公路网密度等级比在公路网分析中的应用研究.pdf

Aug.2023年8 月Shanxi Science&Technology of TransportationNo.4第4期（总第2 8 3期）山西交通科技公路网密度等级比在公路网分析中的应用研究薛勇（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西太原030032)摘要：公路网密度和公路技术等级是公路网规划中分析区域公路网发展水平常用的指标，然而单独使用这些指标不能全面反映区域公路网规模和结构的合理性。针对公路网密度和技术等级指标的不足，提出一种基于公路网密度等级比的分析指标，利用山西省各地市统计数据对比分析相关指标。最后利用山西省历年数据建立模型，并利用模型预测分析发展趋势。关键词：公路网密度；公路技术等级；公路网发展水平；公路网密度等级比中图分类号：U491.13文献标识码：A文章编号：10 0 6-352 8（2 0 2 3）0 4-0 134-0 4Study on Application of Density Ratio in Highway Network AnalysisXUE Yong(Shanxi Transportation Survey&Design Institute Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi 030032,China)Abstract:The highway network density and highway technical grade are common indexes for analyzingthe development level of regional highway networks in highway network planning,however,a single indexcannot comprehensively reflect the rationality of the scale and structure of the highway network.Focusing onthe deficiencies of the highway network density and technical grade,this paper proposes an analysis indexbased on the density ratio of the highway network,which uses the statistical data of cities in ShanxiProvince to compare and analyze relevant indexes.Finally,a model is established by the data from ShanxiProvince over the years to predict and analyze the development trend.Key words:highway network density;highway technical grade;highway network development level;density ratio of highway network0引言作为交通运输的重要组成，公路在经济和社会的发展过程中一直扮演着至关重要的作用。公路在方便生活出行的同时，促进沿线产业发展，带动区域经济快速增长。随着社会经济的发展，人类活动覆盖范围不断扩大，公路网密度不断提升，公路技术等级也根据交通量的变化不断调整，公路网发展水平由量的增长逐步向质的飞跃转变。区域公路网发展水平常用的指标有公路网密度和公路技术等级，当只采用公路网密度指标会出现低等级公路占比较高地区的指标过大，当只采用公路技术等级指标会出现路网密度小但高等级公路占比较大地区的指标过大。为克服单一指标评价的不足，采用公路网密度等级比对区域公路网发展水平进行分析。1公路网密度等级比概念公路网密度等级比是公路网面积密度与公路网技术等级值之比，公路网密度等级比见式（1）式（3）：M=a/G(1)d=LN/A(2)G=G,L/2L:(3)式中：M为公路网密度等级比；a为公路网面积密度；G为公路网技术等级系数；L为区域公路总里程长度；A为区域面积；G,为第i个路段的公路技术等级水平系数，高速值为0、一级公路值为1、二级公路值为2、三级公路值为3、四级公路值为4、等外公路值为5，其值越高，区收稿日期：2 0 2 2-12-0 5；修回日期：2 0 2 3-0 3-31作者简介：薛勇（19 9 0），男，山西吕梁人，工程师，工程硕士，2 0 17 年毕业于北京工业大学交通运输工程专业。1352023年第4期勇：公路网密度等级比在公路网分析中的应用研究薛域公路网技术等级越低2 l;L,为第i个路段的里程长度。2公路网评价指标分析2.1研究区域基本情况研究区域为山西省全省范围内的11个地市，根据2020年统计局的统计数据，按照地区生产总值由大到小的排列顺序，将各地区社会经济数据统计至表1。表122020年各地区社会经济基本情况地区面积/km人口/万人GDP/亿元太原市6909531.94153.3长治市13966318.01711.6运城市14186477.21643.6吕梁市21 137339.51538.0临汾市20.302397.21505.2晋中市16407338.01468.8晋城市9.432219.41425.7大同市14 073310.11 369.9朔州市10633159.11 100.5忻州市25159268.41034.6阳泉市4.565131.8742.2合计1567683490.517693.4各地区2 0 2 0 年公路通车里程及不同等级公路里程的基本情况见表2。山西全省公路通车里程14432 3km，其中高速公路通车里程57 45km，占比3.9 8%；一级公路通车里程2 8 7 7 km，占比1.9 9%；二级公路通车里程16011km，占比11.0 9%；三级公路通车里程2 0 6 2 4km，占比14.2 9%；四级公路通车里程9 7 9 6 8 km，占比67.88%；等外公路通车里程10 9 7 km，占比0.7 6%。表22020年各地区公路通车里程单位：km高速一级二级三级四级等外地区总里程公路 公路公路公路公路公路太原市29324694113084.430267 243长治市3821391438190482921312169运城市603374194121401103816096吕梁市5343682129 216211 90646317562临汾市6634731956 326512.72424419326普中市65356022881487111272616141晋城市42915873816106.5831349652大同市5621401224248282852012715朔州市4532171063157668935310255忻州市891551836 207312.47711717 448阳泉市28214845761742125717合计57452.8771601120624979681097144.3232.2现状评价指标分析2.2.1公路网面积密度分析各地区的公路网面积密度见表3，山西省各地区公路网面积密度在6 9.2 9 12 8.44范围内，全省平均指标为9 2.0 6 km/100km。太原、运城、临汾、晋中、晋城、朔州、阳泉7 个地市的公路网面积密度大于全省平均水平，长治、吕梁、大同、忻州4个地市的公路网面积密度小于全省平均水平。表3各地区公路网面积密度地区面积/km总里程/km密度/(km100km)太原市69097243104.83长治市139661216987.14运城市1418616096113.46吕梁市211371756283.09临汾市203021932695.19晋中市164071614198.38晋城市94329652102.33大同市1407312.71590.35朔州市106331025596.45忻州市251591744869.35阳泉市45655717125.22合计/平均15676814432392.062.2.2公路网技术等级分析各地区的公路网技术等级见表4，山西省各地区公路网技术等级在3.30 3.48 范围内，全省平均指标为3.42，公路网中三、四级公路所占比重较大。太原、运城、晋中、大同、朔州5个地市的公路网技术等级大于全省平均水平，长治、吕梁、临汾、晋城、忻州、阳泉6 个地市的公路网技术等级小于全省平均水平。公路网技术等级水平地区分布与公路网面积密度地区分布存在差别，部分公路网密度大的地区技术等级水平低，表4各地区公路网技术等级地区面积/km总里程/km技术等级太原市690972433.30长治市13966121693.45运城市14186160963.41吕梁市21 137175623.48临汾市2030219.3263.43晋中市16407161413.36晋城市943296523.47大同市1407312.7153.40朔州市10633102553.40忻州市25159174483.46阳泉市456557173.46合计/平均1567681443233.422.2.3公路网密度等级比分析各地区的公路网密度等级比见表5，山西省各地区公路网密度等级比在2 0.0 4 36.19，全省平均指标为26.92。太原、运城、临汾、晋中、晋城、朔州、阳泉7 个地市的公路网密度等级比大于全省平均水平，长治、吕梁、大同、忻州4个地市的公路网密度等级比小于全省平均水平。公路网密度等级比地区分布与公路网面积密度地区分布一致，两者存在相似性。136山西交通科技2023年第4期表5各地区公路网密度等级比地区密度/(km100km-2)技术等级密度等级比太原市104.833.3031.77长治市87.143.4525.26运城市113.463.4133.27吕梁市83.093.4823.88临汾市95.193.4327.75晋中市98.383.3629.28晋城市102.333.4729.49大同市90.353.4026.57朔州市96.453.4028.37忻州市69.353.4620.04阳泉市125.223.4636.19平均92.063.4226.922.3评价指标综合分析表6 为各地区社会经济数据，在采用的社会经济数据中选取了GDP、人均GDP和地均GDP,经过对比，地均CDP与相关公路网评价指标的相关性更显著。地均GDP是每平方公里土地创造的GDP，能够更好地反映土地的使用效率、产值密度及经济发达水平，比人均CDP更能反映一个区域的发展程度和经济集中程度 3。作为山西省政治、经济、文化和国际交流中心，太原市的地均GDP远大于其他地区，其余10 个地区中长治、运城、晋城、阳泉的地均GDP大于全省平均水平，吕梁、临汾、晋中、大同、朔州、忻州低于全省平均水平。表6 22020年各地区社会经济数据地区GDP/亿元人均DP/元地均GDP/万元太原市4153.3787346011.3长治市1711.653.7781225.6运城市1643.6343831158.6吕梁市1538.045153727.7临汾市1505.237762741.4晋中市1468.843485895.2晋城市1425.764.9551511.5大同市1369.943982973.4朔州市1100.5688891035.0忻州市1034.638290411.2阳泉市742.256 2451625.9合计/平均17 693.4505281128.6利用上述3项公路网评价指标对地均GDP进行分析，相关对比图见图1图3。可以看出公路网密度和密度等级比与地均GDP指标存在一定的相关性，技术等级与地均GDP指标的相关性较低。公路网密度与密度等级比变化趋势一致，公路网密度等级比近似于公路网面积密度经过技术等级修正后的一种公路网评价指标。7000F300地均GDP6000250面积密度5000F2004000f1503000F1002000F1000500地区图1地均GDP和公路网密度对比图7000F4.06000-地均GDP3.9+技术等级3.85000F3.740003.63.530003.42000F3.33.210003.103.0XX州州晋阳泉市地区图2地均GDP和技术等级对比图7000F100.06000+地均GDP90.080.05000f一密度等级比70.04000f60.050.0300040.0200030.020.0100010.00.0阳泉市地区图3地均GDP和密度等级比对比图3公路网密度等级比预测3.1预测模型建立利用历年数据得出公路网评价相应指标，指标值见表7。随着地均GDP的不断增长，公路网密度、密度等级比不断增长，技术等级整体不断提升。表7山西省历年公路网评价指标地均CDP/密度/密度年份技术等级万元(km 100 km2)等级比2011711.285.93.5224.422012785.987.93.4925.192013807.288.93.4925.522014813.989.63.4825.742015799.989.93.4825.862016833.990.63.4726.132017951.291.13.4626.3320181069.191.43.4526.5220191087.392.03.4426.7820201128.692.13.4226.923.1.1S曲线模型根据历年的数据建立公路网密度等级比预测模型，经过比选，选取拟合程度较高的S曲线模型。公路网密度等级比预测模型为：4)137薛勇：公路网密度等级比在公路网分析中的应用研究2023年第4期M,=exp(3.432-155.336/D)式中：D,为地均GDP预测值；t为预测年份。表8 和表9 为模型的检验结果，模型显著性结果小于0.0 5，该模型具有统计意义。表8 S曲线模型方差分析类别平方和自由度均方F显著性回归0.00710.00752.0780.000残差00180.000总计0.0089表9 S曲线模型系数未标准化系数标准化系数类别t显著性B标准误差Beta1/地均GDP-155.33621.525-0.931-7.2160.000常量3.4320.025138.5090.0003.1.2对数模型根据历年经济数据建立地均GDP预测模型，经过比选，选取拟合程度较高的对数模型，地均GDP对数模型为：D,=-707374.227+93088.221 ln(t)(5)表10 和表11为模型的检验结果，模型显著性结果小于0.0 5，该模型具有统计意义。表10对数模型方差分析类别平方和自由度均方F显著性回归175986.3651175986.36565.0790.000残差21 633.73182.704.216总计197 620.0969表11对数模型系数未标准化系数标准化系数类别t显著性B标准误差Beta1n（年份）93088.221 11539.2060.9448.0670.000常量-707374.22787797.456-8.0570.000将式（5）带入式（4）中得到公路网密度等级比预测模型：155.336M,=exp(3.432-707374.227+93088.221 ln(t)（6)一一3.2预测分析通过预测模型预测2 0 2 1年至2 0 30 年山西省的地均GDP和公路网密度等级比，预测结果见表12。表12模型预测值地均CDP/地均GDP密度等级比年份密度等级比万元增长率/%增长率/%20211152.62.1227.040.5720221198.64.0027.180.5220231244.73.8427.310.4820241 290.73.7027.440.4520251336.73.5627.550.4120261382.63.4427.660.3920271428.53.3227.760.3620281474.53.2127.850.3420291520.33.1127.940.3220301566.23.0228.020.30到2 0 30 年山西省公路网密度等级比为2 8.0 2，密度等级比随地均GDP的增长而增长。随着公路网密度不断增加，道路技术等级结构显著改善，区域公路网结构逐步完善，公路网密度等级比增长速度明显降低。4结语本文旨在探索公路网密度等级比指标在公路网分析中的应用，针对公路网面积密度和技术等级指标存在的不足，提出一种基于密度等级比的公路网分析指标。通过对不同地区相关指标进行分析，公路网密度等级比与公路网面积密度地区分布一致，是利用公路网技术等级对公路网面积密度修正后的一种公路网发展水平评价指标。由于地均GDP对公路网密度等级比影响较大，故利用山西省历年地均GDP数据建立模型，并对未来山西省公路网密度等级比进行预测，从指标的预测值可以得出公路网密度等级比随地均GDP的增长而增长，但是增长速率不断降低，参考文献：1张漪.论交通运输经济发展的问题与对策 J.科技经济市场，2014(1):80-81,85.2曾栋.汕尾市公路网规划需求预测研究 D.广州：华南理工大学，2 0 18.3 杨柏林，占玲.昌吉市城镇化空间格局演化分析 J.江西测绘，2018(3):51-53.