高速公路交通量预测及分析——太原二环高速凌井店至龙白段交通量预测及分析

张婧丽

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

交通量预测是高速公路建设中技术标准、工程建设规模以及经济评价确定的基础。本文对交通量预测方法进行了阐述，以山西省太原二环高速公路凌井店至龙白段这一实例进行论证。通过对该项目社会经济和交通量的调查，建立适合的交通量预测模型，并对模型及预测结果进行检验分析，得出预测模型适用于本项目，并为以后类似项目的交通量预测提供参考依据。

1 交通量预测方法及步骤概述

交通量预测采用“四阶段预测法”[1]。首先分析社会经济指标与交通运输指标之间的关系并建立相关模型，然后结合已经建成的高速公路交通流特征和我国现阶段的车辆保有量高增长的特点对模型进行适当调整。其次运用模型对各影响区的未来特征年发生量与吸引量进行预测，并通过费雷特法预测各个小区间各特征的年发生量和吸引量的具体分布。最后通过交通量分配模型对各特征年的OD在路网上的分配交通量进行计算，得到项目及其相关公路的未来年正常趋势型交通量。四阶段预测法步骤见图1。

图1 四阶段预测法工作步骤

2 项目区交通调查分析

2.1 项目介绍

项目起点位于太原市阳曲县凌井店乡南社村，与太阳高速以枢纽式立体交叉的形式相接，路线向南在南庄村西设大桥上跨石太高铁隧道段，经过安塘村、内界口村，进入晋中市寿阳县平头镇境内，过外界口村、沟北村、董家庄、袁家庄、南梁村、金家庄村、黑水村、庄子沟、西韩村，经后富沟村、郭家沟西、西坡村西、罕山村、西蒜峪村、高壁村、东左付村、白村，在晋中市榆次区什贴镇龙白村西侧到达终点，与龙城高速公路以龙白枢纽相接。

2.2 项目交通小区的划分

项目路线起点位于阳曲县凌井店乡，终点在榆次区什贴镇，是太原市二环高速公路的重要组成部分，根据项目对地区经济和交通运输的影响程度，以及区域内物资流动和车流集散的特点，结合地区社会经济、交通现状、路网状况、行政区划和交通出行分布特点，将项目影响区划分为18个交通小区。具体划分见表1。

表1 项目交通小区划分表

2.3 项目区路网分布

在拟建项目主要影响区域内，主要的干线公路有国道 G108、G208、G307、省道 S216、S314、S317 和已通车的东山过境高速公路、太旧高速公路、太阳高速公路等。

3 项目交通量预测方法

3.1 交通生成预测

本项目交通量预测采用近年来从美国引进的专业性地理信息系统软件TransCAD，可处理各种交通运输数据，应用于各种运输方式，建立交通规划信息系统和决策支持系统。

本文对项目主要影响区内的公路的客货运量、历年交通量与社会经济指标进行相关分析。经过线性模型计算结果分析，得出历年客运量与国内生产总值和人口指标的关系较密切；货运量与第一、第二生产总产值关系密切。采用回归分析得出相关模型，见表2。

表2 研究项目主要影响区交通量预测模型表

3.2 交通分布预测

3.2.1 趋势型交通分布预测

本文采用“费雷特法”（Frator Method）对该项目进行交通分布计算，推算出i区与j区间分布的交通量。以基年的OD表分布的交通出行量为基础，结合交通出行生成预测的发生量和吸引量的增长倍数。应用费雷特交通分布预测模型对各交通小区未来的出行和吸引进行预测。

3.2.2 诱增交通量

本项目的建成，缩短了区域之间的“时间距离”，将诱发出新的交通量，这部分交通量叫诱增交通量。本文按照区域间的运行时间距离这一因素，按照“有无比较法”原则，采用重力模型的思想，分为现状区间交通出行量为零与不为零两种分别计算[2]。

a）现状区间出行的交通量不为零时，诱增交通量的预测采用公式（1）：

式中：Q'ij为i区到j诱增交通量；Qij为i区到 j趋势型交通量；Dij为无此项目时，i区到j区出行时间；D'ij为有此项目时，i区到j区出行时间；r为重力模型参数。

b）现状区间出行的交通量为零时，诱增交通量的预测采用公式（2）：

式中：Pi为i区发生交通量；Aj为j区集中交通量；k、α、β、r为重力模型参数。

经过计算，可得到各特征年诱增型客、货流量。

3.2.3 基年OD分布

为了解项目影响区内公路交通流的流量和流向，全面掌握交通量预测的基础资料，本项目对各观测点进行了24 h OD调查，通过对调查样本进行必要的修正，结合调查地点相应的周（日）、月不均匀系数，得出项目基年（2014年）OD分布表，见表3。

根据基年OD分布表，结合项目影响区经济、客货流量与交通量之间的模型关系，运用Trans CAD软件得出各特征年的OD分布表。具体各特征年OD分布表在本文中略去。

3.3 交通分配

3.3.1 交通分配工作流程

在交通分配时主要考虑道路的通行能力及通行时间，采用多路径概率分配方法[3]，在现有路网上对基年OD进行分配。

3.3.2 分配模型检验

经过模型分配，可得到主要相关公路基年各区间平均交通量，见表4。文中选用与项目关系密切路段进行检验，分配结果和观测的统计数字基本相吻合。

表3 2014年（基年）公路汽车交通量现状O-D表 pcu/d

表4 基年交通量分配结果检验表 标准小客车

3.3.3 分配结果及分析

经过以上步骤，得到本项目方案公路未来特征年断面趋势型、诱增型、总交通量预测结果，见表5。并得出2037年汽车出行期望见图2。

表5 拟建公路特征年（趋势型+诱增型）交通量预测值 pcu/d

图2 2037年汽车出行期望图

4 结论及建议

a）本文主要采用路边询问调查方法，在项目周边道路设点对过往车辆进行24 h连续调查。通过调查得到的数据资料，不仅为本项目交通量预测提供最直接有效的资料，也为今后山西路网的长远规划提供依据。

b）本文重点在建立适合本项目的交通预测模型，运用模型对车辆OD调查的数据进行分析，预测未来正常趋势下的交通量，通过预测分析可以为《山西省高速公路网规划调整方案》提供有力的依据。

c）本文中建立的交通量预测模型，通过模拟分析，与山西省近几年道路交通量的发展趋势基本吻合。这在一定层面上说明这套预测模型在未来一段时间内，对类似项目的交通量预测分析具有参考价值。