基于综合调查方法的省际高速公路交通量预测方法研究

冯名慧 黄浩 苏治北

摘要：为研究省际高速公路交通量预测方法，文章综合利用现场实际调查交通量及采集高速公路联网收费数据的方法，并提出在广西高速公路联网收费数据缺乏省际过境交通流量，现场调研难度大的前提下，通过采集省界高速公路收费站出入口（门架）数据，对省际过境交通量进行分析，进一步补充与完善项目OD（交通出行量）数据，提高了省际高速公路交通量预测结果的准确度。

关键词：省际高速公路；交通量预测；OD数据；省际过境交通量

中图分类号：U411     文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）05-0075-04

0 引言

交通量在公路工程建设前期工作中占据重要地位，其是确定公路规模、技术等级，以及用于财务评价的基础［1］。交通量数据是交通量预测的基础，目前常用的交通量基础数据有实地观测点的OD（交通出行量）调查数据，以及高速公路联网收费数据。高速公路联网收费数据是全天全样本的数据，优于普通的抽样OD調查，可为交通量预测提供良好的数据基础。丁柳清［2］利用高速公路联网收费数据构建高速公路网OD交通量预测模型，将预测得到的OD交通量加载到路网上，构建动态交通分配模型。周南等［3］结合实例阐述了联网收费数据挖掘在交通量预测的具体应用方法。孙同心等［4］通过对高速公路收费站进出交通量的分析，建立了交通量预测模型。在实际工作中，从高速公路联网数据中只能获取一个省份的数据，较难获取全国联网收费数据，因此对于省际高速公路，缺乏起讫点均不在本省的过境交通数据，而且该类交通量数据具有现场调查成本高、获取难度大等特点。本文以从江—融安—荔浦公路（融安经永福至阳朔段）为研究对象，针对省际高速公路交通量调查数据的特点，提出利用省际高速公路出入口（门架）数据，对研究项目的OD数据进行补充分析，并采用“四阶段”交通量预测模型研究省际高速公路交通量，对提高实际预测工作的准确率具有重要的参考意义。

1 项目概况

从江—融安—荔浦公路（融安经永福至阳朔段）是《广西高速公路网规划（2018—2030）》中“1环12横13纵25联”中联2线的重要组成部分。路线起点与融安至从江公路一期工程（融安至安太段）衔接，位于柳州融安县浮石镇，总体走向由西向东，沿线经过融安县、桂林市永福县、临桂区，终点与包头至茂名高速公路衔接，位于广西桂林临桂区六塘镇峦山底村东侧，主线长度约111 km。项目已于2023年2月获广西发展改革委核准批复，不日将正式开工建设。该项目与已建成的桂林至三江高速公路形成平行通道，是典型的广西、贵州、广东三省交界处的省际高速公路，沿线分布较多优质旅游资源，项目建成后将成为贵州—广西—广东的又一重要省际通道，增强了“桂黔粤”三省的联系，有利于带动项目沿线融安县、永福县、临桂区、阳朔县的经济发展。

2 区域交通量调查与分析

为提高该项目的交通量预测精度，本研究开展现场实地OD调查，收集高速公路联网收费数据、现有平行高速公路通道流量、跨省收费站进出交通量数据等作为交通量预测的基础数据。

2.1 区域路网现状

从江—融安—荔浦公路（融安经永福至阳朔段）项目沿线路网密布，项目承担的两个部分的交通量：融安、永福、阳朔等城镇间的交通量和贵州与广东等区域长距离运输交通量。

当前，融安至永福、桂林市区、阳朔方向主要经过国道G357-国道321或省道S208-国道G357-国道G321；永福至阳朔方向主要经过省道S302-国道G321，其中国道G321桂林至阳朔段为一级公路，其余国省道路段均为二级公路，设计速度为40～60 km/h。贵州与广东等区域的长距离运输交通量主要由三江至桂林高速公路承担，桂三高速主线长137 km，加连接线总长150 km，设计时速为100 km，双向四车道，于2017年10月26日建成通车。

2.2 OD分区

OD分区是由收集各相关社会经济资料的难易程度、调查目的、所要求的数据项目决定的。根据该项目的要求和国民经济调查获得的资料，考虑各区域间路网的相关程度和方便数据输入处理，以现状行政区划为基础，以直接影响区域细分、间接影响较小区域粗分的原则，该项目沿线经过的融安县、永福县、雁山区以乡镇为单位划分为6个小区，与项目联系较为紧密的鹿寨县、柳城县、阳朔县等邻近的县（市区）划分为4个小区，省外以贵州、湖南、广东方向为主划分为3个小区，其他省内区域以组团形式划分8个小区，共分为21个小区。

2.3 调查点分布

OD 调查点的布设是整个调查工作的关键，本次调查设置了G209融安县城北侧、省道S302永安乡东侧及永福县东侧、省道S208三皇乡北侧及百寿镇百寿中学、国道G322广福南、国道G321雁山区南侧及葡萄镇南侧，以及该项目直接影响范围内已建成的桂林至三江龙胜服务区、柳州至三江高速公路融安服务区共10 个调查点，便于掌握该项目路线所经地区与邻近地区之间，以及地区内部各主要干线公路的车流量；现场调查时间为2021年8月6日，同步收集了2021年7月1日至7月7日广西高速公路联网收费数据、2016—2021年黔桂主要省际收费站进出交通量数据。

3 路网现状交通量分析

3.1 调查点断面交通量及交通特征

3.1.1 调查点断面交通量

通过对现场观测交通量数据进行统计分析发现，国道G209融安县城北侧、G321雁山南侧及葡萄镇南侧观测点靠近县城，交通量较大，达到9 000～11 000 pcu/d。龙胜服务区观测点的交通量为14 941 pcu/d，与2020年相比，交通量略有上升。其余观测点的交通量为700～6 000 pcu/d，交通量较小，与公路局相近观测点的历年交通量相较，有所下降。

3.1.2 车型构成

在本次交通观测中，共统计机动车出行41 067辆次，其中按绝对数计算，比重最大的为小客车，所占比重为66.18%，其次为汽车列车、中货车、小货车、大货车、大客车，所占比重分别12.85%、6.62%、6.38%、5.86%、2.11%。客车合计占总出行量的68.29%，货车合计占总出行量的31.71%，客货比为2.15∶1（绝对数）。与该项目平行的桂林至三江上的龙胜服务区观测点统计的数据中，汽车列车比例达到26.8%，客货比例为1.07∶1（绝对数）。

3.1.3 高峰小时系数

调查点高峰小时出现的时间分布在中午的11：00-12：00、9：00-10：00、13：00-14：00及17：00-18：00、18：00-19：00。各调查点高峰小时交通量占白天12 h交通量的比率集中在9.45%～12.49%的区间，占全天24 h交通量比率集中在6.24%～6.83%的区间。高峰小时重方向率为52.71％～62.26％。其中，龙胜服务区高峰小时出现在13：00-14：00時，占白天12 h交通量的比例为11.28%，为往湖南、三江、贵州方向。

3.1.4 日昼比

经过分析，调查点各车型日昼比绝大多数为1.3～1.8。各路段分车型日昼比各不相同，总的来说，客车的日昼比较低，而货车的日昼比较大。客车大部分都在日间出行，货车特别是拖挂车、大型货车、中型货车大多在夜间出行。

3.2 平行高速公路历年交通量分析

桂林至三江高速公路与该项目基本平行，位于“粤港澳”至成渝主轴上，将承担西南区域与“粤港澳”大湾区往来交通量。桂林至三江、三江至柳州高速公路分别于2017年10月、2017年1月建成通车，本文收集到两个高速公路建成以来至2021年的日均交通量数据，从中可以看出，受疫情影响，2020年的交通量基本与2019年持平，2021年交通量开始明显回升。

对桂林至三江、三江至柳州高速公路行驶的各类车型所占比例（自然数）进行分析，其中桂林至三江高速公路交通量中客货比约1.36，客车略多，一类小客车占全天车流量的比例为55.38%，其次为六类货车，占比约11.31%。由于桂林至三江高速公路承担了贵州、湖南的省际交通量，因此大型货车较多。三江至柳州高速公路客货比达4.11，客车比货车多很多，占比最大的为一类客车，其占三柳高速全天车流量的比例高达78.26%。

3.3 省际过境交通量分析

该项目交通量主要由两个部分组成：一是本文重点分析的广西过境交通量，即起讫点均不在广西境内的过境交通量；二是起讫点有一方在广西境内或起讫点均在广西境内的进出交通量，该部分交通量可通过现场交通量OD调查及高速公路联网收费数据进行路径分配后分析得出预测结果，在此不再详细阐述。

该项目作为贵州及以北方向经广西至广东的重要路径，过境交通量为本项目交通量非常重要的构成部分。该部分的交通量可通过省际收费站的进出交通量数据进行分析，本文重点对三江至桂林高速公路上的桂黔独峒收费站以及六寨至河池的黔桂六寨收费站的交通量数据进行分析。

3.3.1 月不均匀系数

高速公路日均交通量在一年内的不同月份略有不同，如春节、暑假等节假日所在月份其交通量较全年日均交通量普遍偏大。本次研究收集数据的时间段为2021年7月1日至2021年7月7日，由于7月初广西各市中小学已经放暑假，但贵州和广东中小学还未放暑假，全区高速公路交通流量相较其他月份的日均交通量处于中等偏上的水平。考虑高速公路流量分布特点，收集了2018年各月桂林至柳州、三江至柳州、灌阳至凤凰、六寨至河池高速公路流量，参考高速公路月流量分布，最后将桂黔独峒收费站交通量月不均匀系数确定为1.09、黔桂六寨收费站交通量月不均匀系数确定为0.94。

3.3.2 省际交通量分流情况分析

提取黔桂省界收费站历年交通量数据发现（见表4），六寨至河池高速自2012年通车后，黔桂省界出入口交通量保持增长趋势，提取2016年10月的交通量数据分进行分析，黔桂六寨约15 %（自然辆）的车辆均为贵州经广西往返广东方向省际交通量。三江至桂林高速公路于2017年10月通车后，部分由贵州至广东方向交通量转移至桂林至三江高速，导致黔桂六寨省界收费站2018年的交通量下降了13.55%，其中贵州至广东方向的交通量占比下降了约11百分点，下降至4%（自然数），即桂林至三江高速公路分流了贵州至广东方向约73%的交通量。

3.3.3 车型类型分析

根据收集到的2018年9月20日高速收费出入口的详细数据对黔桂独峒至独峒路段交通量收费车型构成情况（见表5）进行分析，该路段中仍以一类客车的占比最大，其比例达到57.51%；其次为一类货车、二类货车及六类货车，客车比例达59.18%，客货比例为1.45∶1（自然数），客车数量略多于货车。

3.3.4 交通流向分析

提取2018年9月20日黔桂省际收费站出入口交通量数据发现，经黔桂独峒出入口由贵州至广东方向的交通流量占总交通总量的44%，至桂林南部的交通量占比为4.35%，至贺州、梧州的交通量占比为3.42%；经黔桂六寨出入口由贵州至广东方向的交通量占总交通量的7.48%，比例相对较低，其主要交通流向河池市、南宁市、柳州市，三市交通量占黔桂六寨出入口总交通量的75%左右。本项目建成后，将分流贵州方向至广东、桂林南部、贺州、梧州等地的交通量，分析交通流向，该部分交通量约占黔桂独峒出入口交通量的51.84%。

4 交通量预测

以融安、永福、阳朔各自的人口、经济和交通发展水平为权重，将本项目现场OD及黔桂省际收费站出入口交通量数据样本乘以相应的车型扩大系数，再乘以相应的日昼比及月、周日不均匀系数，剔除其中重复调查车辆，在全区高速公路收费站OD的基础上，根据该项目的OD小区分区，汇总得到该项目基年OD矩阵。

基于OD矩阵，利用“四阶段”法［5］进行预测，包括4个阶段，分别为社会经济预测、小区生成量预测、交通分布预测和交通分配预测。一是进行资料收集，分析项目影响区的社会经济现状和发展趋势；二是根据社会经济发展趋势、特点，以及其与交通量间的相关关系，分析交通量的发展规律，预测区域交通发生和吸引总量；三是采用Frator法计算趋势交通分布，利用重力模型计算诱增交通分布；四是将分布矩阵分配到特征年路网，最终得到项目的预测结果见表5、表6。

根据交通量预测结果，项目建成初年的交通量为7 704 pcu/d，30年运营期末年的交通量为41 408 pcu/d，交通量增长率与同期的经济增长速度预测值相比，弹性系数在0.50～2.00，交通的发展与经济发展基本适应，预测的交通量在合理范围内。项目车型预测主要参考了桂林至三江高速以及平行国省道的车型比例，客车占全部车型比例略大于货车。项目沿线的融安、阳朔以及该项目衔接贵州的榕江均为旅游胜地，预测未来小客车、大货、汽车列车比例逐步上升，小中货车及大客车比例略有下降，与自驾旅游出行、货运向专业化大型化转变趋势相吻合。

5 结论

本文以从江—融安—荔浦公路（融安经永福至阳朔段）为依托，综合运用现场交通调查、高速公路联网收费数据、省际高速公路收费站进出交通量等基础数据，尤其是针对联网收费数据中缺少省际过境交通量数据、现场调查省际OD交通量成本高及难度大等缺点，提出了利用省际高速公路收费站进出数据分析补充项目基年OD的方法，为省际高速公路的交通量分析预测提供了新的思路，对类似项目的交通量预测分析具有一定的参考意义。

6 参考文献

［1］中华人民共和国交通运输部.公路建设项目可行性研究报告编制办法［A］.2010.

［2］丁柳清.基于联网收费数据的高速公路交通量预测方法研究［D］.北京：北京交通大学，2021.

［3］周南，齐远.基于高速公路联网收费数据在前期工作交通流量预测中的应用［J］.湖南交通科技，2018，44（1）：175-179.

［4］孙同心，王世鲲.大数据背景下的高速公路流量预测实现——基于收费站流量数据［J］.中国公共安全，2016（17）：93-98.

［5］姚祖康，顾保南.交通运输工程导论［M］.北京：人民交通出版社，2003：60-68.

【作者简介】冯名慧，女，廣西容县人，任职于广西交通设计集团有限公司，工程师，研究方向：交通规划、交通经济；黄浩，男，广西百色人，任职于广西交通设计集团有限公司，高级工程师，研究方向：交通规划、交通经济；苏治北，男，广西北海人，任职于广西交通设计集团有限公司，工程师，研究方向：交通规划、交通经济。

【引用本文】冯名慧，黄浩，苏治北.基于综合调查方法的省际高速公路交通量预测方法研究［J］.企业科技与发展，2023（5）：75-78.