不高的运输主体优先考虑。沿线城镇分布密度高时，中短距离交通占比高，国省干道优势明显；沿线城镇分布密度低时，高速公路主要承担过境长距离交通以及旅游交通等。

2.2 道路等级和路况

高速公路和平行辅道的技术等级和路况的对比，对交通量分担比例也会产生很大的影响。

2.3 交通通道的饱和程度

当高速公路上交通量趋于饱和时，高速公路的拥挤程度将大大增加，出行时间将会延长，服务水平将会下降，高速公路相对并行辅道的优势也会大为减少，高速公路分担交通量比例的增加将会减缓。

2.4 人均地区生产总值

一般来说，项目影响区的人均地区生产总值越高，出行时对高速公路收费越不敏感，高速公路在速度和舒适性方面的优势，就使得交通量分担的比例会有比较明显的增加，高速公路分担的比例就越大。

3 交通分担比例确定

选取东部、中部、西部三条典型高速公路，包括沪宁高速江苏段、连霍高速河南段、以及福银高速宁夏段，统计全国范围内高速公路主道与辅路分担比例的大致范围。

分析统计数据发现，辅道交通量分担比例占整个通道的25%～50%。东部地区辅道建设养护水平、路况相对较好，沿线城镇分布密集短距离出行较多，因而东部地区辅道交通量分担比例相对高于西部地区。

针对本项目辅道建设标准以三级公路为主，相对高速公路等级差距大，同时沿线城镇密度较低，因而辅道占通道交通量整体不高。同时，考虑到本项目不同路段地区经济发展水平，结合本区域现状交通数据统计中高速公路与辅道交通量分担比例的分析，确定本项目不同路段高速与辅道分担比例。白音查干至安业段、公主埂至经棚段和草高吐至乌兰浩特段沿线城镇分布密度一般，地区经济发展水平相近，辅道分担比例采用25%，大板至查白音他拉段沿线城镇密集，国省道公路网衔接便捷，辅道分担比例采用30%。

4 交通分析

由于研究项目为改扩建高速公路项目，该路已运营多年，路段历史交通量本身就能反映该路段上交通量的发展趋势。因此，可以利用该路段的历史交通量用基于运输通道的交通量预测法来进行预测。

在利用运输通道历史交通量来预测集阿高速公路交通量的过程中，通道主要包括三条道路，改建之前分别为省际大通道、国道303、省道307，经过改造，国道303被改建为集阿高速公路辅路，因此将集阿高速公路、集阿高速公路辅路、省道307作为一个大运输通道，未来发展趋势相对稳定。

分析项目运输通道内各道路的历史交通量，以2017年数据为例，通道内的交通量达12 540 pcu/d，交通量分担比例自北向南分别是20%∶31%∶49%。

图1 2017年通道断面图 图2 2022年通道断面图

根据运输通道历史交通量找出其发展趋势，运用弹性系数模型，考虑GDP发展特征、人口增长规模、城市化水平、交通量增长趋势，求出运输通道交通量增长率，计算出该运输通道运营期初年(2022年)总交通量和运营期末年(2051年)分别达到14 481 pcu/d和80 157 pcu/d。

通过将省际大通道改造为高速公路，将G303改为高速公路辅道后，根据新项目建成后运输通道内各条道路的历史条道路在未来年的服务水平、成本费用、通过时间和通行能力等因素，运用Logit概率模型来确定未来年各条道路在运输通道内所分担的交通量。确定项目运营初年即2022年三条道路的分担比例分别是18%∶25%∶57%。依据未来年的通道交通量和分担比例，计算出该路段2022年项目通道交通量达到8 254 pcu/d。

5 讨论与展望

本次分析结果与传统交通“四步骤模型预测”结果误差在10%以内。“四步骤模型”为综合考虑了区域生产力布局、路网特点、通道内的交通分布特点，以区域内现行的行政区划为基础，结合城镇体系、产业布局、矿产资源、旅游资源分布，同时考虑拟建项目互通立交布设等因素，预测方式较为复杂。这种辅道分担比的预测方式更为简单，可在今后多用于项目前期研究。