未来远景交通量预测方法

许昌市公路管理局 李志刚

未来远景交通量预测方法

许昌市公路管理局 李志刚

道路的未来远景交通量由正常交通量、转移交通量和诱增交通量3部分组成，其中正常交通量和转移交通量统称为趋势交通量，而且趋势交通量是主要部分。在工程可行性研究中，远景交通量预测方法大致分为两类：一类是增长率（增长曲线）预测法，即用简单的数学模型预测，这一方法多用于预测性研究中。另一类是4阶段推算预测法，即根据OD调查起点到终点间调查人和车的出行动向以研究区域内路网交通量的发展规律，进而推算路网中拟建公路的远景交通量，这种方法考虑因素较周全，比较符合交通量发展变化的客观规律，通常用于可行性研究中，以预测未来交通量。

一、可行性研究中交通量预测方法

1.在预可行研究中，通常采用增长率或增长曲线预测远景交通量Ym的数学模型（表1），其中这些数学模型分为定基预测和定标预测两种。定基预测是直接从交通量本身的变化规律进行预测，一般以基年交通量为起点开始推算。定标预测法是指从其他经济指标与交通量的关系来进行交通量预测，定标预测考虑的经济指标有人口、汽车保有量、国民生产总值、工农业生产总值等，在实际中，对这些经济指标缺少深入的分析，致使得出的预测结果可信程度很低，因此，现行预测交通量提出了一种新的预测技术——3次指数平滑法。这种方法是利用惯性原理预测交通量，即一条道路交通量的发展变化随时间的推移按照自己的固有规律发展，根据历史交通量描绘出远景交通量的发展趋势，进而得到需要年份的交通量的预测值，交通量预测所用的数学模型见表1。

2.现在通过表1两种S型曲线说明怎样利用定基预测与定标预测找出曲线的变化规律，求出拟建公路远景交通量。

（1）定基预测利用冈柏兹（Gompertz）曲线（图1）求其预测交通量，其曲线数学公式为：

式中，Ym为第m年预测交通量；K为渐近值，可理解为饱和交通量；a，b为待定回归参数。

冈柏兹曲线的特点是，曲线先由上凹的上升，后为下凹的上升，成非对称的S型，两端无限延伸时，渐近线为Y=K和Y=0。

令系数b=e-μ（μ＞0）代入上式中得到式（2）：

表 1 交通量预测数学模型

两边同时取对数2次，得到式（3）：

（2）定标预测采用逻辑斯蒂（Logistic）曲线也是按照取对数的方法求的一元回归方程，求出两个A和B系数，从而求出预测年的交通量。

3.在工程可行性研究中，采用4阶段预测交通量的方法，这种方法是以终点（OD）调查为基础的预测技术，4阶段介绍如下。

（1）社会经济调查和预测。在经济调查的基础上，首先需对交通量的发生因素人口、经济、汽车保有量等有选择地进行预测。预测以回归分析方法为主，常用的方法有直线法、指数法、二次曲线、对数法、生长曲线法等。

（2）小区交通量发生和吸收。依据现有小区的人口、经济、汽车保有量或现有发生、吸收交通量与未来的发生的交通量和吸收等指标的关系，建立发生、吸收交通量的模型，通过此模型来预测未来发生的交通量，此种模型一般有增长率法、强度指标和相关分析法等，下面以强度指标法来预测未来交通量。

假设经济指标与该小区出行交通量的比例为一个常数，则未来发生的交通量可用以下公式表示：

式中， ，QPL分别为将来和现在的l区域出行交通量； 和EI分别为将来和现在i区域经济指标。

（3）各小区之间交通量的分布。求出个小区的出行交通量，还要把发生的出行交通量分别分配到周围的各小区中，此步骤可采用增长率法、底特律法等方法，求出各小区的分配交通量。

（4）交通量在小区的分配。分布交通量解决了i区至j区之间有多少交通量发生往来，这些交通量在路网上怎样选着路线，从而可以预测出各条路线上的交通量，交通量的分配主要方法有全有全无法、最短路径迭代分配法、等行程时间分配法、转移率法等。全有全无法是以“路径最短”为原则分配交通量，在交通量比较少的路网上比较合理；在交通拥挤道路形势条件较差，则司机为了避免堵车，宁愿绕行，这就用最短路径迭代分配法；在区域路网中如果几条道路的长度相近，司机选择走哪条路是带有随机性的，这时应采用转移率法。

4.3次指数平滑模型预测技术。预测就是研究事物的发展变化规律，从中发现客观事物在变化过程中表现出来的规律的延续性，也是建立预测目标与变化因素之间的关系模型，而3次指数平滑模型就是采用惯性原理预测交通量，惯性原理的特性就是当外部环境没有发生大的变化时，客观事物的发展过程表现为其规律的延续性。3次指数平滑模型属于时间系统预测技术，在一定预测时间段内具有良好的预测程度和实用性选用平滑系数对公路交通量时间历史数据进行加权修正得出数学模型来预测远景趋势交通量。