劉占江

摘? 要：交通量的分析與預(yù)測是公路建設(shè)的重要依據(jù)?；诠淘性輩^(qū)、西吉縣的交通規(guī)劃目標(biāo)、總體發(fā)展目標(biāo)、綜合運(yùn)輸概況、公路網(wǎng)現(xiàn)狀及相關(guān)公路的交通量調(diào)查等內(nèi)容，通過交通量預(yù)測并結(jié)合交通量分配及誘增交通量，分析預(yù)測了區(qū)域遠(yuǎn)景交通量發(fā)展規(guī)模和水平，確定了國道309線硝口至西吉段的改擴(kuò)建規(guī)模與工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模，可為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：交通量預(yù)測? 交通量分配? 交通量誘增? 區(qū)域遠(yuǎn)景交通量

中圖分類號：U491.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）08（b）-0020-04

Abstract： The analysis and prediction of traffic volume is an important basis for highway construction. Based on the traffic planning objectives， overall development objectives， general situation of comprehensive transportation， current situation of highway network and traffic volume survey of related highways in Yuanzhou District and Xiji County of Guyuan City， the development scale and level of regional prospective traffic volume are analyzed and predicted through traffic volume prediction， traffic volume distribution and induced traffic volume， and the reconstruction and expansion scale and the scale of engineering technology standard of Nokou to Xiji section of national highway 309 are determined， which can provide reference for similar projects.

Key Words： Traffic volume prediction; Traffic volume distribution; Traffic volume induction; Regional prospective traffic volume

1? 工程概況

國道309線硝口至西吉段公路是國道309線（青島-蘭州）寧夏固原市境內(nèi)部分。該路段于2002年按山嶺重丘區(qū)二級公路標(biāo)準(zhǔn)改造，設(shè)計速度40km/h，路基寬度8.5m。由于公路平面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、縱坡大、行車視距差，冬季積雪嚴(yán)重，多處路段存在安全隱患;加之部分路段已街道化，行人和非機(jī)動車干擾多，人車混行安全隱患較大。近幾年來，公路沿線經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展致使國道309線交通量迅速增長，該段公路已無法滿足交通量日益增長的需求。固原位于寧夏南部六盤山區(qū)，地處西安、蘭州、銀川三個省會城市的三角地帶中心，是革命老區(qū)和少數(shù)民族聚居區(qū)。近年來固原市公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)取得了長足的發(fā)展，但受資金、地形等多方面因素制約，干線公路規(guī)模總量依然不足，路網(wǎng)技術(shù)等級普遍偏低。作為省道網(wǎng)布局規(guī)劃中重要的組成部分，它擔(dān)負(fù)著完善自治區(qū)及固原市干線公路網(wǎng)絡(luò)，提高運(yùn)輸效率和運(yùn)輸方式之間的效率轉(zhuǎn)換，加強(qiáng)干線公路與交通運(yùn)輸樞紐的銜接，構(gòu)建綜合交通運(yùn)輸體系的重要作用。

2? 交通量的分析預(yù)測

2.1 相關(guān)公路的交通量分析

與國道309線硝口至西吉段密切相關(guān)的公路有G70福銀高速公路（固原-三營）、S60固西高速公路、國道309線（固原-西吉段落）、國道344線（三營-青石嘴段）、國道566線（西吉-將臺）、省道203線（寨科-張易段）。這些公路的交通量構(gòu)成對本項目的實施有著重要的影響，交通量構(gòu)成見表1。

從表1中可以看出，車輛比例中G70福銀高速、S60固西高速客車比例明顯大于貨車比例，除國道566線客車比例大于貨車比例外，國道344線、省道203線車型比例構(gòu)成中貨車比例大于客車比例。各條公路貨車比例構(gòu)成中，高速公路貨車比例逐年穩(wěn)步增長，其他國省干道大型貨車的比例均呈現(xiàn)明顯增長態(tài)勢。說明項目所在地社會經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展時期，地區(qū)工業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，工業(yè)園區(qū)建設(shè)逐步完善，貨物運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展相對較為活躍，客運(yùn)發(fā)展較為穩(wěn)定，由此產(chǎn)生了不斷增長的客運(yùn)及貨運(yùn)需求。

2.2 交通量預(yù)測

以原國道309線歷年交通量為依據(jù)，參考項目影響區(qū)內(nèi)相似道路近年來的交通量，同時考慮了項目影響區(qū)內(nèi)現(xiàn)有公路對本項目交通量產(chǎn)生的影響，以及項目建成后對周邊經(jīng)濟(jì)和交通的影響從而產(chǎn)生的誘增交通量，用趨勢外推法預(yù)測趨勢交通量，趨勢預(yù)測交通量與誘增交通量共同組成特征年預(yù)測交通量[1-2]。

2.2.1 交通量生成

根據(jù)《公路建設(shè)項目可行性研究報告編制辦法》、《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2014）中相關(guān)規(guī)定，本項目預(yù)測年限為項目建成后20年。參照項目所在地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和戰(zhàn)略設(shè)想及預(yù)測分析，以2017年為基年，將全線竣工初年的2022年和2025、2030、2035、2036、2041年定為特征年，并做交通量預(yù)測[3]。

依據(jù)國道309線硝口至西吉公路歷年交通量觀測值建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，共選取了三種回歸方法，分別是一元線性回歸、二次拋物線回歸和指數(shù)回歸，并對其中個別年份交通量數(shù)據(jù)按統(tǒng)計原則進(jìn)行適當(dāng)處理。回歸結(jié)果表明，二次拋物線回歸模型效果較為理想，根據(jù)現(xiàn)狀交通量生成的預(yù)測模型見式（1）。

式中，y為特征年平均日交通量，x為特征年與基年的年份差值。

2.2.2 交通量分配

由于上述交通量預(yù)測模型是通過歷年固原至西吉通道內(nèi)發(fā)生的交通量建立函數(shù)關(guān)系進(jìn)行預(yù)測，但是從地理位置上來看，本項目與2016年建成通車的S60（固西高速）基本平行而設(shè)，固西高速的建成通車必定會影響擬建項目的交通量預(yù)測，現(xiàn)在的固原至西吉通道內(nèi)的交通量將由本項目和固西高速進(jìn)行主導(dǎo)，故此預(yù)測模型應(yīng)考慮固西高速的分流影響，項目建成后部分交通量將會與固西高速發(fā)生交叉轉(zhuǎn)移，因此，需對擬建項目和固西高速之間建立一個交通量分配模型進(jìn)行調(diào)整，不能簡單的將固原至西吉的通道交通量運(yùn)用到本項目的交通量預(yù)測上，考慮采用多路徑概率分配法分配與固西高速之間的交通量。

多路徑概率分配法的分配步驟與考慮容量限制的最短路徑迭代分配法完全一樣，所不同的是每一次分配時，需要根據(jù)路線阻抗，尋求i區(qū)到j(luò)區(qū)包括最短路徑與次短路徑在內(nèi)的若干路徑，然后按照一定概率把分割后的分布交通量分配到這些路線上[4]。每條路線的分配概率可由下式確定：

式中：P（k）—交通體選擇第k條路徑的交通量概率;

T（k）—第k條路徑的路線阻抗;

∑im—可供選擇的路徑條數(shù)。

θ為決策參數(shù)，一般根據(jù)調(diào)查分析隨機(jī)因素和最短路徑因素獲得，當(dāng)θ=0時，交通量等概率分配，當(dāng)θ>10時，交通量近似于按最短路徑分配，固原至西吉段通道內(nèi)有兩條路可供選擇，θ值取2.0。

通過上述計算，考慮本項目功能定位為次要干線公路，起到連接沿線各個城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村作用。同時根據(jù)固西高速通車后收費實際情況，得出固西高速硝口至西吉段交通量占40%，擬建項目硝口至西吉段交通量占60%。

根據(jù)交通量預(yù)測模型計算及交通量分配比例，并綜合考慮上述影響因素得到擬建項目特征年的趨勢交通量預(yù)測值，預(yù)測結(jié)果見表2。

2.2.3 誘增交通量

本項目為舊路改造工程，原有舊路為山嶺重丘區(qū)三級公路，路基寬8.5m，已運(yùn)營多年，舊路路況及局部平面線形較差。本次改擴(kuò)建在提高公路路況及等級、路基寬度、縮短里程等方面對交通量具有一定的誘增效應(yīng)[5-6]，參考區(qū)域內(nèi)其它公路建設(shè)項目論證研究結(jié)果，結(jié)合擬建項目在當(dāng)?shù)毓肪W(wǎng)中所賦予的功能和地位及作用，本項目誘增交通量暫按正常交通量5%的比例估算。誘增交通量預(yù)測結(jié)果見表3。

2.2.4 預(yù)測結(jié)果及分析

根據(jù)交通預(yù)測模型預(yù)測交通量并結(jié)合交通量分配以及誘增交通量對其進(jìn)行修正，得出各特征年的最終預(yù)測交通量見表4。

從預(yù)測結(jié)果來看，本項目建成后，評價期末年（2036年末）交通量為9815輛/日（小客車），已達(dá)到二級公路的年平均日設(shè)計交通量宜為5000～15000輛小客車的要求。2022—2025年平均交通量年增長率為3.54%，2025—2030年平均交通量年增長率為3.05%，2030—2035年平均交通量年增長率為2.59%，2035—2036年平均交通量年增長率為2.56%，2036—2041年平均交通量年增長率為2.19%。項目建成后交通量持續(xù)增長，初期交通量增長較快，后期交通量增長速度逐漸趨于平穩(wěn)，根據(jù)未來汽車需求以及銷售市場發(fā)展趨勢分析，由于經(jīng)濟(jì)水平和居民出行需求質(zhì)量的不斷提高，未來汽車需求將由公用型向私用型轉(zhuǎn)變。其中小客車是支撐未來汽車需求的主導(dǎo)車型，隨著居民收入的不斷增加，居民的出行更加趨向于個性化、多樣化，私人小轎車出行將得到持續(xù)增長，未來年小客車比例將逐漸增加;貨車車型將逐漸向兩極發(fā)展，中型車逐步減少，大型車、拖掛（集裝箱）車比例將穩(wěn)步增加，其中評價期末年（2036年末）大貨車、拖掛（集裝箱）車車型比例預(yù)測值為25%。

3? 結(jié)語

本文通過對國道309線硝口至西吉段進(jìn)行調(diào)查分析，綜合各方面因素對該公路各特征年的交通量進(jìn)行了預(yù)測，分析表明國道309線硝口至西吉段的改擴(kuò)建應(yīng)按照二級公路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張秋美，劉保健，謝永利，等.多種方法下的高速公路交通量預(yù)測分析研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2016，12（6）：289-292.

[2] 徐秀娟，白玉林，徐璐，等.惡劣天氣情況下基于隨機(jī)森林算法的交通流量預(yù)測[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2020，48（2）：25-31.

[3] 徐森，崔舒為.基于Softplus函數(shù)的雙隱含層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路客運(yùn)量預(yù)測[J].南華大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2020，34（1）：88-92.

[4] 宮曉剛，劉春榮.基于彈性系數(shù)法的公交誘增客運(yùn)量研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報，2019，40（4）：115-120.

[5] 徐學(xué)明，王仕杰，陳艷艷，等.基于MD模型公路建設(shè)項目誘增交通量方法研究[J].公路，2019，64（5）：200-203.

[6] 程俊龍，李娟.基于改進(jìn)型重力模型的誘增交通量預(yù)測研究[J].公路，2019，64（1）：171-175.