高速公路交通流与新冠肺炎的相关性分析研究

闫明月 沈孟如 黄世尧 邓雯 王松波

（1.交通运输部路网监测与应急处置中心，北京 100029；2.北京交通大学交通运输部综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室，北京100044）

一、引言

2020年以来，新型冠状病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19，以下简称“新冠肺炎”）疫情以惊人的速度传播，成为新中国成立以来传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的重大突发公共卫生事件。2020年1月24日，最早发现新冠肺炎确诊病例的武汉市采取了史无前例的封城措施。随后，全国各省市纷纷开启一级响应，采取了包括严防输入性病例、发热门诊筛查、道口查控、社区防控、交通防疫、公共场所防疫等多项措施，防控战役全面打响。因新冠肺炎流行导致的封城、加强检疫、公众居家隔离等事件短期内对交通运输行业产生严重影响，也对国民经济发展造成较大冲击。

高速公路交通运输是国民经济发展的重要环节，是国计民生的重要保障。科学分析及预测突发新冠肺炎疫情对高速公路通行造成的影响，研究疫情发展态势与高速公路交通流量变化的相关性、参数的影响程度及影响机理，可为交通运输行业做好疫情防控工作提供参考，也能为化解、应对后续可能出现的行业风险提前做好准备，具有理论研究价值和现实指导意义。

二、疫情流行期间交通流变化与关键节点事件分析

本文对比分析了近三年春运同期交通流量数据，结合防疫时期关键政策节点，对今年春运前后重要事件及其对高速公路交通流量的影响进行分析说明，如图1所示。以春节为基准（以农历日期对标），选取相同时间段（2018～2020年春节前后两月同期数据）开展对比分析。

图1中的关键节点事件说明如下：

2020年春运从1月10日（农历腊月十六）开始，到2月18日（农历正月二十五）结束，共40天，其中春节前15天，春节后25天；

1月14日起，武汉市在机场、火车站、长途汽车站、客运码头采取测温、宣传、免费办理退改签手续、指导转诊等措施，加强离（武）汉旅客体温检查；

1月21日，交通运输部发出通知，自1月24日0时至1月30日24时，对7座以下(含7座)载客车辆免收通行费；

1月23日，武汉市新冠肺炎疫情防控指挥部发布1号通告：自1月23日10时起，全市城市公交、地铁、轮渡、长途客运暂停运营，市民不得离开武汉，机场、火车站离汉通道暂时关闭。同日，百度搜索指数显示，“口罩”搜索达到历史最高点；

1月24日（除夕），新冠肺炎疫情继续发酵，北京、上海、天津、重庆、广东、浙江、湖北、湖南、安徽9个省份相继启动重大突发公共卫生事件一级响应；

1月27日，交通运输部发出通知，将小型客车免费截止时间延长至2月2日24时，并提出强化新冠肺炎疫情联防联控；

1月29日，全国31个省份全部启动突发公共卫生事件一级响应；

2月1日，交通运输部发出通知，将收费公路免收小型客车通行费截止时间延长至2月8日24时；

图1.2018～2020年春运前后交通流量数据对比（柱状图表示周六、周日）

2月16日，交通运输部发出通知，自2月17日0时起至疫情防控工作结束，对依法通行收费公路的所有车辆免收车辆通行费。

可以看到，春节期间新冠肺炎疫情在全国蔓延，各地陆续发布停工停产政策，群众居家隔离意识不断增强，全国高速公路流量呈现断崖式下降，远低于往年同期水平。近半个月后，疫情逐渐得到控制，感染人数开始下降，在此期间，交通流量持续保持低位运行。2月17日前，治愈人数首次超过疑似人数，感染人数呈下降趋势，一些省市依照风险划分对防控级别进行下调，分批次复工复产，但高速公路总流量未见明显上升。交通运输部科学研究院报告显示，公众出行呈现“非必需不动、急需少动、必需自驾出行”的特点，春运呈现“返乡规模减少，返程周期拉长、峰值低于往年”的特征。

春运结束后，一些企业陆续复工复产。多种交通数据显示，春运期间出行呈周末潮汐趋势。此外，由于新冠肺炎传播途径的特殊性，公路交通方式较铁路、航空等其他相对封闭的交通方式更具优势，自驾出行成为人们中短途出行的首选方式。自2月17日零时免收通行费后，全国高速公路车流量快速增长。2月17日至3月5日，高速公路交通流量增长速度远超去年同期水平。

防疫期间，交通运输部先后实行了三阶段的高速公路免收通行费政策，从防疫应急运输“绿色通道”免费通行，到小型客车免费通行时间延长，再到免收收费公路车辆通行费，政策效果显著。免费以后，高速公路流量反超去年同期水平，同比去年增长6.1%。高速公路切实发挥了在经济社会特别是复工复产过程中“大动脉”的先行作用。

由于全国各地群众居家隔离，零售行业实体营收持续低迷，而电子商务及快递物流行业则呈现逆增长。与之对应的，货车流量增速明显高于客车流量增速，货物运输呈现“总需求减少、刚性需求稳定、防疫物资需求大幅增加”的特点。

三、交通流量与新冠肺炎疫情各要素的相关性分析

（一）分析背景

在疫情影响下，全国高速公路流量在2020年春节期间较前两年呈现显著下降，其中，疫情发展形势、防疫政策、大众心理和行为变化都可能对交通流量产生影响。

（二）分析方法

本文主要采用相关性分析和回归分析等方法开展交通流量与疫情各要素间的关联性研究，发掘交通流量数据与外部数据之间的联系。通过采集相关数据，检验数据的可用性，将通过检验的数据进行回归分析，分析影响交通流量的贡献因素及影响程度。

（三）数据维度说明

选取的数据维度包括新冠肺炎感染人数（含确诊、疑似、治愈、死亡数量和存留感染人数）、百度指数（含居家、隔离、社区/小区封闭、检疫站、高速防疫检查、口罩和肺炎的搜索指数）、检疫站设置、高速是否免通、是否周末及2020年与2019年春运期间交通流量数据总共25个字段（部分维度有多个字段）的历史数据，时间跨度为2020年1月1日至2月29日。

（四）回归分析

为获得模型中各维度的重要程度、显著性以及回归系数，开展数据清洗、数据诊断、模型选择、结果分析等四个步骤。其中，数据清洗阶段选取无缺失数据天数28天（2020/2/2～2020/2/29）25个维度进行最大最小标准化；数据诊断阶段对数据进行了共线性诊断、多重共线性诊断，为消除多个因素之间存在的多重共线性影响，模型选取采用逐步回归法。

使用SPSS逐步回归方式对应2020年总流量、货车流量及客车流量这三个不同目标进行建模。如表1、表2、表3所示，逐步回归选取通过独立检验的4个维度数据作为模型贡献因子，对总流量的影响大小排序依次为：卫生检疫站/点（以下简称“检疫站”）数量、治愈人数、收费站免通情况及疑似人数，其中检疫站数量对客车流量有负相关影响，收费站免通对客车流量有正相关影响。客车流量与检疫站数量及收费站免通相关性较大，而货车流量除与收费站免通相关外，还与两项百度搜索指数相关。

表1.总流量逐步回归系数a

表2.客车流量逐步回归系数a

表3.货车流量逐步回归系数aa

（五）交通流量相对疫情流行的滞后性分析

根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第六版）》，基于目前的流行病学调查，新冠肺炎病毒潜伏期1～14天，多为3～7天。根据相关部门要求，当前医学观察隔离期限一般是14天。考虑到信息的传递普遍具有滞后性，因此引入滞后期分析交通流与疫情存留人数之间的相关性，对交通流量与疫情存留人数进行相关性分析，以此确定下一步预测需要包含的区间参数。如图2、图3所示。其中，s0点为疫情对交通流的同期数据，s-n数据代表疫情滞后于交通流n天，sn数据代表交通流滞后于疫情n天。由图2可知，在s-10期呈现线性分布，说明s-10期与2020年总流量线性相关关系明显。图3显示s-18期至s11期相关系数，可以发现s-11期相关性显著，存在疫情滞后交通流11日的可能性。

图2. s0、s10、s-10滞后期与2020总流量散点图

图3.（疫情留存&车流量）滞后时间与相关系数变化趋势

四、分析结论

综上分析，高速公路免通与全部流量增长呈正相关，表明免收通行费对各类交通流量都具有促进作用，但客车流量与货车流量的受影响程度存在差异，货车流量增长受免通正向影响更大。治愈人数与疑似人数在一定程度上反映当前疫情现状，疫情发展态势对交通流变化产生显著影响。

检疫站要对车辆人员逐一履行体温检测、查验证件、询问核实、登记备案等程序，一些路线的检疫站还可能会对造成拥堵的客运车辆进行遣返，增加通行时间。此外，检疫点数量也在一定程度上反映高速交通的管制力度，因此，其对交通流量大小起负相关影响，与客车流量及总流量显著相关。由于总流量的构成中，客车流量占比较大，因此客车流量与总流量的影响因素基本一致。

百度“口罩”搜索指数代表人们对出行防护的关注程度以及对防护资源的需求程度，物流业会对这些资源需求作出反应，这也是货车流量的关键影响因素。“收费站”搜索指数代表人们对收费站变化的关注程度。货运过程中，由于通行费是一项支出巨大的货运成本，对收费政策的关注会影响司机的货运行为，而检疫站数量不再是货车流量变化的最重要影响因素。

2月17日交通流迅速反弹上升后的第11天是2月底，此时治愈人数首次超过感染人数，结合疫情可能存在滞后交通流11日的分析结果，验证疫情已经得到有效控制的结论。

五、结语

通过对新冠肺炎疫情相关数据及高速公路通行数据的分析可知，各项防疫政策对高速公路交通流量影响程度不同，其中，检疫站设置和免收通行费影响最大，充分表明了交通运输部疫情防控和交通出行刺激政策的有效性，为保障经济社会稳定发展、保持生产生活平稳有序发挥了重要作用。恢复正常交通运输秩序，保障道路畅通成为国家和社会民众的迫切需要。加强对交通运行情况的监测，根据上述几项影响因子及交通流量数据开展预测研究，即可通过计算得出交通流恢复正常的时间窗口，进而开展社会经济发展恢复情况的预测分析研究。