文章编号：1673 -6052(2016)12 -0094 -05DOI ：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12237522127134951334635870354732108031079065166508173191729831093810678659764401753517118410966107096614645917580171685125367130402777958092020316221132268296781573500414919913300813077273255734550196372083852194553888435734336527165270357073870400954255556373524036138894969177510116236110836721296877918836617961511625396274140621407521031591034931276554756814972449157126278124837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lijStij • 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，由重力模型公式回归计算各参数。
各参数的拟合结果 如下：k = 184.561、a =0• 215、(3 = 0• 014、7 = 0• 175利用上述计算参数，根据未来各特征年的OD 矩阵和路网运行时间推算成各特征年的诱增型OD 表。
项目直接影响区诱增交通量为相应趋势型交通 量的3.28%，全区域诱增交通量占相应趋势型交通 量的1.04%。
2.3.2转移交通量预测在本项目所在区域内，目前主要铁路有宁启铁 路，未来规划的铁路有淮扬铁路和宁启铁路复线电 气化建设。
其中宁启铁路与本项目走向一致，与本 项目有较强的竞争作用，它将对本项目的交通量产 生较大影响。
(1) 转移率的确定根据本项目的路线走向以及铁路对本项目可能 的影响，本次报告对其服务范围作了假定，宁启铁路 的服务范围分为3个等级：① 直接服务范围:主要是铁路在扬州、泰州等区 域内设站的市县；② 间接服务范围:铁路所经其他省份及影响腹地；③ 空白服务范围:除以上两种范围外的地区。
根据相关原则对O D 表进行分析计算，得到未来年区域路网交通量向铁路转移率。
(2) 转移量的计算未来可能向铁路转移的客货运量主要发生在宁 启铁路沿线南通-南京之间。
以未来年区域间客货 预测交通量为基础，采用客货交通向铁路的转移率， 对未来客货交通向铁路转移量进行计算，得到远景 年公路交通向铁路转移交通量。
通过铁路转移交通 的计算，对原有小区OD 进行修正。
通过计算，推测远景年，公路对铁路的客运转移 量为650万人次/年，货运转移为1600万1/年，在宁 启铁路客货运输量规划的范围内。
2.4总OD 矩阵将分布预测的客、货O D 矩阵按照车型比例关 系，以小客车为基准车型汇总成趋势型OD 表，汇人 诱增O D 表和转移O D 表形成本项目未来各特征年 的总OD 矩阵，远景年总OD 矩阵表省略。
2.5交通量分配本项目使用交通预测分析软件TRANSCAD 在 全省路网中分配，采用的模型为容量限制迭代平衡 法。
(1)项目交通量预测结果项目交通量分配结果见表2。
从时间上看，项 目建设初期增长速度较快，平均交通量在2020年达 到9339pcu /d ，年均增长率10. 15%，此后2020年~ 2036年交通量年增长速度逐渐下降，至末年将维持 在4. 22%左右的增速。
表2未来特征年交通量预测结果（p c u /d )路段20162020202520302035起点（3〇7省道）~ 125省道724710948152461979324366125省道~宁扬界54387729105081356816833平均63439339128771668020600年均増长率—10.15% 6.64% 5.31% 4.22%(2) 转向交通量预测结果本项目路线与125省道、307省道相交，与353省道南京六合段、扬州市区文昌西路相衔接，各特征 年转向量预测结果见图1。
(3) 交通构成分析本项目承担的过境交通以扬州与南京方向为 主，其次为泰州与南通方向，过境交通在8% ~ 18% 之间，以307省道~ 125路段为最大，达到18%，125 省道~宁扬界也占有一定比重，达到8%。