摘要:在交通量预测中,根据《公路工程可行性研究报告编制办法(新版)》(2010年版),对交通量通常采用“四阶段预测法”和“简化程序的预测方法”,本文针对低等级公路采用的简化方法对交通量预测,从组成内容、历史数据、交通调查、模型建立、数据结论等方面采用新颖的一问一答的方式作了细致的剖析和多年的经验总结,为低等级公路交通量的预测方法提供了一条便捷实用的新途径。
关键词:低等级公路; 历史数据; 数学模型
交通量分析和预测是公路建设项目预可、工可报告的主要篇章之一,虽然两者之间各有侧重,编制深度也不尽相同,但其预测方法基本一致,同时它也是公路建设中确定公路技术等级、工程规模以及进行经济评价的基础。无论对任何区域进行交通量的分析,都需要在该区域所规定的交通规划指导基础上进行,同时要紧紧围绕预测区域周围交通路线情况和交通流的转移关系,每年需要针对公路工程交通量进行详细预测,了解不同工程项目之间相关性,为公路工程建设方案设计提供可参考依据。如果未按照交通规划指导要求对交通量进行预测,得到的结果会与实际数据存在一定差距。因公路交通量预测工作会受到多种因素的影响,所以必须要按照规划指导要求进行调查研究,最大限度保证公路交通量预测结果更贴近实际情况,提高预测结果的适用性。本文主要是结合工程实践针对低等级公路的交通量采用简化的预测方法中的基本思路、注意事项等,采用设问式的问答方式对低等级公路采用的简化方法作出了细致认真、具有数据支撑的分析。
1.低等级公路预测的范围的内容
二级及以下公路建设项目;
具有重大政治、军事意义,而短期经济效益并不明显的公路建设项目;
功能单纯的各类专用公路(如机场专用路),以及为大型工矿项目或新建开发区服务的配套公路;
地方集资建设的县乡公路项目;
具有系统交通量观测资料的改扩建公路项目;
其他不适宜采用“四阶段预测法”的公路建设项目。
2.预测交通量的组成内容
一般由趋势交通量、诱增交通量、转移交通量构成。对于低等级公路采用的主要是进行趋势交通量的预测,而诱增交通量、转移交通量可根据调查数据尽量采用定量分析进行,否则可采用定性分析的方法,即诱增交通量、转移交通量可采用趋势交通量结合区域交通状况乘以一定百分率进行。
研究表明,诱增交通量其发展趋势相似于偏正态分布,即在公路通车时,诱增交通量约占正常交通量的10%,通车3~5年,诱增交通量最大,约占15%~20%,以后逐年下降,直至4%左右。转移交通量一般结合区域交通状况可取3%~5%左右。
图1低等级公路预测的总体思路框图
3.交通量的预测及调查
社会经济调查应收集社会历史、现状、发展规划,主要指标应满足趋势分析需要,宜不少于10年的历史数据,在实际预测中,如历史数据不足,也应至少保证5年的连续近期调查数据有效,保证趋势分析的拟合模型接近实际情况,经济指标选择目前一般选取国内生产总值GDP指标,规划数据可取《xx省(市县区)国民经济和社会发展规划》,项目期内的规划特征年,一般可取每5年为以一间隔。交通量预测按照《编制办法》的规定执行,预测年限为20年,与经济评价年限相一致。
交通调查交通量历史和现状,公路网现状和规划,历史数据的来源主要有《xx省公路统计年鉴》、、公路交通部门、高速公路管理局交通行业资料,观测站资料。现状数据可直接进行交通调查直接得到,考虑到公路设计中路面结构验算的内容,交通调查的内容应包括交通量、方向系数、车道系数、分车型车辆组成、轴组组成和轴重,特别是注意的整体式货车和半挂式货车的比例,以利于公路TTC比较准确的分级。
4.交通量优化模型的构建
交通量数学模型:Y2=A*(1+nX)m
Y:远景年交通量
A:基年交通量
X:经济预测增长率
n:项目所在区域弹性系数
nx:交通量预测增长率
模型中弹性系数的确定,在数学模型建立中,最为关键的一步是经济预测增长率到交通量增长率的转换,其中弹性系数最为关键。我们对公路规划设计需要满足多种要求,同时要考虑到设计工作的复杂性,对交通流量进行调查和预测可在辅助方案协助下进行,可以有效规避掉一部分影响因素,整理出一个清晰的预测思路,目前我们发现行之有效的方法为弹性系数法。该方法可将公路交通、预测区域人口情况、公路所在区域产业布局情况等因素综合到交通量预测模型中,推测出公路交通承载量,对于两个地区交界处的交通量预测,可以充分了解对交通的需求情况。弹性系数法要将市、省的经济发展状况考虑进去,从经济长期发展的角度预测交通量增长状态。建立交通量数学模型确定弹性系数,要尽量收集公路交通量,采用回归分析。
一般情况下选用两种方法进行弹性系数根据对有关指标的分析,一种是计算法,一种是经验法:
计算法:选用汽车保有量、客货运输量、主要道路断面交通量与国内生产总值进行回归分析,推算出其弹性系数,参照这些系数可确定未来客、货车出行量的弹性系数。由于公路断面交通量受道路条件和自然条件的影响大,道路网络中新建道路的通车,老路改造和维修等情况都会对局部路网中公路断面交通量调查结果产生明显的影响,所以在确定交通出行弹性系数时,一般利用汽车保有量、客、货运输量与国内生产总值进行分析,结合公路断面交通量指标综合分析确定。
经验法:其一,根据交通部公路规划研究院有关研究报告的研究结论,我国未来客、货运弹性系数在0.7~0.9之间的概率为78.97%。其二,相关公路常年交通量观测资料的弹性系数分析,咨询有关专家和参考其它项目的研究成果,综合确定项目的交通量弹性系数。
交通量预测模型一般可采用线性回归模型、幂模型、指数模型、对数模型、多项式模型、移动平均线模型等,模型没有好坏之分,只有适合不适合,实际项目中应选择拟合程度较好模型。一般来说,线性回归模型是较为简单、较为实用、拟合程度较好的一种模型,而是否采用线性回归模型应取决于数学模型中相关系数R2的取值。
举例,在项目中所采用的断面交通量调查的表格形式。
表1 交通量断面观测记录表
根据第二条的有关内容和数据,在确定了预测年趋势交通量后,根据当地经验数据和历史数据,可以确定诱增交通量、转移交通量,三者之和即为当年预测交通量。
以下表为例:
表2 交通量预测结果表(单位: 辆/日 小客车)
结束语
通过以上对低等级公路交通量的分析,可以得出交通量的预测分析,一般是采用定量分析与定性分析相结合的方法。定量数据要做到历史数据清晰,方法科学,定性数据要使用符合当地情况的经验数据,将经济增长率转换为交通量增长率,同时科学地将诱增交通量、转移交通量通过简化成一定百分率合理的引入到总交通量预测中去,通过项目验证,证明通过这一方法可以达到对低等级公路交通量快速、准确地进行预测,值得借鉴。C
(作者单位:山西路恒交通勘察设计咨询有限公司)
参考文献
[1]于泉,高天胜.基于交通特征参数预测的高速公路新型车检器布设方案研究[J].中国交通信息化,2019(12):122-126.
[2]姚洁.基于GA-BP算法的高速公路交通量预测模型研究[J].东莞理工学院学报,2019,26(05):69-73.
[3]张传,倪屹聆.基于“四阶段法”的交通改善工程交通量预测[J].农业装备与车辆工程,2019,57(10):118-122.
[4]柯水平,白子建,孙峣.基于多用户配流的空港集疏运交通量预测[J].交通与运输,2019,35(05):19-22.
[5]王强,张铁岩,高洪振.关联性要素分析法在青岛新机场集疏运道路交通预测中的应用[J].交通与港航,2019,6(04):61-67.
[6]钟远岳,钟广鹏.地块交通影响下的交通需求预测模型及应用[J].交通运输工程与信息学报,2019,17(02):73-80.
[7]葛梦雪,宋国华,王芃森,侯杰,闫小勇.基于手机应用软件测算OD数据的区域交通需求预测[J].公路交通科技,2019,36(05):152-158.