基于四阶段法的公路交通量预测研究

文章编号：1673 -6052(2016)12 -0094 -05

DOI ：10.15996/j. cnki. bfjt.2016.12.024

基于四阶段法的公路交通量预测研究

沙爱敏\吕凡任\王晓东2

(1.扬州市职业大学土木工程学院扬州市225009;2.仪征市交通运输局仪征市211400)

摘要：以S 353扬州西段工程为实例,运用以机动车起讫点调查为基础的四阶段预测法，对交通生成、交通分

布、诱增交通量和转移交通量及交通量分配进行预测，得到未来特征年S353扬州西段各路段的交通量预测值并进 行分析。该方法适用于本项目，能有效地进行公路交通量预测，并对类似项目的交通量预测具有参考价值。

关键词：交通量;预测；四阶段法;交通分配

中图分类号：U 491. 1 + 4

文献标识码：A

交通量预测是公路设计规划的关键内容，对公 路的实用性以及使用远景都起到了 一定的导向作 用[1]。以S 353扬州西段工程为依托，采用“四阶段 预测”模型，对其未来交通流量进行预测分析，据此 为本项目建设规模和实施计划的确定、经济评价及 投资决策提供依据，并为以后类似项目的交通量预 测提供参考依据。1

交通量预测步骤

公路交通量是经济社会发展对公路交通需求的 反映，其发生和发展与沿线经济社会状况密切相关，因此未来交通量应以研究区域未来经济发展目标为 基础进行推算。交通量预测采用以机动车起讫点调 查为基础的“四阶段法”[24]，即：

(1)

收集全区经济社会、交通运输资料，分析区

域经济社会与交通运输之间的相关关系，并对未来 社会发展趋势进行预测；

(2) 预测区域交通总需求，即预测交通发生、集 中总量；

(3) 预测区域发生、集中总量在区域间的分布， 并考虑诱增及转移交通量；(4)

把区域间交通量分配到公路网的具体路段 上，从而预测建设项目交通量。2 S 353扬州西段交通量预测

S 353扬州西段位于扬州市仪征市境内，起点位

于规划S 307(规划扬州西外环），与规划S 418(启扬 高速扬州西互通连接线）对接，路线为东西走向，途

经新集、新城、马集、月塘等乡镇，终点位于仪征市与 六合区交界处，接S 353南京段，路线全长约 29. 2km 0

本项目交通量的预测年限为项目建成通车后 20年。结合项目所在地区的路网变化和经济社会 发展规划，预测特征年设定为2016年、2020年、 2025 年、2030 年及 2035 年。2.1

交通生成

本次研究推荐采用增长率与经济增长的关系， 并推算将来交通与经济之间的弹性关系，然后根据 各区域未来经济增长率，推算相应小区发生集中交 通量的增长率，进行预测。

(1)历史弹性系数分析

本次研究将项目影响区共划分为12个大区，主 要分析江苏省、苏南、苏北以及苏中各市的经济发展 与交通量增长的关系，并进一步研究各区域的弹性

系数[4]。

交通量以项目所在区域国省道观测资料为依

据，

经济指标选取全省和各市历年GDP ，通过分析 发现项目区域内交通量增长同该地区的GDP 有着

良好的弹性关系。从计算结果分析，江苏省历史年

弹性系数序列大致成递减趋势，客车的弹性系数高 于货车的弹性系数。与经济发展速度相比较，客车 的初期弹性系数基本在1. 2左右，客货车合计的弹 性系数基本小于1，并且总体上成下降趋势，说明客 车交通量的增长速度与经济的增长速度基本一致，

项目区域交通量总体增长速度低于社会经济增长速 度，区域客车、货车的增长趋势符合区域交通与社会 经济之间的发展规律。

(2) 未来弹性系数的确定

由于项目所经区域的现况路网交通量由区域内 部交通和其它地区的过境交通组成，分析该地区历 史年交通量和各地区经济的弹性关系的发展趋势，参照国外的公路交通发展规律，对货、客车交通量的 弹性系数序列用指数函数拟合，并参考宏观经济规 划进行修正，得到未来年客、货车与国民经济弹性系 数。

(3)发生集中交通量预测

根据需要将车型划分为货车、客车两种。交通 量的增长率计算采用:特征年交通量增长率=特征 年经济增长率x特征年弹性系数。根据交通量增长 率及基年OD交通量集中、发生数据，即可推算未来 各特征年的交通量集中、发生总量，远景年2035年 预测结果见表1。

表1 2035年各小区发生、集中交通量

客车 货车 合计小区

发生吸引发生吸引发生吸引1223752212713495133463587035473

21080310790651665081731917298

31093810678659764401753517118

41096610709661464591758017168

51253671304027779580920203162211322

682967815735004149199133008130772

7325573455019637208385219455388

8435734336527165270357073870400

9542555563735240361388949691775

101162361108367212968779188366179615

1162539627414062140752103159103493

1276554756814972449157126278124837合计64913164908840557340557010547051054658 2.2交通量分布预测

根据各区域的现状出行特点和未来发生、集中 交通量的预测值用“弗雷特法”进行交通量分布预 测，该方法认为两个交通区之间的未来交通量不仅 与两交通区的交通生成增长系数有关，而且还与整 个规划区域的各交通区的交通生成增长系数有关。“弗雷特法”的计算公式如下[54]:

1S^

Tij = 了（〜..Pi j t: • & + lij **Pi

不lij

Stij • 〇ti

(1)

S'

(xr■ = —---= ----(2)

1I T-p j I T；-V；

j i

式中:L为交通小区i与交通区j之间未来分布 交通量（pcu/d)为现状分布交通量（pcu/d) ;〇!;为交通小区i交通产生量的增长系数;民为交通小区j交通吸引量的增长系数。

在进行计算时，需要作迭代计算，即用公式（2 )

计算a'i、P'j，将作为a i、P j代人公式（1)中进行第 二轮计算，如此反复，直到收敛于1左右。

经过交通分布预测，得到正常增长的未来特征

年趋势型0D矩阵。再分别考虑诱增和转移交通量 的影响，对各特征年矩阵进行调整。

2.3诱增和转移交通量预测

2.3.1诱增交通量预测

本项目诱增交通量采用重力模型推算，主要考虑以各小区间的交通运行时间为阻抗，按照“有无 项目比较法”的原则，根据项目建成前后路网交通 量运行时间的缩短来推算诱增交通量，具体分现状 区间交通出行为零和不为零两种情况分别进行计算[7-8]

(1)现状区间出行量不为零时，诱增交通量的 预测采用以下形式：

Q^=Q,x[(|)7-i](3)

式中:为交通小区i到交通小区j_未来诱增

交通量（pcu/d);Q;j为交通小区i到交通小区j未来 趋势型交通量（pcu/d)为现状交通小区i到交通 小区j的出行时间（min)为未来交通小区i到交 通小区j的出行时间（min)。

(2)现状区间出行量为零时，诱增交通量的预 测计算式：

Q、=k x P，x V x[⑷★)]⑷

式中:P i为交通小区i到交通小区j未来诱增

交通量(pcu/d)为交通小区i到交通小区j未来 趋势型交通量（pcu/d) ;k、a、P、7为重力模型回归 参数;其余参数意义同上。

根据现状0D矩阵，结合基年路网运行时间，由