區(qū)域交通量預(yù)測(cè)的優(yōu)化與應(yīng)用

摘要：交通量預(yù)測(cè)作為公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分，不僅是確定規(guī)劃區(qū)路網(wǎng)布局方案的基礎(chǔ)前提，也是確定公路網(wǎng)技術(shù)施工技術(shù)等級(jí)和建設(shè)時(shí)序安排的重要依據(jù)，其預(yù)測(cè)水平能夠?qū)肪W(wǎng)規(guī)劃方案確定的合理性產(chǎn)生直接性影響。在本文中重點(diǎn)論述了區(qū)域交通量預(yù)測(cè)優(yōu)化的原則及選擇的預(yù)測(cè)方法，并采用實(shí)例加以補(bǔ)充論述，以期提高區(qū)域交通量預(yù)測(cè)質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：區(qū)域;交通量預(yù)測(cè);優(yōu)化;應(yīng)用

我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，在很大程度上促進(jìn)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。特別是近年來(lái)，我國(guó)實(shí)施“中部崛起”、“西部大開(kāi)發(fā)”后，公路網(wǎng)建設(shè)的整體水平得到提高，其運(yùn)輸功能日益強(qiáng)大，路網(wǎng)建設(shè)獲得的經(jīng)濟(jì)效益也越來(lái)越顯著。而區(qū)域交通量預(yù)測(cè)與分析是公路網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是公路網(wǎng)合理規(guī)劃的重要保證。同時(shí)，區(qū)域交通量預(yù)測(cè)也是影響公路投資回報(bào)率的重要因素，對(duì)其進(jìn)行深入分析研究對(duì)于路網(wǎng)建設(shè)有重要現(xiàn)實(shí)性意義。

一、交通量預(yù)測(cè)的理論方法和預(yù)測(cè)思路

（一）交通量預(yù)測(cè)的理論方法

預(yù)測(cè)是參照事物過(guò)去以及當(dāng)下的發(fā)展實(shí)況，探求其發(fā)展變化規(guī)律，是已知事件測(cè)定未知事件的典型?，F(xiàn)階段，可利用交通量預(yù)測(cè)法約為150種，主要分為：定量預(yù)測(cè)和定性預(yù)測(cè)兩類(lèi)。其中，定量預(yù)測(cè)通常依據(jù)原始數(shù)據(jù)資料，利用數(shù)學(xué)方法，對(duì)原始數(shù)據(jù)資料做加工、分析處理，在模擬的基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型后進(jìn)行預(yù)測(cè)。定性分析是在廣泛搜集各類(lèi)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，探究對(duì)象在一定時(shí)間段的發(fā)展規(guī)律，由此做出預(yù)測(cè)。

通常為了提高預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，為決策計(jì)劃提供可靠依據(jù)，可將定性預(yù)測(cè)與定量預(yù)測(cè)法結(jié)合在一起，對(duì)其做綜合性判斷。

（二）區(qū)域交通量預(yù)測(cè)思路

公路區(qū)域交通量預(yù)測(cè)內(nèi)容為邊界公路運(yùn)輸系統(tǒng)，其內(nèi)容和交通目的、交通構(gòu)成要素、交通期間以及交通區(qū)域等緊密相關(guān)。其中，交通目的為：旅游、出差、打工、探親等;交通構(gòu)成要素為：交通主體、交通設(shè)施以及交通工具;交通期間為：短期、中期、長(zhǎng)期;交通區(qū)域：縣、省、全國(guó)范圍。在公路網(wǎng)規(guī)劃中，交通量預(yù)測(cè)的思路便是以預(yù)測(cè)內(nèi)容為依據(jù)，結(jié)合交通需求現(xiàn)狀與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展關(guān)系，選擇“四階段交通量預(yù)測(cè)分析法”、“交通量統(tǒng)計(jì)分析法”進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后針對(duì)不同預(yù)測(cè)方法的所得結(jié)果做對(duì)比、分析，進(jìn)而確定交通量預(yù)測(cè)值。

二、區(qū)域交通量預(yù)測(cè)常用方法

（一）交通量預(yù)測(cè)指數(shù)平滑法

指數(shù)平滑法使用平滑系數(shù)對(duì)交通量路段通車(chē)時(shí)間順序值做加權(quán)修勻處理后，建立平滑的指數(shù)模型對(duì)遠(yuǎn)景交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)。二次指數(shù)平滑法與三次指數(shù)平滑法是常用的指數(shù)方法。

指數(shù)平滑法的基本應(yīng)用公式為：S_t^（n）=ax_t+（1-a）S_t-1^（n），其中，S_t^（n）表示一階平滑值，n代表平滑階數(shù)大小，n=1，2，3;x_t代筆對(duì)象指數(shù)位于t期的觀察值;a代表指數(shù)平滑系數(shù)，通常取值在0.3到0.8之間。

二次平滑指數(shù)生成公式：S₀^（1）= S₀^（2）=x₁，S_t^（1）=ax₁+（1-a）S_t-1^（1），S_t^（1）=a S_t^（1）+（1-a）S_t-1^（2），在公式中S_t^（1）代表t年的一次平滑數(shù)值;S_t^（2）代表t年的二次平滑數(shù)值;a代表平滑指數(shù);t代表時(shí)序數(shù)值。

二次平滑指數(shù)預(yù)測(cè)模型為：Y_t+T=a_t+ b_tT，在公式中，a_t=2 S_t^（1）—S_t^（2），b_t=（S_t^（1）—S_t^（2））T值為以t時(shí)點(diǎn)位起點(diǎn)往未來(lái)預(yù)測(cè)的時(shí)序數(shù)值。

三次指數(shù)平滑數(shù)的生成公式為：S₀^（i）=x₁，S_t^（i）=T S_t^（i-1）+（1-T）S_t-1^（i），在公式中，S_t^（i）代表公路運(yùn)輸在t時(shí)刻段第i次的平滑結(jié)果，參照公式，建立平滑模型為：Y_（t+T）=a_t + b_t *t+c_t*T²，在公式中：a_t =3 S_t^（1）-3 S_t^（2）+ S_t^（3）;b_t=²[（6-5a）S_t^（1）-（5-4a）S_t^（2）+（4-3a）S_t^（3）];c_t=²[S_t^（1）-2 S_t^（2）+ S_t^（3）]。

（二）模型應(yīng)用舉例

參照某公路旅客周轉(zhuǎn)量情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，運(yùn)用三次指數(shù)平滑模型來(lái)預(yù)測(cè)，得到的數(shù)值見(jiàn)下表。

某地區(qū)三次指數(shù)平滑計(jì)算值

年份

原值

一次值

二次指值

三次值

三次指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)值

誤差值

2007

43207

37423

35275

34507

36630

0.15222071

2008

62492

44944

38175

35608

43307

0.30699929

2009

65502

51111

42057

37542

63183

0.03540349

2010

68564

56347

46343

40182

68532

0.01146739

2011

69327

60241

50513

43282

68532

0.01146739

2012

76115

65003

54860

46755

71678

0.05829337

（三）多式回歸分析法的應(yīng)用

多式回歸分析法模型的建立以事物發(fā)展的時(shí)間變化規(guī)律為依據(jù)，回歸分析預(yù)測(cè)模型有兩種形式，分別為：非線性模型和有線性模型。依照交通歷史資料所顯示的時(shí)序變動(dòng)特點(diǎn)，可建立以T為自變量的多式回歸模型。

針對(duì)歷史數(shù)據(jù)序列：Y=（y₁，y₂，y₃，y₄，…）所相互對(duì)應(yīng)的時(shí)間序列為：T=（t₁，t₂，t₃，t₄，…），如果序列Y的變化發(fā)展規(guī)律和T的變化規(guī)律之間為線性關(guān)系，那么所使用的線性回歸模型為：Y=a+BT，多式回歸模型計(jì)算方式為：Y=ax_n" +b x_n-1 +c x_n-2+…，其中公式內(nèi)的a、b、c是待定參數(shù)值。

區(qū)域交通量預(yù)測(cè)要結(jié)合過(guò)去交通量水平預(yù)測(cè)情況與經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)情況來(lái)進(jìn)行，因?yàn)檫x擇的預(yù)測(cè)方法不一致，所使用的各類(lèi)指標(biāo)也會(huì)不同，以至交通量預(yù)測(cè)值也不同，所以，會(huì)對(duì)交通量分配造成一定影響。

結(jié)語(yǔ)：

當(dāng)前，我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高峰期，其基礎(chǔ)交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展還不健全，現(xiàn)階段的主要任務(wù)便是逐步完善基礎(chǔ)交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。交通量預(yù)測(cè)作為公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)主要參照依據(jù)，是交通發(fā)展必須涉及的內(nèi)容，并且今后也將繼續(xù)利用。因此，相關(guān)人員要不斷更新技術(shù)方法，提高預(yù)測(cè)可靠性，促進(jìn)我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)向著更好的方向發(fā)展。

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