基于多源数据的普通国省道出行特征研究

魏海磊

（华设设计集团股份有限公司,江苏 南京 210014）

0 前言

普通国省道兼具大容量、高效率、不收费等优点，是公路网的重要组成部分。以江苏为例，普通国省道占公路网13%的里程，承担了39%的行驶量[1]，为经济社会发展和人民群众出行做出了巨大贡献。出行特征定量分析是普通国省道规划、建设、管理的重要决策依据。对道路出行特征进行定量分析，往往需要海量的交通数据[2-5]。过去，由于普通国省道数据采集设备少、采集手段单一，对其出行特征定量研究相对较少，导致对其出行特征的变化认识不够。该文基于多源数据，对江苏省普通国省道总体出行特征和货车出行特征进行了研究，并对普通国省道规划、建设、管理提出了相关建议，以期为其他省（市、区）普通国省道规划建设提供参考。

1 研究数据与方法

该文基于普通国省道交调点数据、电子地图导航数据，依托地理信息平台，对江苏省普通国省道总体出行特征进行了可视化研究。同时，考虑到江苏省制造业发达，货运需求旺盛，普通国省道货车比例较高，基于12吨以上货车GPS轨迹数据，对货车出行特征进行了专题研究。

普通国省道交调点数据：截止2021年底，江苏省共有普通国省道交调点1 450个，密度8.8 km/个。该文主要采集2010—2021年分车型断面交通量、车速等数据，利用GIS平台，将交调点数据与普通国省道矢量图进行匹配，形成江苏省普通国省道流量空间分布图，以更好地把握全省普通国省道断面交通量空间分布特征。

百度地图导航数据：利用百度地图DirectionAPI数据开放接口，通过Python编写程序，实时抓取江苏省任意两相邻县（市、区）之间（不含进出城路段）利用普通国省道出行的路径距离和出行时间数据，从而计算单次出行行程速度。

12吨级以上货车GPS轨迹数据：包含车牌号、车辆所处的经纬度、速度、方向角以及打点时间等信息。研究选取2021年8月15日—21日7天的数据进行统计分析，通过对重复发送、定位无效、范围外数据的清洗剔除，共梳理约1.6亿条轨迹点信息。以江苏省普通国省道现状路网为基础，通过空间关联实现货车车牌号与路段单元的匹配，从而得到实际出行路径，并计算出行距离。对同一路段单元内的相同车牌进行去重累加，得到某一时段每个路段单元经过的车辆数，即断面交通量。

2 总体出行特征

2.1 断面交通量

近十年来，江苏省普通国省道交通量呈稳步增长态势，年均增速约6%。2021年，江苏省普通国省道断面交通量达到21 154 pcu/d。其中：普通国道断面交通量26 618 pcu/d；普通省道断面交通量17 302 pcu/d。与2010年观测数据相比，日均交通量10 000 pcu/d以下的观测点占比由51%下降至23%，日均交通量10 000～20 000 pcu/d由27%增长至38%，日均交通量20 000～30 000 pcu/d由13%增长至24%，日均交通量30 000 pcu/d以上由9%增长至15%。说明随着经济社会的发展和路网的不断完善，普通国省道交通量总体呈现上升趋势，大流量路段不断增加。

2.2 空间分布特征

全省普通国省道交通量分布情况如图1所示。从空间分布看，主要呈现三大特征：一是国家级综合运输通道内的线路交通量较大，京沪通道、沿海通道、沿江通道等国家级通道内的线路交通量基本都在2～5万pcu/d之间；二是都市圈地区交通量较大，南京、徐州、苏锡常三大都市圈内路网交通量较大，部分路段交通量在5万pcu/d以上；三是苏南地区平均流量明显大于苏中、苏北地区。

图1 2021年江苏省普通国省道交通量分布图

随着城镇化快速发展，江苏省城镇化率不断提高，2021年底城镇化率达到73.9%，生产要素、人口不断集聚，公路运输需求也进一步向都市圈地区、综合运输通道集聚。

2.3 车型特征

全省普通国省道历年分车型交通量如表1所示。近十年，江苏省普通国省道小客车、大型货车（大货、汽车列车）增长较快，大客车则呈下降趋势。小客车交通量年均增速约7%，主要是由于随着居民收入水平提升，小客车保有量稳步增加，同期江苏省私人小客车保有量年均增速约11%。大型货车交通量年均增速约9%，说明公路货运逐步向大型化发展。大客车交通量下降，主要是受高速铁路和私人小客车普及影响。

表1 2012—2021年江苏省普通国省道分车型断面交通量 /（veh/d）

各区域车型比例如表2所示。分区域看，苏南地区小客车比例较高，达68%，苏北地区大型货车比例较高，达27%，苏中地区介于两者之间。主要是由于苏南地区私人小客车保有水平明显高于苏中、苏北，2021年苏南地区私人小客车千人保有量300辆，为苏中、苏北的1.4倍、1.8倍；而苏北地区大型货车千人保有量21辆，分别为苏南、苏北的1.4倍[6]。未来随着苏中、苏北地区居民收入水平提高，私人小客车保有水平将随之提高，预计小客车比例将稳步增长。

表2 2021年各市普通国省道车型比例

2.4 运行速度

根据交调点数据，江苏省普通国省道平均运行速度约63 km/h。由于大部分交调点均位于城市外围，无法真实反映普通国省道运行效率。该次研究根据百度地图导航数据，测算出江苏省相邻城市节点通过普通国省道出行的平均运行速度仅49 km/h，约21%的城际出行平均行程速度低于40 km/h。全省利用普通国省道城际出行运行速度图如图2所示。

图2 利用普通国省道城际出行运行速度示意图

分区域看，苏南、苏北地区整体运行速度偏低，尤其是苏南地区，多数路段运行速度低于全省平均值。经过分析，笔者认为原因如下：苏南地区一方面是由于交通量相对较大，另一方面是由于经济发展迅猛，城镇连绵发展态势日趋明显，普通国省道沿线集镇化现象普遍，过境交通与城市交通相互干扰，致使通行效率低下。苏北地区运行速度偏低，主要是由于普通国省道货车比例偏高、道路等级偏低，苏北地区货车比例比苏南地区高11个百分点，一级公路占比比苏南地区低6个百分点。

3 货运出行特征

通过前文的研究，笔者发现，货车比例对普通国省道运行效率具有较大影响。因此，该文基于12吨以上货车GPS轨迹数据对普通国省道货车出行特征进行了专项研究。

3.1 空间分布特征

全省普通国省道货运交通量分布图如图3所示。从空间分布看，主要呈现以下特征：一是京沪通道、沿海通道、沿江通道等国家级运输通道，货车交通量较大，12吨以上货车平均交通量均超过5 000 veh/d；二是苏锡通、连徐淮两大全国性综合交通枢纽货车交通量较大，境内普通国省道12吨以上货车平均交通量介于3 000～4 000 veh/d。值得注意的是，南京作为江苏省唯一的国际性综合交通枢纽，货车交通量相对较小，境内普通国省道12吨以上货车平均交通量约2 150 veh/d。

图3 江苏省普通国省道货运交通量分布图

由上述分析可知，江苏省普通国省道货运通道分布与区域生产力布局、产业结构紧密相关，货运交通呈现向国家级运输通道、枢纽城市集聚特征。南京普通国省道大型货车交通量明显低于其他枢纽城市，且大型货车占比仅11.6%，全省最低，主要是由于南京市第二产业占比仅36%，同样为全省最低。

3.2 时间分布特征

从普通国省道车辆运行时间分布来看，白天6时至夜间24时，各时段交通量保持在40万辆左右，夜间0时至5时交通量相对较低，各时段交通量约25万辆。说明日间各时段在网货车数量分布较为平均，没有明显的高峰时段；夜间出行的货车也具有一定规模。

3.3 出行距离

江苏省在网运行的12吨以上货车一次出行运行距离小于50 km的车辆占比约23%，小于100 km的车辆占比约38%，小于200 km的车辆占比64%。说明目前普通国省道主要承担市际、县际、县乡和部分省际间的中短途货物运输。

4 结语

通过对江苏省普通国省道出行特征的分析，笔者认为在普通国省道规划、建设、管理等方面应关注以下问题：

（1）随着高速公路、多层次轨道逐步成网，普通国省道交通量仍保持增长，但功能发生了变化。服务中长途出行的功能弱化，服务沿线短途出行、接驳的功能加强。因此，在路网规划时，应重点提升普通国省道的连通性，更为关注综合交通连接线、城镇节点联络线等。

（2）江苏省普通国省道郊区段行程速度可达到60 km/h左右，但21%的城际间行程速度不到40 km/h，通行效率受到集镇化较大影响。建议对运行效率不高的线路，可通过另辟新线、快速化、交叉口归并等方式提升整体运行效率。如联系苏州和张家港的228省道，进行快速化改造后，2021年平均交通量已达到5.6万 pcu/d，但运行速度仍维持在70 km/h以上。

（3）由于不收费，普通国省道对货车的吸引力仍然较强，尤其是部分运行速度较高的线路，中长途货运交通占比可达到40%。对于此类道路，在规划设计阶段，要充分考虑货车对道路安全、路面结构的影响。在运营阶段，可采取客货分道行驶、强化车速监控、严查超限超载等改善措施。