基于货车轴型的高速公路货物运输量统计方法

王心磊

（苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 210017）

高速公路货物运输量数据是交通运输统计的重要组成，不仅能衡量高速公路的发展水平，反映高速公路的货运能力和效率，而且为进一步分析高速公路运输在综合运输体系中的作用提供了数据支撑［1］。如何准确、真实地获取货物运输量统计指标是现阶段统计工作的重点、难点。当前高速公路货物运输量数据的获取，需要投入大量人力、财力、物力，而且调查中人为因素会造成统计结果的不准确。如何找出一种合理测算高速公路货物运输量的统计方法，减少货物运输量统计的成本以及人为因素的影响，得到较为准确的运输量数据，是交通统计人员亟需解决的问题。

1 高速公路货物运输量统计模型

目前，全国大部分省份的联网高速公路，对货车实行计重收费，即对货车按照实际车货总重及超轴限的程度按照不同费率收取高速公路通行费。联网收费货车数据库包含车牌号、轴型、行驶里程、货车流量、车货总重、总重周转量等信息，通过对各类轴型货车的车货总重数据分析，可以推算出各类轴型货车的空载重量，就可以计算出每辆车的装载货物重量和货物周转量。

本文基于高速公路计重收费数据，构建轴型、行驶里程、货车流量、车货总重、总重运输周转量的数学模型，提出一种高速公路货物运输量统计方法，解决高速公路货运量统计失真问题，主要步骤如下：

（1）研究高速公路的计重收费计算模型，并对分析时期内相关数据进行预处理，为货运量和货物周转量的统计做好基础工作；

（2）依据货车总重实际数据，基于轴型划分的联网收费货车轴重数据，绘制出货车的总重运载量图谱，然后计算出各种轴型货车的空载重量；

（3）统计分析时期内各种轴型货运车辆的货运量、货运周转量。

货运量和货物周转量的影响因素主要有车辆载重能力、货运需求、道路情况、法律法规等［2］。经分析，起决定性的影响因素是车辆的载重性能，而货车的载重能力依赖于货车的轴型组合，同时货车轴型组合的限值也是计重收费判定货车超限的依据。以某类轴型货车为例，货运量和货物周转量的计算方法如下［3］：

式中：Ti为货车总重；Ki为该类轴型货车的空载重量；Li为货车行驶里程。

综合各类轴型货车的货运量数据，即可得出货车的货运量和货运周转量。

2 货车空载重量计算模型

货车总重分布分析是基于轴型划分的联网收费货车轴重数据，绘制出货车的总重运载量图谱。考虑到不同时期高速公路货车的装载情况会有变化，在绘制主要货车总重分布曲线时，尽量以年度数据绘制货车总重分布图谱。从货车的总重运载量图谱上，可以直观地看出各种货车的数量分布以及自重分布情况。

对货车总重运载量图谱的分析可知，一般存在3或多个峰值，分别代表空载峰值和装载峰值。通过货车的总重运载量图谱，可以统计出该地区各类轴型货车大致的平均自重。计算出的各个轴型货车自重包括驾驶员、燃油以及其它设备的重量，一般比该轴型货车出厂的整备质量偏重。

2.1 基本步骤

（1）在计算货车的空载重量时［4］，首先按照货车总重运载量图谱的曲线走势，按轴型划分空载重量的吨位区段，对于不规则的货车总重运载量图谱，吨位区划的划分以第1个波峰的顶点为分界点；对于典型双峰值的货车总重运载量图谱，吨位区段的划分以第1个波峰的起终点为分界点。

（2）按照各个轴型划分的吨位区段计算出标准差。标准差是衡量一个样本数据波动大小的量，标准差越大，样本数据的波动就越大。

（3）按照划分好的吨位区段，将数据合并，计算吨位和车次数量乘积的组数据标准差、各吨位所对应车次数量的组数据标准差。

（4）根据各个轴型划分的吨位区段，计算出货车的空载重量。

2.2 计算流程

对联网高速公路货车计重收费的各个轴型货车总重数据进行汇总统计，计算流程如图1所示：

图1 货车空载重量计算流程

2.3 计算方法

各轴型货车的空载重量吨位区段的吨位和车次数量标准差S空载·吨位·车次按下式计算：

式中：x1，x2，…xn分别为空载重量吨位区段的吨位和车次数量乘积的一组数据；x为空载重量吨位区段的吨位和车次数量乘积的一组数据平均值。

各轴型货车的空载重量吨位区段的车次数量标准差S空载·车次按下式计算：

式中：y1，y2，…yn分别为各吨位所对应车次数量的一组数据；y为各吨位所对应车次数量的一组数据平均值。

2.4 计重收费数据的选取

以2012年某省联网高速公路收费数据为例（表1），统计的主要轴型有11轴、12轴、15轴、112轴、115轴、125轴、127轴、157轴、1127轴，主要轴型货车的车次、总重所占比重均超过95%。

2.5 各轴型总重运载量图谱绘制及空载重量计算结果

依据货车各轴型的车次与总重之间关系［5］，绘制总重运载图谱。其中图2~图5、图7属于不规则的货车总重运载量图谱存在的问题，计算其平均空载重量，需对数据进行方差分析。方差分析是将可能造成变动的因素分解成不同的部分，并且以假设检定的方法来判断这些因素是否确实能解释数据的变动。不规则货车总重运载量图谱存在1个或多个峰值，空载重量的吨位区段划分以第1个波峰的顶点为分界点。

图6、图8~图10中，双峰值的货车总重运载量图中，一个是空载峰值，另外一个是满载峰值。根据货车数据绘制典型双峰值货车载重图谱样式，选择拟合函数的类型进行拟合；并将绘制的图谱与拟合函数图进行比较，也可根据典型双峰值图谱双峰值情况，分段进行数据拟合；最后，依据拟合函数，求得不典型双峰值图谱的峰值，得到空载重量（表2）。

表1 2012年联网高速公路某省籍货车统计数据

图2 11轴货车总重运载图谱

图3 12轴货车总重运载图谱

图4 112轴货车总重运载图谱

图5 15轴货车总重运载图谱

图6 115轴货车总重运载图谱

图8 127轴货车总重运载图谱

图7 125轴货车总重运载图谱

图9 157轴货车总重运载图谱

图10 1 127轴货车总重运载图谱

表2 主要货车轴型对应的空载重量计算结果表 t

3 主要轴型货车的货运量和货物周转量推算

通过对货车的总重运载量图谱的分析，计算出的各个轴型的空车重量，根据式（1）可以推算出各个轴型货车的货运量和货物周转量［6］，进而得到全省货运量和货物周转量。以2012年某省联网高速公路数据为例，计算结果具体见表3。

表3 2012年联网高速公路某省籍货车的货运量和货物周转量计算结果

4 结语

目前，对于高速公路货运量和货物周转量的统计，各个省份基本没有理想的计算方法。如果进行专门的高速公路货物运输量调查，一方面调查中影响因素较多（天气、节假日等）会造成数据质量下降，另一方面耗费的时间、人力、物力、财力庞大且人为因素干预较多。在大数据的背景下，应用联网高速公路计重收费数据，绘制货车的总重运载量图谱，通过模型计算出主要货车型对应空载重量，并以此为依据，推算在高速公路上运行的货运量和货物周转量成为可能。考虑到计重收费数据中，包括车牌信息数据，可以按车籍统计货运量和货物周转量。通过各轴型对应的货运量和货物周转量，可以多层次分析对高速公路运力结构变化情况，为交通运输主管部门制定发展政策，加强宏观调控和管理，进行路网规划和管理的重要依据。在我国大部分省份联网高速公路实行计重收费的大背景下，交通主管部门可以方便地从高速公路管理部门获取货车计重收费数据，为高速公路货运量和货物周转的计算提供稳定的数据源。

［1］王军华，高峰，叶燕仙.基于计重收费数据库的高速公路网货物运输量计算［J］.现代交通技术，2009，6（4）：73- 77．

［2］陈荫三.高速公路运输量研究［J］.中国公路学报，2005，18（2）：94- 98．

［3］袁长伟，王建伟.高速公路速公路货流统计方法与实证分析［J］.公路交通科技, 2009（10）：149-152．

［4］刘拥华，孙静怡，何民，等.高速公路货物运输量统计方法［J］.公路交通科技，2012，29（4）：143-148．

［5］左庆乐，张莹．我国公路运输量统计调查的新思路［J］.交通标准化，2005（2）：41-43．

［6］刘拥华，和永军，缪应峰.高速公路计重收费模型研究及改进［J］.公路交通科技，2011，28（5）：153- 158．