公路诱增交通量预测方法综述

葛德书

（辽宁省公路勘测设计公司，辽宁 沈阳 110006）

1 引言

预测交通量一般由趋势交通量、诱增交通量和转移交通量组成，其中诱增交通量是在建设项目通车后，诱发了区域交通需求增长，据此预测的建设项目交通量[1]。其预测结果直接关系到公路技术标准的选择及经济、财务评价结果。随着研究的深入，近年来国内外学者对诱增交通量预测方法进行了一系列改进，使预测结果更趋于合理。本文通过系统研究各项成果，对诱增交通量预测方法进行分析、总结，整合出四种主要预测方法，并修正预测模型中变量的错误认知或解释，以期达到增加预测结果精确性的目的。

2 诱增交通量研究现状

2.1 国外研究现状

自上世纪70年代以来，英国、美国、日本等国外学者对诱增交通量的定义、产生机理及计算方法等开展了一系列研究。最初学者们对交通量的研究主要集中在道路建设前后的交通量变化，根据“有无对比”的原则进行交通量分析。英国国家审计委员会于1988年在其道路规划分析报告中指出，在公路建设中如适当考虑诱增交通量，得出的预测交通量精度将显著提高，自此，诱增交通量的研究才得以受到广泛关注。英国干线道路评价常务咨询委员会于1994年在比较分析151条公路开通前后交通量变化的基础上，得出预测交通量低于实际交通量，预测误差较大（约为-50%～+130%），并建议将弹性系数法应用于公路交通量预测过程中[2，3]。日本运输调查局于上世纪70年代提出用MD模型预测客运量，MD模型是以经济学中的效用理论为模型原理，以交通出行个体为对象，分析潜在的交通客运量，其预测精度较高，通过对MD模型的改进，其研究也可用于进行诱增交通量的预测[4]。20世纪90年代后期至21世纪初，Hansen、Barr、Noland[5]分别使用多元线性回归法对诱增交通量进行预测，取得了一定的研究成果。

2.2 国内研究现状

国内学者对诱增交通量的研究主要集中在重力模型法、生产曲线法和弹性系数法上，其他如基于MD模型预测法、经济预测模型法等预测方法研究相对较少。

①重力模型法研究现状。

重力模型法是我国交通运输部推荐的交通量预测方法，目前研究成果较多。王兵等[6]基于分析交通量产生机理及对国外诱增交通量研究工作综述基础上介绍交通运输部推荐的重力模型法。王晖等[7]基于诱增交通量的产生规律，探讨了重力模型法的优缺点。张航等[8]利用重力模型法定量预测了沪蓉高速公路宜昌至利川段的诱增交通量。程俊龙、王仕杰等[9，10]基于重力模型法，透过研究诱增交通量与经济增长的关系，对重力模型法进行改进，并运用改进重力模型法进行了实证分析。

②生长曲线法研究现状。

岑敏等[3]通过对诱增交通量预测方法综述，利用生长曲线法对成渝高速公路和京津塘高速公路的诱增交通量进行实证分析。向前忠[11]在研究诱增交通量产生机理、发展特点和增长规律的基础上，运用生长曲线法对罗定至岑溪高速公路粤境段进行预测。

③弹性系数法研究现状。

岑敏等[3]通过对诱增交通量预测方法综述，举例说明国外部分弹性系数的计算结果。赵胜川等[2]通过分析影响出行距离的因素，运用弹性系数法对我国31个省市公路诱增交通量进行分析计算，得出公路里程和出行距离之间的弹性系数。葛万海[12]运用弹性系数法预测京加高速公路齐齐哈尔至嫩江段诱增交通量。何南[6]在分析各种诱增交通量预测方法优缺点的基础上，详细分析弹性系数法的原理并进行实证分析。

④其他方法研究现状。

左志武等[13]运用计算机仿真软件TransCAD研究S319的诱增交通量。张怀天[14]利用Matlab建立BP神经网络算法研究津蓟高速公路的诱增交通量。徐学明等[4]在分析诱增交通量产生机理基础上，将预测客运量的MD模型进行改进，用于预测诱增交通量。

3 诱增交通量的产生机理

诱增交通量是一个从无到有的过程，即随着公路建设的完成，交通条件的改善带动区域经济的进一步发展，从而诱发出部分新增交通量。其产生机理是基于简单的经济供给与需求理论，路网条件的改善促使客货供给量的增加及运输价格的降低，价格的降低又促使客货运输需求的增加。

如图1所示，新建项目前的供给曲线和需求曲线的平衡为A点，此时的交通量和价格分别为Q0、P0；随着项目的建成通车，交通供给能力增大，供给曲线由S1右移至S2，形成行的平衡点B，此时价格P1降低；由于价格的降低，运输需求增大，需求曲线由D1上移至D2，又形成新的平衡点C，此时交通量和价格稳定在Q2、P2。Q2减去Q1即为项目建设引起的诱增交通量[2-10]。

图1 诱增交通量产生机理示意图

4 诱增交通量预测方法

通过大量文献的研究分析，诱增交通量的研究主要集中两个方面：一是基于道路使用者对时间价值、出行效用对出行方式的选择；二是基于公路影响区域经济产业结构、土地利用性质改变对出行方式的影响。各种预测方法均围绕上述两方面构建模型，设立参数，力争使预测与实际相符合。诱增交通量预测方法主要可归结为下述四种。

4.1 重力模型法

重力模型法考虑的主要因素是区域间的运行时间，按照“有无对比”原则，分为现状区间交通出行量为零和不为零两种情况分别计算[5，9，10]。

①现状区间交通出行量不为零。

②现状区间交通出行量为零。

其它符号同前。

重力模型法计算简单，参数标定相对容易，利于实际操作，是《公路建设项目可行性研究报告编制办法》的推荐方法。但重力模型法未考虑因公路建设导致公路影响区域经济产业结构调整、土地利用性质改变等的影响，预测结果偏低。

4.2 生长曲线法

通过对诱增交通量规律的总结发现，诱增交通量呈现出生物学上的生长曲线，其发展大致可分为初期形成阶段、快速增长阶段和逐步稳定阶段。利用诱增交通量的这一性质，提出生长曲线法，其模型如下[3]：

生长曲线法符合诱增交通量实际增长趋势，考虑了由于道路服务水平较低引起增长的有限性，体现了由于交通条件改变而导致人们出行行为改变的滞后性。但其没有考虑交通条件的改变初期对出行频率的影响，根据相关研究，生长曲线法更适合预测远期诱增交通量。

4.3 弹性系数法

弹性系数法是通过描述交通需求对出行成本等一系列影响因素变动的敏感程度来预测诱增交通量的。根据赵胜川、何南等人的研究成果，预测模型如下[2]：

λ值即为公路里程与出行距离之间的弹性系数，

弹性系数法考虑了人口、费用、时间等因素对交通量的影响，考虑了交通条件改善对土地利用性质和出行频率的影响，可以计算长期和短期诱增交通量。但其对数据收集要求较高，准确性需要保证。由于一些影响因素数据收集难以收集，会导致模型计算得到的弹性系数值与实际数据存在误差。

4.4 基于MD模型预测法

MD模型是以经济学中的效用理论作为模型原理，以交通出行个体为研究对象，分析潜在的运输需求。徐学明等在借鉴其它MD研究成果的基础上，提出基于MD模型的诱增交通量预测方法，其预测模型如下[4]：

MD模型与传统预测模型相比，考虑了出行者的时间价值、出行效用和出行方式等，其模拟过程更切合实际。但MD模型存在难以统计的指标，如未来年潜在交通需求量，而且，这种预测方法缺少实际案例的佐证，需进一步研究论证。

5 结语

诱增交通量预测是公路建设项目可行性研究阶段的重要环节，本文通过对各种诱增交通量预测方法的研究，分析其优缺点，对于提高公路交通量预测水平，制定科学合理的决策具有重要的理论及现实意义。随着现代仿真技术的发展，建议诱增交通量预测方法与大数据、云计算等最新科技成果对接，使预测结果更接近实际。