高速公路可行性预测交通量失准分析.pdf

交通世界TRANSPOWORLD0 引言在投资决策前，对拟建公路工程有关的自然、社会、技术、经济等进行全面调研及分析比较，并进行全面的经济技术论证，预测项目建成后社会经济效益，这一过程即为可行性研究。基于此，对拟建工程项目建设的必要性、财务盈利性、经济合理性、技术适用性等展开综合论证，为投资决策提供科学依据。可行性研究是公路工程项目必不可少的阶段，而交通量预测则是可行性研究报告中的重要章节，也是公路工程建设规模、等级、施工工艺、技术标准等确定的重要依据。但是，当前公路工程可行性研究中的预测交通量失准现象普遍存在，造成公路建设标准无法满足投运后实际交通量需要，难以顺利发挥公路工程的社会效益和经济效益。1 工程概况某高速公路起讫桩号为K32+000K45+560，线路长13.56 km。根据预测，该公路段建成后能够极大地优化区域路网结构，解决所在地区当前面临的西向出城线路单一且拥堵的难题，增强所在省市与西部地区的联系，发挥经济辐射功能，带动地区经济的建设和发展。该公路于2015年初开始施工，2018年底竣工通车，建设期为48个月。2 预测交通量与运营交通量的比较根据该高速公路工程可行性研究报告，建设期为20152018年，以20192027年为预测特征年，预测基年为工程可行性报告编制的前一年即2013年。省交通部门对该公路可行性报告批复的交通量预测结果见表1。该高速公路于2019年底提前竣工投运，结合路网交费货车流量断面区间报表（20192022 年）及路网交费客车流量断面区间报表（20192022 年）及公路实际运行情况，该公路段收费车辆逐渐递增，收稿日期：2022-11-17作者简介：孙秋月（1992），女，工程师，从事公路勘察设计相关工作。高速公路可行性预测交通量失准分析孙秋月（山西诚达公路勘察设计有限公司，山西 太原 030006）摘要：以某新建高速公路为例，对其可行性报告中预测交通量与运行之初实际交通量进行比较，两者误差在43%82%之间，并对交通预测量与实际量变动的趋势规律进行分析；从路网调整、地方道路通行条件改善、收费标准偏高、公路辐射区域有限等角度，分析公路可行性报告中交通量预测值失准的原因；基于此，应用增长率法对该公路段20222030年的交通量进行了重新预测，以期对缓解和应对高速公路可行性预测交通量失准问题提供参考。关键词：高速公路；可行性研究；交通量预测；路网调整中图分类号：U491.1.4文献标识码：B表2 实际交通量与预测交通量的比较路段K32+000K34+020K34+020K36+850K36+850K40+000K40+000K45+560各年实际交通量/（pcu/d）20196 8546 8544 3124 19920207 0617 0614 2104 26020211 06321 06324 7984 532202212 85912 8594 9624 699各年预测交通量/（pcu/d）201912 11019 14414 88213 962202026 98522 91115 67714 581202130 88726 61321 14519 994202241 01035 87727 88326 613误差（%）2019-43-64-71-702020-73-69-73-712021-66-60-77-772022-69-64-82-82表1 交通量预测批复结果单位：pcu/d路段K32+000K34+020K34+020K36+850K36+850K40+000K40+000K45+560全段平均2019年12 11019 14414 88213 96215 0242020年26 98522 91115 67714 58120 0382021年30 88726 61321 14519 99424 6592022年41 01035 87727 88326 61332 8452023年53 52145 32836 24735 17442 5672024年58 41055 22744 45941 50349 8992025年61 00358 46546 98844 62652 7702026年63 26561 00052 73646 87155 9682027年65 40262 39655 86250 04515 02453总652期2023年第22期（8月 上）并随着周围路网的进一步完善，2022 年下半年以来，车流量呈快速增长趋势。对该高速公路20192022年的实际交通量与工程可行性研究报告中对应年份的预测交通量进行比较，结果见表 2。通过表中对实际交通量和预测交通量误差的分析可以看出，批复的可行性报告中的交通量预测值与实际量存在较大程度的偏离，误差为 43%82%。通过对该高速公路可行性分析阶段预测交通量和实际交通量预测结果的比较，并结合类似预测经验，可以抽象出预测量和实际量的变动趋势1，具体见图 1。图1 交通预测量与实际量变动的趋势规律由图1可知，近期（也就是高速公路运营初期）交通量预测结果明显比实际量高；中期预测量和实际量较为接近，且随运营年限的增大两者误差逐渐减小；远期（高速公路运营中后期）预测交通量小于实际运营量。3 预测交通量失准的原因为给该公路工程运行中交通量管理及合流分流等的实施提供可靠依据，必须深入分析预测交通量和实际交通量误差过大的原因。3.1 路网调整与可行性报告中规划公路网相比，该高速公路建设期间实际公路网发生了变化：WJ 过境高速公路于2020年5月正式通车，全线长194 km，双向四车道，路基宽28 m，设计行车速度为120 km/h。该公路段与本文研究的高速公路为替代关系，其部分路段同时构成绕城高速的一部分，随着所在城市高架桥的不断建设，路线短、快速且免费的通行方案增多，分流了大部分交通量。3.2 地方道路通行条件的改善相关的地方道路原为二级公路，水泥混凝土路面，目前已经改造为城市主干道一级公路，路基宽度扩展为90 m，双向八车道设计，沥青混凝土路面。地方道路的改建对该高速公路K40+000K45+560段交通量的分流程度达到30%左右。3.3 收费标准偏高该高速公路可行性报告和可行性补充报告中提出的收费标准为一类客货车 0.55 元/（km车），省交通部门批复的收费标准（也就是实际收费标准）为 0.840 元/（km车），收费标准比可行性报告上浮52.3%，且该收费标准明显高出临近高速公路现行收费。该高速公路虽然为新建，且全程为互通立交设计，路程短，节省时间，但随着周围路网的不断建成和完善，再加上收费标准较低，对其造成替代之势，导致其建成运营后整体路段交通量明显比预测量低。3.4 公路辐射区域有限该高速公路起讫桩号K32+000K45+560，线路长12.56 km，从所在省公路网来看，该公路段属于短里程项目，主要连接和影响所在省两个城区，如果需要到达其他地区，还必须通过其他高速公路进行转换，辐射区域非常有限。4 交通量合理预测当前，国内外普遍采用增长率法和四阶段法预测高速公路交通运营量。增长率法是在现有交通量的基础上，充分考虑影响公路段交通量变化的各种可能因素及影响程度，量化后采用基数+增长的方式进行公路段交通量测算2，该方法既依托现有交通规模，又体现了交通量发展的可能趋势，测算过程简便，适用于历史数据完整，经济环境及路网结构相对稳定的已建高速公路交通量预测；而四阶段法属于定性定量相结合的测算方法，理论成熟，但对基础数据要求较高。为此，本研究主要采用增长率法对该高速公路交通量进行预测。增长率法的核心在于断面交通增长率的确定。首先分析公路断面交通量变化的趋势规律，拟合变动趋势，也就是应用时间序列法从历史数据中总结出变化趋势，预测未来增长率；在此基础上推算断面未来可能的交通规模；充分考虑未来路网变化，修正测算结果3。该高速公路段交通量预测的年限范围原为20192027年，为展开预测方法的应用和分析，本文以20222030年为新的预测年，并以2021年为基年；以历年断面流量报表和公路所在省2021年联网交费车流量OD区间报表为预测的基础数据。采用增长率法预测交通量的过程包括数据拟合、确定增长率、预测交通量三部分。4.1 数据拟合采用对数和指数模型、线性模型及多项式等回归方法进行 20122021 年该高速公路断面交通量拟合。交通量Q预测期T54交通世界TRANSPOWORLD根据断面交通量的变动趋势，20122013年该公路段因受到临近高速公路改扩建的影响，交通量猛涨猛跌；2019年受限号的影响，交通量急剧下降，2020年回升后次年开始增长。剔除其中波动较大的数据后，以20142018年交通量数据为准进行拟合，结果见表3。根据拟合结果，四种回归方法拟合精度均较好。表3 交通量数据拟合精度验算回归方法对数模型指数模型线性模型多项式2014年-6.54-1.53-6.96-0.412015年1.62-0.061.61-1.102016年9.365.329.214.582017年-2.42-4.40-2.42-4.012018年-1.680.35-1.581.324.2 确定增长率不同回归模型原理不同，对历史交通量数据的拟合程度也不尽相同，增长预期结果存在差异。结合方法原理及实践经验，多项式模型对中期交通量预测结果的准确度高，但远期因缺少有效约束，预测结果会明显偏离实际量；对数模型和线性模型因受到较大的增长趋势制约，近期预测结果准确性较低，但远期预测比较符合交通量发展趋势规律4。应用不同回归模型预测该高速公路段断面交通量增长率。同时还应结合未来路网规划对增长率进行调整。该高速公路运营过程中，交通量会受到临近公路改扩建、新建增流及建成通车后分流的影响，根据工程所在省路网建设规划，附近两条改扩建高速公路（M和 H）分别于 2023年初和2024年底通车。具体的影响情况见表4；交通量增长率预测结果见表5。表4 考虑路网变化情况的年平均日交通量变化单位：pcu/d年份受临近公路M的影响受临近公路H的影响2022年267（增流）346（增流）2023年341（分流）463（增流）2024年420（分流）484（增流）2025年531（分流）220（分流）2026年565（分流）298（分流）2027年584（分流）397（分流）2028年620（分流）543（分流）2029年687（分流）1 097（分流）2030年966（分流）1 564（分流）表5 断面交通量增长率预测结果单位：%回归方法对数模型指数模型线性模型多项式20222023年9.7420.149.9517.3420242025年8.1120.148.1215.3820262027年6.9220.146.8913.2620282029年5.8420.145.9611.782030年5.9020.146.0111.21综合上表中不同回归方法得出的交通量增长率，在综合考虑该高速公路进入成熟期后增长率逐渐趋于平稳的客观事实以及各类回归方法适用性的基础上，对表中结果进行适当修正，得到高速公路断面未来交通量年增长率均值，具体见表6。表6 断面未来交通量年增长率均值年份增长率均值（%）20222023年9.3820242025年9.0120262027年7.0320282029年4.212030年4.004.3 预测交通量以该高速公路现有交通规模为基数，在基数+增长的基础上，充分考虑路网范围内就近两条高速公路改扩建对该公路段造成的交通增流压力，便可得出该高速公路断面交通量预测结果，见表7。表7 断面交通量预测结果年份交通量/（pcu/d）20222023年73 67020242025年79 81120262027年69 73220282029年69 7992030年70 2105 结束语综上所述，新建高速公路因缺乏历史数据和可借鉴经验，交通量预测结果在技术标准、政策因素、路网变化等因素的综合影响下，很可能与后期运行过程中实际交通量出现较大误差，导致可行性预测交通量失准。交通量的测算结果直接关系收费收入及公路财务评价与管理，为此，必须在可行性研究阶段选择适用的预测模型和方法，在综合考虑各种可能影响因素的基础上，对高速公路交通量做出科学合理的预测，并据此论证项目建设的必要性、可行性，财务的盈利性，技术上的先进性和适应性，为公路工程项目投资决策提供科学依据。参考文献：1 郑康康，朱志国，崔林琦，等.基于既有线网的新线开通分布交通量预测研究J.综合运输，2022，44（10）：90-95.2 连萌，唐易.高度城市化地区高速公路交通量预测准确性问题及解决策略J.公路，2022，67（10）：271-277.3 王爱云，张丽珺，黄潇雨.高速公路工程可行性预测交通量与实际交通量差异研究J.公路与汽运，2022（3）：18-21.4 葛德书.公路诱增交通量预测方法综述J.内蒙古公路与运输，2021（1）：56-58，61.55