基于四阶段法的公路交通量预测研究
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公路交通量预测的实践与思考摘要:本文以实际工程项目为例,运用四阶段法进行交通量预测。
根据实践过程中现状数据难调查等局限提出了将各种交通大数据分析运用于四阶段法中数据调查的思考。
若能运用于实践,将全面提升四阶段法预测精度。
关键词:交通规划;四阶段法;交通预测;交通大数据1四阶段法预测交通量的实践四阶段法预测交通量包括社会经济预测、小区发生和吸引量预测、交通分布预测和交通分配预测四个阶段,是目前应用最广泛的方法。
1.1交通生成本文使用增长率法对未来特征年的交通发生量进行预测,各交通小区发生集中交通量增长率采用弹性系数法预测,表达为交通运输增长率与社会经济增长的比值,即根据社会经济增长情况来预测未来的交通需求,具体如公式(1)所示:(1)根据广西客货运输量、主要国省道交通量与经济指标弹性的发展趋势,同时根据弹性系数的一般发展规律,通过专家咨询,确定项目影响区未来年客货车交通量对经济指标的弹性系数,其他交通小区结合地区历史数据趋势进行微调。
未来各交通小区交通量增长率如公式(2)所示:(2)式中:R为交通增长率;e为弹性系数;i为经济增长率。
未来年各小区交通发生交通量或集中交通量的预测值为基年发生、吸引交通量乘以相应的增长系数,如公式(3)所示:(3)式中:P n为第n年各交通小区发生交通量或集中交通量;P为预测基年各交通小区发生交通量或集中交通量。
1.2交通分布根据本项目的特点,本文采用弗雷特法来计算未来各交通小区的交通量,如公式(4)所示。
由于TransCAD里使用增长系数法预测出行分布采用的弗雷特法,故本项目直接使用TransCAD计算未来各交通小区的交通量,使用软件操作过程中需要先进行平衡矩阵。
(4)式中:Q ij k+1为未来年i区与j区之间的交通量;Q ij k为基年i区与j区之间的交通量;F i k为i区的交通产生量增长系数;G j k为j区的交通吸引量增长系数;n为交通小区总数。
1.3诱增交通量预测由于本项目的建设,加大了项目影响区域内的地方交通联系,推动了旅游业及相关产业的发展,故诱增交通量应随年限的增加而增加。
四阶段法交通量预测在建设项目交通影响分析中的应用摘要:现今,在大城市特别是特大城市中,道路交通越来越难以满足社会经济的发展的需要。
在城市中心区域的大型建设项目更是会加重交通的负担。
因此,城市建设项目影响分析这一工作对城市合理建设、对保障城市交通的的通畅起到了非常重要的作用。
影响区交通预测是影响分析的重中之重,城市建设项目交通量的预测包括项目交通量和非项目交通量预测两个方面的内容。
本论文对项目交通量和非项目交通量的含义进行了分析,并分别研究了项目交通量和非项目交通量的预测方法。
关键词:道路交通预测分析1项目交通量和非项目交通量的含义1.1项目交通量大型公共建筑的交通生成与许多因素有关,但实质上,对既定的城市交通系统,大型公共建筑设施的内部条件和外部交通环境与该项目的交通生成量有关(这里不考虑营业性设施的市场营销等因素导致的吸引量的变化)。
内部条件指公共建筑的类型、规模(强度);外部环境指与项目所处的地理位置相关的因素,即区位条件。
项目的交通生成量,可分为两部分:(1)绝对交通量:由土地开发内部因素决定的交通生成。
它的生成与项目自身的属性密切相关,在区位条件一定的前提下,不同类型和规模的公建项目,绝对交通量不同。
通常娱乐、商贸用地的绝对交通量较工业用地大;开发强度越大,绝对交通量越大。
(2)区位交通量:由外部因素决定的交通生成,有的地方也称为级差交通量。
不同区位条件下,相同类型、规模的项目交通生成率不同,这种差异正是区位交通量。
它受可达性和聚集经济的影响。
①可达性因子:它表征了土地利用设施在交通网络上所处位置的优劣,反映从路网上各点到达该处的方便程度。
一般来说,土地利用设施的可达性越好,路网上出行者到达该处的出行越方便,该设施对出行者的吸引相对较大,产生的交通吸引也就较多。
②聚集经济因子:根据经济要素之间相互作用的类型,聚集经济可以分为两类:生产经济由于企业之间在地理位置上接近所导致的相互关联活动而产生的。
郑州黄河公路大桥交通量预测研究摘要:在充分分析研究影响区社会经济和交通资料基础上,采用四阶段法进行郑州黄河大桥交通量预测,并对预测结果进行分析。
关键词:交通量;预测中图分类号: x734文献标识码:a 文章编号:1 影响区道路网络现状及发展1.1 社会经济现状河南省位于我国中部偏东,黄河中下游地带,全省现辖38个市(其中17个地级市、21个县级市),88个县,以及50个市辖区。
截至2011年末,全省总人口10489万人,居全国第一位,人口密度为594人/平方公里。
“十一五”期间,河南省综合经济实力跨上新台阶,生产总值由1万亿元到突破2万亿元,人均生产总值由1000美元到突破3000美元,地方财政总收入由不足1000亿元到突破2000亿元;粮食生产能力跨上新台阶,由800亿斤到连续五年稳定在1000亿斤以上,五年均创历史新高;城镇化发展跨上新台阶,城市面貌发生巨大变化,城镇化率比“十五”末提高9个百分点,是历史上城镇化进程最快的时期。
至2011年河南省实现生产总值27232亿元,比上年增长11.6%。
郑州市位于中原腹地,是河南省省会和全省的政治、经济、文化中心。
全市共辖五市一县六区。
2011年底全市总人口886万人,占全省总人口的8.45%。
“十一五”是郑州经济快速发展的时期,全市生产总值达到4000亿元,年均增长13.9%;人均生产总值达到4.9万元左右;财政总收入达到643亿元,年均增长30%,地方财政一般预算收入达到387亿元,年均增长23.2%;全社会固定资产投资达到2757亿元(五年累计9218亿元),年均增长28.4%;社会消费品零售总额达到1678亿元,年均增长19%;市属及以下进出口总额达到45.2亿美元,年均增长32.7%。
至2011年完成生产总值4912.7亿元,比上年增长13.2%;人均生产总值56086元,比上年增长9.7%。
1.2 区域交通现状随着河南省公路建设的快速发展,目前项目区域已形成以高速公路、国省道为主的干线公路网络。
基于四阶段法的交通运输规划中运输量预测方法胡建国,付 健Ξ(广西公路运输管理局,广西南宁530012) 摘 要:从交通运输规划自身特点出发,在四阶段法基础上对交通运输规划中运输量的预测方法进行了探讨,同时针对以往传统的做法,指出应注意的问题并提出相应的措施,并在具体的分析阶段中针对性地提出一系列相应的计算方法.关键词:四阶段法;运输量;系统平衡;转移率法中图分类号:TU248 文献标识码:A 文章编号:1671-119X(2005)03-0074-030 引 言在交通运输规划的组成部分中,对运力规划的必要性、可行性、合理性、可能性等方面进行综合研究,将为运输规划的决策提供科学的依据,为后期的运力投入、分配提供决策指导[1].运输量预测将直接影响到运输规划方案的科学性和合理性[2].目前国内普遍采用的交通量预测方法是四阶段法,这种方法也是《公路建设项目可行性研究指南》中的做法[3],鉴于运输量与交通量的共同特点,因此本文考虑用四阶段法进行运输量预测;并考虑运输规划项目在运输网整体中的特殊性,对现有的传统四阶段法进行部分改进,深入分析和研究适合运输规划的运输量预测方法.本文方法的基本思想是:首先合理确定运输综合路网,之后进行运输规划项目影响区(包括直接影响区和间接影响区)的社会经济预测,在此基础上运用四阶段方法进行运输网络的交通运输需求和发展预测,通过运输生成预测、运输分布预测、交通运输方式划分预测和运输分配,得到所研究的交通运输规划项目的近、远景交通运输量[4].这样既克服了以往只考虑有直接影响的某一个区域或几个区域,缺乏对所规划运输项目在运输网整体中的作用进行研究,从而造成预测运输量与实际情况相差甚远的缺陷,又可以考虑可能影响未来交通运输结构及其量的变化因素,因而较通常方法的精度有极大提高.1 运输综合路网的确定为了界定研究的区域经济和交通需求预测,首先必须合理选取和确定所研究运输规划包含的区域路网,此路网一般可分为两部分,直接影响区和间接影响区.直接影响区对运输规划范围的作用远大于间接影响区的作用,但间接影响区的分析也不可忽视,因此,必须科学合理地确定这两类区域,这是分析和研究交通预测方法的基础.另外,对一些位置比较特殊的规划项目,如距离城市较近的运输规划,其运输网的确定尤其应该慎重,原因是运输需求辐射在城市的环状扩散过程中,速度快、范围广,伴随道路等级的提高,城市影射区域扩大,公交延伸地域扩展快[2].2 区域社会经济预测区域社会经济预测一般依据历史数据采用时间序列趋势外推法或回归法,并考虑人口、经济、汽车保有量等因素的影响,应该注意的是:由于经济的发展受区域和政府部门以及国家的宏观调控,因而预测时应充分考虑区域经济发展规划,政府部门发展规划和国家的经济发展规划[5].另外,对于回归法,由于经济的发展受多种因素的综合影响,因此应对若干主要影响因素进行多因素回归分析,以便更加真实地反映经济发展的客观规律.第15卷第3期2005年9月 湖南工程学院学报Journal of Hunan Institute of EngineeringVo1.15.No.3Sept.2005Ξ收稿日期:2005-05-18作者简介:胡建国(1974-),男,硕士,研究方向:交通运输规划与管理.3 交通运输量预测3.1 交通运输生成量预测区域公路网交通运输生成量预测与分析主要是利用历史的或调查的各类社会经济数据资料,各类交通方式的交通出行需求量数据资料,建立各类交通方式的交通运输需求量与相应的社会经济变量之间的分析模型,并以此模型为依据分析既有的或预测未来的交通运输需求量.依据上述交通运输与经济的相互关系,交通运输生成量的预测可以采用弹性系数法、多因素回归分析法或神经网络等方法.3.2 交通运输分布量预测从运输规划项目的自身特征来看:一方面,规划项目所承担的交通运输量会按其固有的发展规律自然增长;另一方面,规划项目运力的投入,必然会促进其所在地区及附近影响区的经济和交通运输体系的变化,诱使社会经济、产业结构等方面的发展[6].因此应考虑运输规划项目对项目影响区经济和交通运输的诱增影响,对可能引起转移的运输量进行分析并预测出转移运输量,由此可见,项目的远景运输量预测应由如下三部分组成,自然增长的趋势型运输量预测、诱增运输量预测、铁路或水运转移运输量预测.3.2.1 趋势型运输分布量预测趋势型运输分布量预测方法可采用常规的方法如FRA TER 法,重力模型法,双约束或单约束,系统平衡模型法等,根据各方法的优缺点和适用条件,建议采用系统平衡模型法进行趋势型运输分布量预测.此模型理论性强,结构合理,能够更加真实地反映出交通区间的运输量分布规律和特性,模型的一般函数形式如下:X ij =T iu jf (t ij )+T i(1)式中:X ij 为交通区到交通区j 的出行分布量;T i 为交通区i 的出行产生量;U j 为交通区j 的出行吸引量;f (t ij )为交通区到交通区的交通阻抗,一般可用f (t ij t aiij 的计算形式,a i 为待定系数.按照出行系统供求平衡的原则,应有如下关系:∑jX ij =T i 即∑jU jt a iij +T i1(2)式(2)是以a i 为根的一元方程,解之即可确定a i .式(1)反映了出行分布与运输源、运输设施及运输工具间的一般关系,据此可进行预测.但出行分布还会受到出行习惯、稳定联系等特殊关系的影响.因此,对式(1)的结果还需引入特征系数进行修正:X ′ij =X ij K i K j K ij(3)式中:X ij ,X ′ij 分别为修正前后的交通区i 到交通区j 的出行分布量;K i 为反映交通区i 出行产生特性的产生特征系数;K j 为反映交通区j 出行吸引特性的吸引特征系数;K ij 为反映交通区与交通区j 之间出行分布特征的分布特征系数.K i ,K j ,K ij ,可表示为:K i =∑jT ij /∑jX xj ;K j =∑iT ij /K ij ;∑jK ij =T ij /(X ijK i K j )(4)式中:T ij 为根据现状调查资料统计出的交通区i 到交通区j 的实际分布量;X ij 为根据现状调查资料所的各交通区产生量、吸引量由式(1)计算出的现状分布量.引入三个特征系数的目的是充分利用现状调查的信息,反映特征因素的影响状况,这在无完整OD 调查资料或区域发展变化较大时尤为有利.通过以上方法计算出的出行分布可能不完全满足供求平衡原则,则需要对其进行迭代计算.X ″ij =12T i ∑X ′ij +U jX ′ij X ′ij(5)式中:X ′ij 、X ″ij 分别为迭代前后的交通区i 到交通区j 的分布量;T i 为交通区i 的产生量;U j 为交通区j 的吸引量.3.2.2 诱增型运输分布量预测由于运输规划项目的出现,将对运输线路沿线区域的经济发展产生促进与激励作用,改变人们的出行和货物的运输时间,导致人口密集度变化、调整了交通运输量.因此可以通过有无运输规划项目的比较来确定交通运输量的诱增量.诱增型运输分布量的预测,可采用如下模型:T p ij=0时 T FI ij=D PijD F ij-1T FTij ×015(6)T p ij =0时 T FIij =[(KP αi A βj D F γij )-(KP αi A βj D P γij )]×015(7)式中:P i 为未来i 区趋势OD 运输发生量;A j为未来j 区趋势OD 运输吸引量;T P ij 为现状OD 运输分布量;T FT ij 为未来趋势OD 运输分布量;T FI ij 为未来诱增OD 运输分布量;D P ij 为现状道路间区间所需最短时间;D F ij 为将来道路间区间所需最短时间.α、β、γ、Κ为模型参数,由现状OD 及现有道路网利用最小二乘法进行标定.57第3期 胡建国等:基于四阶段法的交通运输规划中运输量预测方法 3.2.3 转移型运输分布量预测转移运输量的预测目前国内尚无成熟的预测技术,一些项目在预测时存在一定的随意性.目前公认的方法是运输量转移率法.首先绘制转移曲线,之后标定转移率,据此得到转移运输量.实际应用时可采用如下两种方法:(1)首先进行铁路、水运等其他方式客货运规划预测,然后借助历史资料和国外发展中国家有关资料的分析,对未来各交通方式平均运距进行分析预测,并以运距作为不同方式间运输量转换的重要控制因素,进行转换量预测,同时考虑费用(运输成本)对货运的影响,乘车舒适性、准时性、灵活性等综合指标对客运的影响.即对铁路、水运等转移运输量利用铁路、水运相关区段的客货流密度以及客货流运距分布计算各区段不同运距的客货流量,再根据不同运距客货转移率得到客货流转移量.其中,不同运距的转移率由公路与铁路、水运的经济运距以及公路、铁路、水运的运输特点综合确定.(2)采用广义出行费用最小的选择模型,用来提供一个综合的分担比例来描述各种运输方式的合理结构.模型形式为:P ijm =er ijm∑e r ijm(8)式中:P ijm 为i 区到j 区交通方式m 的分担率(吸引力);r ijm 为i 区到j 区交通方式的交通阻抗;∑kr ijm 为i 区到j 区k 种交通方式的交通阻抗.r ijm 反映的是交通使用者在选择交通方式时所考虑的各种因素及重要性.定义为r ijm =∑nαn y ijm n +α0(9)式中:a n 为权重系数;Y ijm n 为i 区到j 区第m种交通方式的第n 种阻抗因子值;a 0为不可定量因素.交通方式的阻抗因子指交通方式的特征因素,如经济性、快捷性、舒适性、方便性、独立性、安全性等,其中费用和时间是最为重要的阻抗因子.P ijm 确定后,即可得到转移交通运输量.3.3 交通运输方式划分预测对区域运输规划而言,交通方式划分可以有两种理解:其一是公路运输方式和铁路、水运运输方式之间的划分;其二是公路运输方式中各车型之间的方式划分.目前,在进行运输规划项目可行性研究中的交通预测时很少进行这一阶段的预测和分析工作.本文认为,随着中国经济的发展,不仅未来公路上的车型比例将与现状相差很大,而且公路、铁路、水运方式之间的相互影响和促进作用也将越来越大.无论哪种方式划分都有必要进行未来的预测分析,这样可以清晰地在宏观上把握区域的交通运输发展趋向和运输方式的构成,为以后的综合运输网络规划提供科学依据.对第一种类型的方式划分预测,可采用前述确定转移交通运输量时应用的第二种方法来进行.第二种类型的方式划分预测方法国外采用较多的是机会模型,但这种模型对中国是否适用还有待检验和进一步研究.建议先对规划年各种车辆客货运承担量、实载率、车种构成进行宏观分析,然后,根据历史资料的相关分析对各车型比例进行预测.3.4 交通运输分配近年来,交通分配理论越来越受到关注,各种分配模型层出不穷,如最短路径分配模型、静态多路径分配模型、动态多路径分配模型、容量限制分配模型、增量加载分配模型、随机用户平衡分配模型等,均可用于运输量分配计算.这些模型各有优缺点和适用条件,本文建议采用随机用户平衡模型进行路网的交通运输量分配.鉴于此模型常见于各类相关著作或文献中,故本文在此不再阐述.在进行运输规划项目研究中的交通分配时,对于收费的项目,在路阻函数中一定要计入不同程度收费的影响,目前,在运输规划项目可行性研究的交通分配中很少考虑收费的影响,但实际中却存在影响,不考虑则会产生相当大的误差,对于如何计入道路收费对交通运输分配的影响,限于篇幅,在本文不进行阐述.4 结束语交通运输需求预测理论日益成熟和完善,但运输规划研究中,运输量需求预测方法却仍有许多实际中难以解决的问题,由于人们认识和思想的差异,导致预测方法在一定程度上各有利弊.另外,在预测的某个环节上由于没有统一、规范、科学的做法,预测时存在人为抬高交通运输需求量的现象,造成领导者的决策失误,给运输市场造成混乱.现实表明,分析和研究适合交通运输规划的交通预测理论和方法具有重要的理论和现实意义.本文从这些实际问题出发,深入分析和研究了运输规划的交通运输量预测方法,对交通运输规划研究中形成系统、科学、合理、可行的交通运输需求量预测方法提供了一定的技术价值.(下转第94页)4 结束语利用MA TLAB提供的信号处理有关函数和工具箱可方便地进行数字信号处理中的相关计算,并绘出图形,将教学内容中难以理解的抽象概念、公式和例题、习题中的结果用图形的方法直观地表示出来,避免了大量复杂的数学计算,节省了时间,把注意力集中在概念、原理的理解上,通过对结果的分析加深对理论的理解,对掌握数字信号处理的理论和算法有益.不仅利用MA TLAB进行教学,并且要求学生利用MA TLAB完成部分课后习题,使学生直观形象地理解教学内容,开拓了学生的视野,提高了学习兴趣,获得了良好的教学效果.参 考 文 献[1] 韩得竹,王 华.MA TLAB电子仿真与应用[M].国防工业出版社,2001.[2] 陈贵银.MA TLAB在专业教学中的应用[J].现代电子技术,2003,(2).Application of MAT LAB in Digital Signal Processing T eachingCHEN Ai-ping(Dept.of Elect.and Information Eng.,Hunan Institute of Engineering,Xiangtan411101,China)Abstract:“Digital signal processing”is a course whose principle and practice are emphasized.Its concepts are abstract and mathematic calculation is enormous.This paper uses MA TLAB in“digital signal processing”teach2 ing,and simulates the analysis method,algorithm and processing result,which qreach enriches the teaching con2 tents and methods,makes students audio2visually comprehend the principle,analysis means and design means, and improves teaching quality.K ey w ords:MA TLAB;digital signal processing;teaching;virtual experiment(上接第76页)参 考 文 献[1] March.J.G.A.Primer on Decision Making:How Deci2sions Happen[M].New Y ork:The Free Press,1999. [2] 王 炜,徐吉谦.城市交通规划理论及其应用[M].南京:东南大学出版社,1998.[3] 沈志云.交通运输工程学[M].北京:人民交通出版社,2001.[4] 杨兆生.运输规划系统与模型[M].北京:人民交通出版社,1995.[5] 于俊年.计量经济学[M].北京:对外经济贸易大学出版社,2000.[6] 交通部公路规划设计院.公路建设项目可行性研究指南[M].长春:吉林科技出版社,1991.Forecast Method of C arrying V olume in Communicationsand T ransportation Planning B ased on Four Stage La wsHU Jian-Guo,FU Jian(Highway Transportation Administration Bureau of Guangxi,Nanning530012,China)Abstract:From the characteristics of the communications and trans portation planning,the forecast method of carrying volume in the planned project of the communications and transportation on the basis of four stage laws is disoussed.Based on the traditional method,Some problem which should be paid attention to and the correspond2 ing meansures are put forward.A series of corresponding computing technologies are also proposed during con2 crete analysis stage.K ey w ords:four stage laws;carrying volume;balanced system;law of shifting rate。
第20卷 第12期 中 国 水 运 Vol.20 No.12 2020年 12月 China Water Transport December 2020收稿日期:2020-06-30作者简介:周 正,江苏交科交通设计研究院有限公司工程师。
基于“四阶段法”的S346淮阴区段连接线路网交通量预测周 正(江苏交科交通设计研究院有限公司,江苏 淮安 223001)摘 要:依托“346省道淮阴区段公路工程”项目,采用“四阶段法”对项目区域内与本项目相关的主要道路进行交通量预测。
对该项目直接影响区和间接影响区进行交通小区划分,利用TransCAD 交通规划软件进行预测,并结合相关道路现场交通量调查,得出交通量在路网中的分配结果。
预测结果表明,借助TransCAD 软件进行交通预测方便可靠。
关键词:四阶段法;TransCAD;交通预测中图分类号:U491.1 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2020)12-0015-03一、引言省道公路网作为综合交通运输体系的重要组成部分,是我省经济社会发展的重要基础设施保障。
随着省政府办公厅《关于印发江苏省省道公路网规划(2011-2020年)的通知》(苏政办发[2012]188号)的下发,未来省道网的建设以统筹全局、适度超前、协调发展、绿色发展和注重效率为原则;以适应经济社会发展和交通运输需求,覆盖全省所有市、县(市、区)、重点中心镇、省级以上开发区和4A 级以上景区,连接主要港区、机场、大型铁路货场,实现与其他运输方式的协调发展为目标。
至2020年形成功能明确、结构合理、规模适当、衔接顺畅、管理高效的江苏省省道公路网,基本达到中等发达国家水平。
本轮省道网规划中,346省道主要服务于淮安机场,并实现涟水县与宿迁市之间的快速连接,346省道淮阴区段作为其中的一部分,其建设是实现省道公路网规划的重要体现。
本文以“346省道淮阴区段工程”为例,借助TransCAD 交通规划软件,采用“四阶段法”对拟建公路项目进行交通量预测,同时也为拟建公路项目的可行性提供可靠依据。
“四阶段法”在交通规划中的应用—以济源市公路规划为例摘要:“四阶段法”目前是交通量预测中应用较为广泛的方法,本文基于“四阶段法”,首先对济源市社会经济、交通需求预测,然后采用TransCAD软件得出区域交通分布情况,为济源市农村公路网规划提供基础性的依据。
关键词:社会经济发展预测;交通需求预测;小区划分;交通分布一、预测思路与方法交通需求增长是与经济发展密切相关的,经济发展的速度将决定交通需求的增长速度,同时交通基础设施的改善又将促进区域的经济发展。
为此,在未来交通出行量发展预测过程中,将在济源市社会经济发展预测的基础上,通过分析两者之间的联系预测交通需求的增长。
二、社会经济发展预测GDP总量反映的是一个地方经济实力和市场规模。
多年来济源市经济一直保持高速增长。
2019年,全市生产总值达到686.96亿元、增长7.8%、居全省第二,规模以上工业增加值增长8.8%、居全省第一,财政总收入完成117.5亿元、增长10%,其中一般公共预算收入57.1亿元、增长13.8%、居全省第二。
查阅《河南省统计年鉴》(2011~2019)及济源市2020年政府工作报告,济源市近年经济发展情况如表1所示。
表1济源市历年国民经济情况(万元)年份生产总值第一产业第二产业第三产业2010343.3815.98259.8567.54 2011373.3618.6278.1176.89 2012439.9519.4335.1285.43 2013460.1321.51344.0994.53 2014480.4621.73327.28131.45 2015492.5421.68323.98146.88 2016538.9123.27350.12165.52 2017600.1219.09395.44185.59 2018641.8418.87416.02206.94 2019686.9624.36421.89240.71由于经济发展过程复杂,影响因素较多,这给预测工作带来一定的难度,虽然各地政府部门都按照各自的实际情况制定了自己的远景发展目标,但往往由于宏观经济环境及政策等方面因素的影响而与实际发生出现偏差,有时甚至差距较大。
文章编号:1673 -6052(2016)12 -0094 -05DOI :10.15996/j. cnki. bfjt.2016.12.024基于四阶段法的公路交通量预测研究沙爱敏\吕凡任\王晓东2(1.扬州市职业大学土木工程学院扬州市225009;2.仪征市交通运输局仪征市211400)摘要:以S 353扬州西段工程为实例,运用以机动车起讫点调查为基础的四阶段预测法,对交通生成、交通分布、诱增交通量和转移交通量及交通量分配进行预测,得到未来特征年S353扬州西段各路段的交通量预测值并进 行分析。
该方法适用于本项目,能有效地进行公路交通量预测,并对类似项目的交通量预测具有参考价值。
关键词:交通量;预测;四阶段法;交通分配中图分类号:U 491. 1 + 4文献标识码:A交通量预测是公路设计规划的关键内容,对公 路的实用性以及使用远景都起到了 一定的导向作 用[1]。
以S 353扬州西段工程为依托,采用“四阶段 预测”模型,对其未来交通流量进行预测分析,据此 为本项目建设规模和实施计划的确定、经济评价及 投资决策提供依据,并为以后类似项目的交通量预 测提供参考依据。
1交通量预测步骤公路交通量是经济社会发展对公路交通需求的 反映,其发生和发展与沿线经济社会状况密切相关,因此未来交通量应以研究区域未来经济发展目标为 基础进行推算。
交通量预测采用以机动车起讫点调 查为基础的“四阶段法”[24],即:(1)收集全区经济社会、交通运输资料,分析区域经济社会与交通运输之间的相关关系,并对未来 社会发展趋势进行预测;(2) 预测区域交通总需求,即预测交通发生、集 中总量;(3) 预测区域发生、集中总量在区域间的分布, 并考虑诱增及转移交通量;(4)把区域间交通量分配到公路网的具体路段 上,从而预测建设项目交通量。
2 S 353扬州西段交通量预测S 353扬州西段位于扬州市仪征市境内,起点位于规划S 307(规划扬州西外环),与规划S 418(启扬 高速扬州西互通连接线)对接,路线为东西走向,途经新集、新城、马集、月塘等乡镇,终点位于仪征市与 六合区交界处,接S 353南京段,路线全长约 29. 2km 0本项目交通量的预测年限为项目建成通车后 20年。
结合项目所在地区的路网变化和经济社会 发展规划,预测特征年设定为2016年、2020年、 2025 年、2030 年及 2035 年。
2.1交通生成本次研究推荐采用增长率与经济增长的关系, 并推算将来交通与经济之间的弹性关系,然后根据 各区域未来经济增长率,推算相应小区发生集中交 通量的增长率,进行预测。
(1)历史弹性系数分析本次研究将项目影响区共划分为12个大区,主 要分析江苏省、苏南、苏北以及苏中各市的经济发展 与交通量增长的关系,并进一步研究各区域的弹性系数[4]。
交通量以项目所在区域国省道观测资料为依据,经济指标选取全省和各市历年GDP ,通过分析 发现项目区域内交通量增长同该地区的GDP 有着良好的弹性关系。
从计算结果分析,江苏省历史年弹性系数序列大致成递减趋势,客车的弹性系数高 于货车的弹性系数。
与经济发展速度相比较,客车 的初期弹性系数基本在1. 2左右,客货车合计的弹 性系数基本小于1,并且总体上成下降趋势,说明客 车交通量的增长速度与经济的增长速度基本一致,项目区域交通量总体增长速度低于社会经济增长速 度,区域客车、货车的增长趋势符合区域交通与社会 经济之间的发展规律。
(2) 未来弹性系数的确定由于项目所经区域的现况路网交通量由区域内 部交通和其它地区的过境交通组成,分析该地区历 史年交通量和各地区经济的弹性关系的发展趋势,参照国外的公路交通发展规律,对货、客车交通量的 弹性系数序列用指数函数拟合,并参考宏观经济规 划进行修正,得到未来年客、货车与国民经济弹性系 数。
(3)发生集中交通量预测根据需要将车型划分为货车、客车两种。
交通 量的增长率计算采用:特征年交通量增长率=特征 年经济增长率x特征年弹性系数。
根据交通量增长 率及基年OD交通量集中、发生数据,即可推算未来 各特征年的交通量集中、发生总量,远景年2035年 预测结果见表1。
表1 2035年各小区发生、集中交通量客车 货车 合计小区发生吸引发生吸引发生吸引12237522127134951334635870354732108031079065166508173191729831093810678659764401753517118410966107096614645917580171685125367130402777958092020316221132268296781573500414919913300813077273255734550196372083852194553888435734336527165270357073870400954255556373524036138894969177510116236110836721296877918836617961511625396274140621407521031591034931276554756814972449157126278124837合计64913164908840557340557010547051054658 2.2交通量分布预测根据各区域的现状出行特点和未来发生、集中 交通量的预测值用“弗雷特法”进行交通量分布预 测,该方法认为两个交通区之间的未来交通量不仅 与两交通区的交通生成增长系数有关,而且还与整 个规划区域的各交通区的交通生成增长系数有关。
“弗雷特法”的计算公式如下[54]:1S^Tij = 了(〜..Pi j t: • & + lij **Pi不lijStij • 〇ti(1)S'(xr■ = —---= ----(2)1I T-p j I T;-V;j i式中:L为交通小区i与交通区j之间未来分布 交通量(pcu/d)为现状分布交通量(pcu/d) ;〇!;为交通小区i交通产生量的增长系数;民为交通小区j交通吸引量的增长系数。
在进行计算时,需要作迭代计算,即用公式(2 )计算a'i、P'j,将作为a i、P j代人公式(1)中进行第 二轮计算,如此反复,直到收敛于1左右。
经过交通分布预测,得到正常增长的未来特征年趋势型0D矩阵。
再分别考虑诱增和转移交通量 的影响,对各特征年矩阵进行调整。
2.3诱增和转移交通量预测2.3.1诱增交通量预测本项目诱增交通量采用重力模型推算,主要考虑以各小区间的交通运行时间为阻抗,按照“有无 项目比较法”的原则,根据项目建成前后路网交通 量运行时间的缩短来推算诱增交通量,具体分现状 区间交通出行为零和不为零两种情况分别进行计算[7-8](1)现状区间出行量不为零时,诱增交通量的 预测采用以下形式:Q^=Q,x[(|)7-i](3)式中:为交通小区i到交通小区j_未来诱增交通量(pcu/d);Q;j为交通小区i到交通小区j未来 趋势型交通量(pcu/d)为现状交通小区i到交通 小区j的出行时间(min)为未来交通小区i到交 通小区j的出行时间(min)。
(2)现状区间出行量为零时,诱增交通量的预 测计算式:Q、=k x P,x V x[⑷★)]⑷式中:P i为交通小区i到交通小区j未来诱增交通量(pcu/d)为交通小区i到交通小区j未来 趋势型交通量(pcu/d) ;k、a、P、7为重力模型回归 参数;其余参数意义同上。
根据现状0D矩阵,结合基年路网运行时间,由重力模型公式回归计算各参数。
各参数的拟合结果 如下:k = 184.561、a =0• 215、(3 = 0• 014、7 = 0• 175利用上述计算参数,根据未来各特征年的OD 矩阵和路网运行时间推算成各特征年的诱增型OD 表。
项目直接影响区诱增交通量为相应趋势型交通 量的3.28%,全区域诱增交通量占相应趋势型交通 量的1.04%。
2.3.2转移交通量预测在本项目所在区域内,目前主要铁路有宁启铁 路,未来规划的铁路有淮扬铁路和宁启铁路复线电 气化建设。
其中宁启铁路与本项目走向一致,与本 项目有较强的竞争作用,它将对本项目的交通量产 生较大影响。
(1) 转移率的确定根据本项目的路线走向以及铁路对本项目可能 的影响,本次报告对其服务范围作了假定,宁启铁路 的服务范围分为3个等级:① 直接服务范围:主要是铁路在扬州、泰州等区 域内设站的市县;② 间接服务范围:铁路所经其他省份及影响腹地;③ 空白服务范围:除以上两种范围外的地区。
根据相关原则对O D 表进行分析计算,得到未来年区域路网交通量向铁路转移率。
(2) 转移量的计算未来可能向铁路转移的客货运量主要发生在宁 启铁路沿线南通-南京之间。
以未来年区域间客货 预测交通量为基础,采用客货交通向铁路的转移率, 对未来客货交通向铁路转移量进行计算,得到远景 年公路交通向铁路转移交通量。
通过铁路转移交通 的计算,对原有小区OD 进行修正。
通过计算,推测远景年,公路对铁路的客运转移 量为650万人次/年,货运转移为1600万1/年,在宁 启铁路客货运输量规划的范围内。
2.4总OD 矩阵将分布预测的客、货O D 矩阵按照车型比例关 系,以小客车为基准车型汇总成趋势型OD 表,汇人 诱增O D 表和转移O D 表形成本项目未来各特征年 的总OD 矩阵,远景年总OD 矩阵表省略。
2.5交通量分配本项目使用交通预测分析软件TRANSCAD 在 全省路网中分配,采用的模型为容量限制迭代平衡 法。
(1)项目交通量预测结果项目交通量分配结果见表2。
从时间上看,项 目建设初期增长速度较快,平均交通量在2020年达 到9339pcu /d ,年均增长率10. 15%,此后2020年~ 2036年交通量年增长速度逐渐下降,至末年将维持 在4. 22%左右的增速。
表2未来特征年交通量预测结果(p c u /d )路段20162020202520302035起点(3〇7省道)~ 125省道724710948152461979324366125省道~宁扬界54387729105081356816833平均63439339128771668020600年均増长率—10.15% 6.64% 5.31% 4.22%(2) 转向交通量预测结果本项目路线与125省道、307省道相交,与353省道南京六合段、扬州市区文昌西路相衔接,各特征 年转向量预测结果见图1。
(3) 交通构成分析本项目承担的过境交通以扬州与南京方向为 主,其次为泰州与南通方向,过境交通在8% ~ 18% 之间,以307省道~ 125路段为最大,达到18%,125 省道~宁扬界也占有一定比重,达到8%。