浅谈市政道路可行性研究中的交通量预测.docx

文章编号: 1673 6052( 2014) 增刊 0145 03中图分类号: u491 1 13文献标识码: b浅谈市政道路可行性研究中的交通量预测王汝鑫，王博栋( 辽宁乾成工程设计咨询有限公司 沈阳市110003)摘 要: 在市政道路可行性研究中，交通量是决定其可行与否及建设标准的重要依据，然而目前通用的规范中并未对交通量预测进行详细规范。根据市政道路项目自身特点，结合实际项目，探讨了应用四阶段法进行交通量 预测的方法，为规范市政道路的交通预测提供依据。关键词: 市政道路; 交通量预测; 四阶段法; 交通模型市政道路建设项目可行性研究，是对项目建设的必要性、技术可行性、经济合理性和实施可能性进 行综合性研究论证的工作，是市政道路前期工作的 重要组成部分，是建设项目决策的主要依据。而交 通量预测是综合分析项目的必要性和可行性的前提 和基础，是确定道路建设项目的技术等级、工程设施 规模以及经济评价的主要依据。目前我国通用的市政公用工程设计文件编制 深度规定( 2013 年版) 以及各类市政道路设计规范当中并没有对交通量预测的详细规范要求，很多市 政道路的交通量预测参考了交通运输部文件公路 建设项目可行性研究报告编制办法( 下文简称办 法) 中对交通量预测的规定。办法中详细规定了公路交通量预测宜采用 “四阶段预测法”。这里的“四阶段预测法”包含经 济社会发展预测、交通生成预测、交通分布预测以及 交通流分配四个阶段，预测交通量由趋势交通量、诱 增交通量和转移交通量组成。然而本文认为，市政道路的交通量预测由于其 城市道路交通组成的多样性以及复杂性，并不完全 适合上述方法，而更适宜采用交通生成预测、交通分 布预测、方式划分预测及交通流分配四个阶段。是根据交通特性、个人特性、地区特性和出行时间特性等影响因素预测不同交通方式的划分; 交通分配 是将交通方式划分出的各类交通流分配到路网中， 从而得出道路交通量。根据上述预测思路与方法，区域路网建成为交 通生成预测的前提，诱发的交通需求增长已包含在 交通生成量当中，方式划分预测同样已包含转移交 通量，故诱增交通量及转移交通量不应再重复计算。上述思路从市政道路所构成路网相互之间影响较大的特性出发，克服了由于研究目标单一所造成 的预测精度不足的缺陷，同时避免了交通量的重复 叠加，较大程度地提升了市政道路交通量的预测精 度。2影响区域范围的划定在市政道路交通量预测过程中，为了获得更为清晰的调查统计资料，进而预测社会经济指标、交通生成和分布等，需要合理地将对象区域划分成适当 数量的交通小区。划定影响区域范围时要根据建设 项目自身特点，充分考虑建设项目长度、等级以及在 路网中的作用等因素来确定研究范围。交通小区划 分一般可以遵循如下原则:( 1) 一个小区内的土地使用性质、经济特性、社 会特性等应尽量保持一致;( 2) 依据天然屏障作为界限来划分小区，这 样 且易于核对;( 3) 可参照行政区来划分小区，容易获取人口、经济的统计资料;1交通量预测思路交通生成预测是在社会经济发展预测、城市土地使用规划的基础之上，估算交通出行生成总量及各影响区域的发生吸引值; 交通分布是把交通的发 生与吸引量转换成小区之间的 od 矩阵; 方式划分 146 北方交通2014 年 增 刊( 4) 分区的过程中要考虑道路网;( 5) 适当均衡分区的大小，分 区 越 小，成 果 越 细，但工作量也越大，分区越大，越容易忽略区域交通特点，但工作量小。3交通量预测式中: tij i、j 区间的未来出行量;tij i、j 区间的现有出行量;ai 未来的出行产生增长率，其计算公式为: oi ai =tijjoi 第 i 小区交通发生总量;bj 未来的出行吸引增长率，其计算公式为:3. 1交通生成预测交通生成量的预测是交通需求预测四个阶段中的第一阶段，是交通预测工作中的最基本的部分之一。交通生成量预测的影响因素主要有土地利用性 质、家庭规模和人员构成、汽车保有率、自由时间、外 出率、企业规模及性质、家庭收入等。交通出行生成包括出行产生与出行吸引。交通 预测中通常将出行产生和出行吸引分别进行预测， 而将出行生成量通常作为总控制量，用来校核各个 交通小区的发生和吸引交通量。由于发生和吸引的 影响因素不同，这样的预测方法可以得到更为精确 的结果，也利于下一阶段出行分布的工作。交通生成预测是利用上述各类影响因素的调查 数据，应用原单位法、增长率法、聚类分析法或函数 法得出交通发生与吸引交通量。本文应用原单位法举例说明，原单位法需调查 人口属性、出行目的及出行强度。djb =jtijidj 第 j 小区交通吸引总量;li + lj i、j 两区间的出行阻碍因素，l 、l 为ji2地区性因素，计算公式为:tijtijjili =lj =tij bjtij aiji上述运 算 中，用 tij 代 替 tij ，重 新 计 算 ai 、bi 和li + lj ，反复迭代计算，使 a 和 b 趋于 1，直到收敛i i2到允许的误差范围内为止，误差范围在 5% 以内。3. 3方式划分预测交通方式划分是四阶段预测中的第三阶段，交通方式划分的主要影响因素有交通特性、个人特性、地区特性和出行时间特性等。以往的道路交通预测 多采用不含方式划分的四阶段法，或是假设利用历 史变化情况将继续延续的前提，研究交通方式划分 的变化。然而，现代交通越来越立体化、复杂化、综 合化的趋势，导致交通方式划分的科学预测必将成 为交通量预测的重要组成部分。通过分析现阶段方式划分预测模型组成，非集计模型通常能够得到更为精确的方式划分结果，因 此推荐采用非集计模型进行方式划分预测。非集计 模型是以个人为单位构造模型来确定各交通方式的 选择概率，然后再集计所有人的方式选择结果，预测 划分交通量的模型。建议采用罗吉特( logit) 模型。t = tktk = ak nl ekl式中: ak 出行目 的 为 k 和 人 口 属 性 为 l 的 平l均出行生成量;ne 某属性的人口;l人口属性 ( 常 住 人 口、就 业 人 口、流 动 人 口等) ;k出行目的;tk 出行目的为 k 的交通生成量;t研究地区的总交通生成量。3. 2交通分布预测交通的分布预测是四阶段预测的第二阶段，是 把第一步交通生成预测的发生与吸引量转换成小区之间的空间 od 量，即 od 矩阵。通过对各类交通分布预测方法的实践分析，本 文推荐采用 fata 模型进行交通分布，该方法计算收敛速度较快，实际应用较为广泛。fata 方法的计算公式如下:vkeijpk =kkqij = qij pijijkevijkk式中: pij 小区 i 至小区 j 选择交通方式 k 的概率;kvij 小区 i 至小区 j 选择交通方式 k 的固定效益;( li + lj )tij = tij ai bj qkij 小区 i 至小区 j 选择交通方式 k 的交通量;22014 年 增 刊王汝鑫等: 浅谈市政道路可行性研究中的交通量预测 147 应用用户平衡来进行交通量分配的步骤如下:qij 小区 i 至小区 j 的出行总量。通常以不同交通方式的特性，包括行驶时间、费用等，以及不 同 年 龄、收入等个人属性表示固定效 益。( 1) 步骤 1: 初始化。按照 t0 = t ( 0) a，实行aa一次 0 1 分配。得到各路段的交通流量 x1 ，令 na= 1。( 2) 步骤 2: 更新。3. 4交通分配交通流分配是交通需求四阶段预测的最后阶段，令 tn = t ( xn ) aaaa在经过了最近几十年最优化理论、计算机技术等迅速发展的前提下，国内外学者对交通流分配问题进行了 深入的研究，并取得了相当数量的研究成果。最短路径模型、容量限制模型、用户平衡分配模型以及动态 交通流分配等不同的交通流分配模型层出不穷。本文认为，交通流分配主要应考虑路网线路的 运载能力、车辆的行程时间以及道路拥挤程度的影响几个方面的因素。基于对不同交通流分配模型的 比较，本文建议采用用户平衡分配模型。该方法的主要过程为基于全有全无分配，同时根据路网特性函数调整路阻，重新进行全有全无分 配，并将分配结果作为下一步的迭代方向，然后根据一维极值问题求出最优迭代步长，并在第一次分配 结果的基础上进行移动，即可得到下一次迭代的结果。直至两次运算结果差值收敛至规定范围，则停止迭代，该模型如下式所示:( 3 )步 骤 3: 寻找下一步的迭代 方 向。 按 照 tn 实行一次 0 1 分配，并得到一组附加交通流量a yn 。( 4) 步骤 4: 确定步长。求满足下式的 ana( ynnnnna xa ) ta xa + an ( ya xa ) = 00 ana1( 5) 步骤 5: 确定新迭代点。令 xn + 1n= xa + an ( ya xa ) anna( 6) 步骤 6: 收敛性检验。如果 xn + 1 已满足规a定的收 敛 准 则，停 止 计 算， xn + 1 即是要求的平衡 a解; 否则令 n = n + 1，返回步骤 2。交通量分配模型中的路权采用路段行驶时间。 在计算行驶速度时，全日平均车速采用美国联邦公 路局提出的 bp 函数，即:t = tf 1 + ( v / c) 式中: t路段车辆行驶时间;min z( x) = xa t ( w) dw0 at 路段设计车速;afv路段车流量; c路段设计通行能力; 、回归参数。小结交通需求预测理论日益成熟和完善，但是市政frsk = qrsr，sr，skfrsf 0rs rsxa = fk a，kar s k4式中: xa 路段 a 上的交通流量;ta 路段 a 上的行程时间;ta ( w) 路段 a 上的行程时间函数，因而 ta ( w)= ta ( xa ) ;道路建设项目可行性研究中的交通需求预测却存在许多实际困难。首先规范要求不够详细，通常借鉴 的公路可研中的交通预测和交通规划中的常用预测方法均有许多不合适之处，导致预测精度不高，从而 在交通需求预测中掺杂了更多人为主观因素。frsf r 与 s 的 od 间第 k 条路径上的交通流量;rsak 0 1 变量，如果路段 a 在出发地为 r，目的地为 s 的 od 间的第 k 条路径上，则 rs = 1，否则 rs本文依据实际的项目经验与分析 探讨了适合，akak= 0;市政道路可行性研究中的交通需求预测方法、步骤，期望能够对我国市政道路建设项目的交通需求预测 规范化进程提供参考依据。参考文献qrs r 与 s 之间的 od 交通量。以上模型的目标函数是对各路段的走行时间函数积分求和之后取最小值。很难对它作出直观的或 经济上的解释，一般认为它只是一种数学手段，借助 于它求解用户平衡分配问题。1邵春福，等 . 交通规划原理m. 中国铁道出版社，2011.( 下转第 150 页) 150 北方交通2014 年 增 刊技术上的因素外，主要还是依靠施工单位以及监理单位的积极配合，施工单位和监理单位建立二者的 合理分工、协调互补、准确定位，可以在很大程度上 减少工程建设施工的内部消耗，从而形成合力。挥其在工程项目当中的作用。参考文献1汪宁 . 对公路工程造 价的全过程分 析j. 四 川 建 材，2011( 1) .历兰伯，胡爱敏 . 设计阶段公路工程寿命周期成本探讨j.武汉，交通科技，2005( 5) ，20 111.石勇民，支喜兰 . 公路工程造价的计价与控制m. 人民交通 出版社，2011. 10.26结束语总之，工程项目全过程造价控制是一个动态的，3集管理、施工、技术于一身的综合管理过程，它应该服务于整个工程项目的全过程，这样才能更好地发brief talk on main points of highwayproject cost in entire process controlwang da-xinabstractthe engineering cost control methods in the overall process of road event are analyzed，i. e. projectcost，entire process control in investigation and design phase，entire process control in bidding phase，entire process control in engineering construction phase and entire process control in final account phase. it is necessary to control highway engineering project investment within a certain range，meet the owner s quotas and achieve the benefit of highway engineering construction in multiaspects.key wordshighway engineering project; project cost; control analysis檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪( 上接第 147 页)测法探讨j 重庆交通学院学报，2004( 6) .6 交通部 . 公路建设项目可行性研究报告编制方法 交 规 划 发2010178 号，2010.23王殿海，等 . 交通系统分析m. 人民交通出版社，2007.盖春英，裴玉龙 . 公路建设项目可行性研究中的交通量预测 方法j 交通运输工程学报，2002( 2) .杨静，毛保华，丁勇，何宇强 . 区域诱 增 交通量计算方法研究 j 交通运输系统工程与信息，2005( 10) .7住房城乡建设部工程质量安全监管司 . 市政公用工程设计文件编制深度规定 中国建筑工业出版社，2013. cjj37 2012，城市道路工程设计规范s.485 张建旭，朱顺应，刘伟，刘剑峰 . 城市 道 路交通量总量控制预 brief talk on the traffic forecast in fe