交通量预测和公路交通规划分析

张 琦

（北京建达道桥咨询有限公司,北京 100015）

0 引言

交通量指的是未来的公路交通运输量，也是预测工作的重点内容，借助预测结果可以更好地确定整个公路工程的规模、技术规范等方面的内容，为工程建设及规划制定提供必要的参考依据。在公路工程建设中，如何提高工程建设的投资效率，是需要重视的问题。为此，必须加强对公路建设项目的可行性分析，并进一步阐明预测的理论与方法，以反映公路工程的建设与规划需要。

1 公路交通量预测理论与思路

1.1 预测理论

一般来说，预测就是将当前和未来的发展规律及趋势等因素综合起来，展开相应分析，依据分析结果得出相应结论。预测的局限性比较大，而且需要很强的科学性，公路交通量预测工作，所涉及的预测理论也是如此[1]。所以在具体的研究中，利用了风险分析的方法，识别和判断了交通流量的风险因子，对风险的成因和影响因素进行了有效的识别和判断，并对其进行了详细说明。同时，通过估算和判定有关风险的发生概率，从而为以后的公路工程建设规模及决策制定提供可靠依据。

1.2 总体思路

文章运用四阶段预测方法，以汽车出发点调查为依据，基本思路如下：通过对交通状况的调研，分析社会、经济对交通发展的影响，计算出该工程的正常发展趋势性交通量，并考虑到工程完工后对该地区造成的交通流量影响，结合水运、铁路等交通工具的转运量，同时考虑公路项目的设计车速与交通量之间的关系（如图1所示），此曲线表明路段上交通量增多，平均车速则降低，车速分布呈必然变化的规律。车头时距愈小，车速愈接近相等，即标准离差逐渐变小。最后确定该工程的未来交通量，为确定工程规模、公路交通规划及投资决策等提供了参考依据。

图1 设计车速—交通量曲线

2 公路交通量预测方法

在上述理论基础上，结合道路流量数据及基年O-D调查数据，获取相应的流量生成数据，并运用高效的解析方法，构建流量成长与社会经济成长间的弹性因子变动模型，实现对不同结合点的流量生成的预估。交通量的产生是社会经济活动对于交通运输需求的具体体现，要根据当地经济活动和发展趋势，结合以往的实际交通状况、社会经济和人口发展水平来进行预测，最终得到准确、可靠的预测结果。

结合相关地区道路运输和出行特点，重点掌握地区发展现状，分析出此地区的交通出行变化情况。同时，根据区域在未来的生产力和经济发展状况，对其进行相应的调整和布局，通过类比分析的方法，可以更好地对未来的区域经济发展和交流总量进行预测，最后结合预测结果制定出科学的规划方案。一般情况下，针对项目远景交通量来说，主要包括通道内自然增长的趋势型交通量在项目上的分流；项目从其他运输方式上分流的转移交通量；新型或大型企业发展产生的机械增长交通量。

3 交通量预测的基本流程

交通量预测内容主要包括：

（1）调查和分析人口分布、机动车保有量、公交现状等，依据上述调查数据，对道路设施现状及土地利用规划进行现状评估。

（2）调查居民出行、汽车、出入口交通状况。

（3）通过对当前交通问题及成因的剖析，结合总体规划，制定出未来的发展策略。

（4）对各交通区进行分区，并构建了四个时期的交通预报模式。

（5）科学评估交通规划方案，得出可行性结论。

以某公路工程项目为例，此项目预计寿命为调查年至工程投产后的20年，对该工程影响地区的社会经济、交通运输数据进行了统计，并进行了相关性分析，建立了预测模型。结合各地区社会经济发展历程，构建预测模型，用于预测该地区的经济发展趋势。

3.1 交通生成

3.1.1 预测模型选定

区域交通量是指社会、经济发展对交通需求的具体体现。根据社会经济发展趋势，对集中交通流量进行了预测，使用的是增长率预测方法。具体方法如下：通过对历史年度内各个小区的交通增长与经济增长的关系进行分析，计算出未来交通与经济发展的弹性关系。各区域交通流量的变化趋势基本反映了区域交通总量的增长，对各区域交通增长和区域经济增长的弹性系数进行分析，并利用区域的GDP增长率，可以计算出各区域的交通流量增长率。

3.1.2 弹性系数分析

（1）研究目标及方法。此次研究将该地区分为16个影响区域，结合影响区域对旅客、货物的弹性系数以及该地区的运输发展状况进行了研究。弹性系数用幂指数回归分析法计算：

式中，αi——回归系数；βi——区域内的运输发展弹性因子；Ti——汽车或卡车的运载能力；Ei表示——区域内GDP。

多年来，由于交通流量的测量结果比较稳定，而车辆的运载能力等指标的研究比较困难，因此，该项目的弹性系数是以客货运输量为依据的，可以避免因调查口径变动和转换系数不精确而导致的计算误差。

（2）历史年经济和交通量。搜集并综合了该区域过去几年间周边观测站的交通量数据，包括多种类型车辆，在对弹性系数进行计算时将这些车辆信息合并在一起。根据这些数据信息，可以得出各区的车辆历年通行量。

3.1.3 未来弹性系数的确定

该项目所经过的区域内，由地方运输和其他地方的运输构成了整体网络运输能力。根据国内外道路运输发展的基本原则，考虑到区域内的年交通量与区域间的弹性变化，利用指标函数拟合了货物、旅客运输的弹性因子，并对其进行了定量分析。

3.1.4 发生集中交通量预测

在运输区内，按照四个不同的区域，分别采用不同的弹性系数进行集中交通量预测，而其他影响区因距离比较远，所以不计算在内。交通流量的影响程度与本省的经济发展程度相关，各区域均以本省整体经济发展速率为基准，而各区域的弹性系数也以省内为基准。在对今后的年运力进行预测时，按需求分为货车和客车两类。通过对道路交通流量的分析，得出了道路交通流量的变化规律。根据不同区域、不同运输单元使用了不同的弹性因子，由基年内各个单元所产生的集中流量计算出今后各个特性年所出现的集中流量。

3.2 交通量分布

利用FRATAR模型对两交通区的交通流量进行了预测，结果表明，两交通区内的交通流量不但与两交通区的交通产生因子相关，还与整个项目所涉及的各个运输地区的交通产生因子相关[2]。通过车辆分配，形成了一个具有典型发展的趋势年OD模型。利用弗雷特法对各个特性的年动态OD进行分析，得出了OD的未来发展趋势。

3.3 诱增交通量及其他运输方式转移交通量预测

3.3.1 诱增交通量

诱增交通量是指因道路建设或改建而引起的交通流量。鉴于该次OD调查是一项大范围内的道路网络普查，故应当从道路引致的视角进行分析。结合相关数据、区域产业布局特征、区域社会经济发展计划以及新建设道路对区域交通运输拉动效应，并依据此公路项目的竣工时间及未来年的诱导度变化曲线，测算出最终的诱增交通量。

3.3.2 其他运输方式转移交通量

其他运输方式转移交通量的产生原因如下：道路工程建设对其他交通方式带来了一定影响，而其他交通工程的施工也会对原有道路运力造成一定影响。文章认为，未来与该工程有可能发生交通流量转移的其他交通方式是铁路交通和水陆交通。本省水路客运量较少，目标流量多以旅游观光群体为主。总体而言，由于其自身的特殊性，水路运输不会与此公路产生分流。而与此公路项目走向保持一致的另外一条铁路项目，则有可能会形成分流，项目路的分摊比例将会降低，但项目路的修建时间更早，目前铁路对道路的分流模式已趋于平稳，故今后将不会出现向铁路迁移的趋势。

3.4 交通量分配

该方案利用TransCAD所提出的“平均分配模式”对相关区域的交通流进行了预测。UE模式假定：当使用者对道路的运营情况充分了解时，使用者根据最小的成本来决定他们的出行路径，同时使用者的出行成本也会随着道路流量的不同而变化。营运成本主要是以营运的时间成本为主，此外还要加上计费的因素。

3.5 预测结果及分析

3.5.1 交通量预测结果

将诱增OD表格纳入到趋势OD表格中，构成了该工程的OD总量矩阵。将OD资料径流量分布模组加入相应的道路网络，得出了交通流量的预测结果，见表1。该工程作为省道和城区外环的一个主要节点，预计2040年将达到24 365 pcu/d。从时间上来看，该工程的前期发展速度很高，预计在2045年，交通流量将会达到25 783 pcu/d。

表1 项目路交通量预测结果 /（pcu/d）

3.5.2 特征年车型构成

通过对该工程地区道路网的历史数据进行统计，发现车辆的比重与GDP之间存在较强的关联性；对各指标的历史数据进行了线性分析，得出了各指标的相关性。在此基础上，通过对车辆的拟合和道路运输能力的估算，确定了该公路车辆的组成[3]。

对未来道路车辆的比例进行了预测，得出了今后大客车的比重将占据主导地位。随着经济的发展，私家汽车逐渐流行起来，而大型客车的比重也在不断增加。从货车比重的变动可知，由于载重限制，小型货车和中型货车的数量将会逐渐减少，而随着我国经济的转型，汽车和列车的数量也在不断增加。

4 交通量预测结果的应用

交通流量预测结果的应用主要包括：

（1）为公路养护管理提供基础数据。制定日常养护管理方案时，应根据各路段的实际运行量，尤其是载重汽车的使用率等因素来明确方案内容。

（2）为交通运输管理工作提供参考。道路交通流量、高峰时段、拥挤度等指标对交通管理和交通安全标志的制订具有重要意义。

（3）为道路网的规划与设计提供参考。根据多年的交通流量资料，对今后的交通发展趋势进行了预测，是公路规划设计及可行性研究的重要基础[4]。

（4）对现行道路的利用状况进行评估。通过对已有的道路流量进行分析，可以了解道路的拥堵状况，判定道路能否满足实际交通需求。

5 交通量预测对公路交通规划的影响

公路等级结构与施工布局是公路网络规划中的关键内容，文章采用定量研究方法，对“十纵十横”主干道公路网进行了定量研究。道路重要性分析是定量研究中的一项重要工作，其重要性因子主要有路线性质、经济社会和交通量等。道路特性系数通常是干线路，指标通常为1.0，通过经济（GDP）与社会（人口）的比率来确定社会经济系数[5]。交通量因子以“十纵十横”的道路交通量为基础，拟合出各条主干道公路的混合交通量。进行线路综合重要性评价，不仅要考虑线路属性系数，还应充分考虑各经济节点对路网的不同影响，求得平均流量，并对各因素进行合理调整。

6 结语

从以上的研究结果来看，在主干道公路网络的规划设计中，交通流量的预测是一个非常关键的因素，在确定各路段的合理级别时，要考虑到各路段的交通需求。同时，在已有的道路流量资料基础上，结合道路建设中的技术规范，确定合理的道路流量所要求的道路级别。利用“四阶段”方法和运量增长率分析方法，对公路网络的线路运输量进行了估算，并结合其发展特征，对公路网络的线路进行全面规划，为建立一个全面的评价指标系统奠定了基础。在公路网络规划中，道路交通流量的预测具有十分重要的意义，具有极大的推广和研究价值。

交通量预测是衡量项目是否可行的一个重要指标，同时也是政府和社会资本进行投资决策的基本依据，为项目可行性评估和分析提供可靠数据支持。由于影响交通流量的因素众多，所以进行项目可行性分析时，如果对各个影响因子考虑得不够充分，就会造成交通流量的预测结果与实际情况有很大差异。