高速公路在通行能力、交通速度、运输费用、行车安全等方面比一般公路有很大的优越性,而且与区域交通系统中的铁路、水运等其他运输方式相比,也具有很强的竞争优势。因此,高速公路建成之日也就是引起区域交通量转移与重新分配之时。预测高速公路转移交通量是一项比较复杂的工作:一方面影响高速公路转移交通量的因素很多,另一方面既要考虑现有并行公路上的交通量向高速公路转移,又要考虑由铁路、水运等其他运输方式转移的交通量。本书提出了转移交通量的定义和目前研究存在的不足,分析了影响高速公路转移交通量的路网参数,通过对这些参数的分析建立适当的模型将转移交通量定量化,同时,运用适当的模型与方法对交通量进行分配。
(一)现有预测方法存在的问题
1.转移交通量的定义
转移交通量是指因运输网络构成改变,引致运输网络运行特性的改变所产生的交通量,在运网中重新分配量,这个重新分配的交通量称为转移交通量。转移交通量不仅在不同运输方式之间发生,即在铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和管道运输等运输方式之间转移,而且也会在同种运输方式的不同线路、不同运输工具类型之间发生转移。
2.预测方法的不足
一般认为,高速公路建设项目的远景交通量由三部分组成,即趋势型交通量、诱增交通量和转移交通量。对转移交通量的预测目前国内尚无成熟的预测技术,一般采用转移率法。这种方法将公路系统作为研究对象,认为转移量是公路系统与外部其他运输方式系统之间的交换量,但在具体确定这个交换量大小时缺乏一定的控制性指标,因而造成一些项目在进行转移量预测时存在一定的随意性。另一方面,高速公路建设项目的交通量预测期限往往较长,而在不同时期综合运输系统各运输方式技术状况的相对条件是不断变化的,转移交通量的大小、正逆向过程也将随之发生变化,采用转移率法很难描述这种长期复杂的转移关系。实际上,转移交通量是区域客货运量在不同运输方式之间分担状况的体现,因此可以考虑从综合运输的角度出发,通过分析影响转移交通量区域的路网参数,在把握区间综合运输总量的基础上,根据方式分担对公路运量进行预测,以客观反映交通量的转移规律。
对高速公路建设项目而言,交通方式划分可以有两种理解:其一是高速公路运输方式和铁路、水运等运输方式之间的划分;其二是高速公路运输方式中各车型之间的方式划分。目前,在进行公路建设项目的交通预测时很少进行这一阶段的预测和分析工作,《公路建设项目可行性研究指南》中所谈的四阶段法也没有这个阶段。随着中国经济的发展,不仅在未来公路上的车型比例将与现状相差很大,而且公路、铁路、水运等方式之间的相互影响和促进作用也将越来越大。忽略交通方式划分预测的做法必然导致预测结果出现偏差,因此无论哪种方式划分都有必要进行未来的预测分析,这样可以清晰地在宏观上把握区域的交通运输发展趋向和运输方式的构成,把握公路项目在综合运输网络中的地位和作用,为建设项目立项和决策提供科学依据。
综上所述,常规预测方法存在的主要问题是仅从公路系统自身的角度出发对交通量进行预测研究,割裂了公路交通与其他运输方式之间的关系,进而导致了转移交通量预测方法不成熟、交通方式划分工作的欠缺。本书针对上述问题和不足,从综合运输网的角度出发,对公路建设项目交通量预测方法进行研究。
3.基于路网参数分析的转移交通量预测思路
基于综合运输网络的交通量预测方法的总体思路是:从综合运输的角度出发,将高速公路建设项目所在的区域综合运输网络看作一个整体,在对区域综合运输量进行预测的基础上,通过各种运输方式的分担得到公路运输量,再通过公路交通的方式划分、交通分配,得到公路建设项目预测交通量。这种预测方法考虑了高速公路项目在综合运输网中的地位和作用,可以较为客观地反映交通量在各运输方式之间的转移规律,从而有利于从宏观把握公路项目交通量在综合运量中的变化情况,使预测结果更加科学、合理。
(二)路网参数分析
1.参数分析
用来描述和反映路网特性的物理量称为路网参数。在现有公路网上新建高速公路项目的目的是为了降低交通网络的拥挤程度,提高路网的运行效率,充分发挥路网的整体功能。网络拥挤程度降低的具体表现是车辆在网络上的总出行时间减少。拟建项目的建成,导致路网中的交通流在整个网络上重新分配,这样使一些路段的交通量转移到拟建高速公路上,缓和了这些路段的拥挤程度,但也可能使一些路段的交通量增加,道路拥挤增大。所以,有必要选取一些参数分析拟建项目对路网结构与使用功能的影响。拟建项目的建成,使得道路使用者从道路状况、交通条件及道路环境等方面得到了改善,从而影响公路网的运输服务费用、运达时间、服务可靠性、服务安全性、服务频率等,本书选用以下参数反映公路网的这些运输服务属性。
2.影响高速公路转移交通量的因素
影响转移交通量的因素较多,目前考虑的因素主要是使用成本、舒适性、行程时间等。在高速公路转移交通量方面尚没有完善的分析计算模型,可以认为高速公路的交通量转移主要受以下因素影响:(www.daowen.com)
(1)高速公路收费价格
我国现有的高速公路均为收费公路,公路收费已是影响高等级公路交通量转移到相邻与其平行低等级公路上去最主要、最直接的因素。高速公路拥有全立交、全封闭、弯道少、坡度小、通行能力大等优点,道路使用者会选择道路条件好、距离短、混合交通少、交通不拥挤的线路行车。如果高速公路不实行收费,那么其他交通条件较差的并行公路上的交通量会大部分转移到高速公路上去。而高速公路实行收费,情况会发生较大变化。收费费率成为主要因素,费率越高,转移到高速公路上的交通量越少;反之,费率越低,转移到高速公路上的交通量越大。
(2)公路间的级差效益
公路的级差效益是指由于公路的道路条件、交通条件等情况的不同,公路使用者驾驶相同车辆完成同样的任务选择不同的公路而获得的不同效益。当公路使用者的效益一定的时候,收费的价格越高,他选择高速公路的比率越小。通常情况下,级差效益越大,对公路使用者的吸引力越大,转移到高速公路上的交通量越大;相反,转移到高速公路上的交通量越小。
(3)高速公路的行驶距离
高速公路越长,公路使用者节约的行驶时间的绝对数量越大,直观的时间价值越高,则高速公路对公路使用者的吸引力越大,高速公路上的交通量转移到平行公路上的越少;相反,高速公路较短,直观节约的时间价值不大,转移到平行公路上的交通量就会增加。
3.转移交通量的预测
影响转移交通量的主要因素有两个方面:一个是出行者(旅客、货物)的需求特性,与出行目的、货物种类、运输距离、批量等有关;另一个是运输服务属性,与运输方式有关,包括运输服务费用、运达时间、服务可靠性、服务安全性、服务频率等因素。这些因素的影响主要表现如下:
(1)运输服务费用是指出行者支付的全部运输费用,是影响出行方式选择决策的最重要因素之一。因为任何经济活动的最终目的都是要以尽可能少的费用支出,获得最大的经济利益。所以,对于出行者来说,在满足基本需求的前提下,总是希望选择最经济的运输方式。
(2)运达时间是指出行起讫点之间的全程运输时间。由于现代社会的生活节奏加快,许多出行者为了节省运输时间,宁愿支付较高的运输费用,选择快速的运输方式,以提高时间效益。
(3)运输服务可靠性是一种表示运输方式按时提供运输服务的属性。有些出行者愿意使用比较可靠的运输方式,以减少出行过程中出现的意外变故,减少自己遭受损失的概率。
(4)运输服务安全性是一种表示运输过程中能够保障人员、财产安全的属性。随着经济社会的发展,在运输中能最大限度地保障人员、财产的安全已成为许多出行者考虑的重点因素。
(5)运输服务频率定义为单位时间内提供运输服务的次数,它影响出行者使用运输方式的方便性。
转移交通量的预测方法可以采用抽象运输方式模型或基于广义出行费用最小的logit模型。在实际应用时,可根据客运、货运的不同特点,选用适宜的模型,比如客运可采用logit模型,货运可采用抽象运输方式模型。
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