成都市限行政策對繞城高速公路運行的影響分析

楊燕　方嘉欣　劉紅靈　胥川

摘要：成都繞城高速自修建以來，經(jīng)歷了成都市相繼頒發(fā)的不同限行政策?，F(xiàn)階段限行政策以工作日（周一至周五）7：30-20：00為限行時間，通常被稱為“工作日限行”。但有時因為調休，工作日會被調整到周末，因此產(chǎn)生了“工作日不限行”狀況。文章基于成都市繞城高速流量數(shù)據(jù)和出租車GPS數(shù)據(jù)，對工作日限行狀況和工作日不限行狀況下繞城高速公路的流量和繞城平均速度進行分析。結果表明，當二、三環(huán)路之間限行時，工作日不限行狀況相較于工作日限行狀況，其站點平均流量更少，整體平均速度更高;當繞城以內限行時，工作日限行狀況相較于工作日不限行狀況，其站點平均流量更少，整體平均速度更高。因此，不同的限行政策對繞城高速公路運行的影響不同。

關鍵詞：限行政策;GPS;收費站流量;繞城高速

0 引言

成都市繞城高速公路全長85 km，為雙向六車道，于2001-12-16日通車，是成都“環(huán)狀+放射形”公路網(wǎng)的重要組成部分。然而隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，中心城區(qū)長期處于交通擁堵狀況。為了緩解這一狀況，成都市于2007-12-01起實行繞城高速公路通行收費政策，對于成都市已繳納“五路一橋”年費的川A牌照車輛，車主不需要繳納通行費。

但汽車保有量仍然以較高速度持續(xù)增長，加劇了交通擁堵問題。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，截至2016年6月底，成都市汽車保有量為389萬輛;到2019年12月，成都汽車保有量已達到519.5萬輛[1]。為了緩解汽車數(shù)量增加而導致的交通通行壓力，成都市頒布了道路限行政策。根據(jù)成都市限行范圍，可將限行政策劃分為三個階段。第一階段（2012-04-26至2012-07-30）：由于二環(huán)高架的建設，成都市對二環(huán)路和七條主干道實施限行。第二階段（2012-10-08至2018-01-19）：成都市對二環(huán)路（含）和三環(huán)路（含）之間的所有道路實施限行，限行時間為工作日7：30-20：00，星期一限行車牌尾號為“1”和“6”，星期二限行車牌尾號為“2”和“7”，星期三限行車牌尾號為“3”和“8”，星期四限行車牌尾號為“4”和“9”，星期五限行車牌尾號為“5”和“0”。第三階段（2018-01-22至今）：成都市對繞城高速公路以內所有道路（不含）限行，限行時間和限行車牌尾號的設定未變。此外，自2020-03-12起，限行政策會隨天氣污染程度做出相應改變[2]。

在成都市車牌尾號限行政策實施期間，因法定節(jié)假日調休導致雙休日變?yōu)楣ぷ魅諘r，仍按原本雙休日的限行政策安排實施。同時，出租車、公交車、特種車輛等不受上述限行政策影響。

在國內，限行政策一般有兩種形式：單雙號限行與每天限兩個尾號。對許多城市而言，限行的目的之一就是減少汽車尾氣排放以保護城市環(huán)境。因此一些學者主要從減少尾氣排放方面對兩種限行政策形式的效果做了研究。曹靜[3]等人采用斷點回歸方法分析了北京奧運會期間的“單雙號限行”和之后的“尾號限行”對空氣質量的影響。易蘭[4]通過建立多元回歸模型分析機動車限行政策和PM2.5濃度的相關性。劉永紅[5]采用歐洲COPERT模式和交通流調查，評估限行后機動車污染減排效果。目前，還沒有關于限行政策對繞城高速公路運行影響的研究。

因調休導致雙休日實際變?yōu)楣ぷ魅?，但限行政策?guī)定雙休日不限行，因此產(chǎn)生“工作日不限行”的情況。為使政策對比分析更加真實可靠，本文選擇調休后的雙休日（即實際為工作日）與該雙休日臨近的工作日（實際也為工作日）為對比研究對象，通過挖掘出租車GPS數(shù)據(jù)和收費站流量數(shù)據(jù)，對比成都限行第二、三階段“工作日不限行”和“工作日限行”兩種情況下的交通網(wǎng)絡運行差異，分析限行政策對繞城高速公路運行的影響。其研究意義在于利用實際數(shù)據(jù)建立交通需求管理手段（限行是一種交通需求管理手段）和繞城高速運行狀態(tài)變化之間的聯(lián)系，為理解限行政策的效果提供量化參考，也為政策制定者提供決策依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)準備

1.1 收費站流量數(shù)據(jù)處理

本文基于2016年到2018年成都繞城高速公路16個收費站的部分“工作日限行”和“工作日不限行”高速公路流量數(shù)據(jù)。由于繞城高速公路上行駛的車輛類型眾多，不能直接將其進行比較，須通過統(tǒng)一標準化。根據(jù)高速公路收費標準，車輛一共被分為1～10共十種類型，1～5代表客車，6～10代表貨車。其中，1、2、6類車輛的標準換算系數(shù)為1，而3、4、5、7類車輛的標準換算系數(shù)為1.5，第8類車輛的標準換算系數(shù)為2，第9類車輛的標準換算系數(shù)為2.5，第10類車輛的標準換算系數(shù)為3。

分別將各種類型車輛流量乘以標準換算系數(shù)，即得到每個收費站總流量[WTB1X]vc[HTXH]的計算公式：

1.2 GPS數(shù)據(jù)處理

本文所分析的GPS數(shù)據(jù)為成都市2016-06-12（工作日不限行）、2016-06-17（工作日限行）、2019-10-12（工作日不限行）和2019-10-14（工作日限行）這四日的出租車GPS數(shù)據(jù)。該GPS數(shù)據(jù)采集間隔小于15 s，主要包含標識、終端設備ID、車牌號、經(jīng)度、緯度、方向、速度、定位時間、記錄時間、是否載人等信息。

首先對數(shù)據(jù)進行預處理，清洗GPS數(shù)據(jù)中出租車定位越界、異常、冗余等情況的數(shù)據(jù)點。其次，對每一個小時內GPS點數(shù)量進行分析，選擇16：00-19：00的正常樣本進行研究。作為城市交通的“探針”，出租車一般有兩種行為，尋客行為和載客行為，但考慮到高速的封閉性和對速度的限制，本文對出租車是否有載客不做考慮。最后，對出租車平均速度進行計算：

（1）對每個路段的起點進行識別，并標記。

（2）本文采用最小距離算法進行地圖匹配，將距離道路30 m范圍內GPS點垂直匹配到最近的道路上。將一條道路的所有GPS數(shù)據(jù)按照相同車牌號原則進行時間排序后，計算同一車輛相鄰GPS點的距離差和時間差，再計算同一輛出租車平均速度：

為研究不同限行政策對繞城高速運行的影響，本文首先計算了16個收費站平均流量數(shù)據(jù)，分為13組數(shù)據(jù)（如圖1所示）。

從圖1可以看出，2016年“工作日限行”繞城高速平均流量明顯高于“工作日不限行”流量，其原因在于限行區(qū)域為二環(huán)路、三環(huán)路之間，出行區(qū)域被限制，出行者通過繞城高速公路使其出行更加便捷。隨著機動車保有量的增加和成都向周邊發(fā)展，兩者流量差距逐漸減小。2018年后，“工作日不限行”平均流量大于“工作日限行”流量，其原因在于限行區(qū)域擴大至繞城高速公路內，一些出行者出行方式被限制，因此限行期間的繞城高速公路流量低于不限行期間的流量。此外，從流量走勢來看，繞城高速公路的流量趨勢是上升的，這與前文成都市車輛保有量趨勢一致。

本文按照圖1中日期先后順序對每個站點流量進行分析。從圖2中可以看出，繞西成灌站和繞西雙流站流量較大，出現(xiàn)擁堵的可能性較高，每個收費站流量趨勢均為增長。

成都繞城高速限速60～120 km/h，實際通行速度是反映交通狀態(tài)的一種重要指標，通行速度的高低可以反映成都市限行政策對繞城高速公路的運行影響。本文將繞城高速公路考慮為一個整體，計算共有數(shù)據(jù)時間段內每日出租車的平均速度（如圖3所示）。

從圖3中可以看出，2016-06-12速度（工作日不限行）高于2016-06-17（工作日限行）速度，這與前文圖三中流量數(shù)據(jù)表現(xiàn)一致。2019-10-14（工作日限行）速度高于2019-10-12（工作日不限行）速度，其原因在于限行區(qū)域的擴大，即使繞城高速不限行，但對于被限行尾號車主而言，其出行路線已經(jīng)被禁止，因此一部分車輛被限制出行，進一步導致“工作日限行”情況下繞城高速通行速度高于“工作日不限行”情況下的通行速度。

與此同時，本文還對繞城高速公路收費站之間的路段平均速度進行了計算，計算結果如表1和表2所示。從表中可以看出，平均速度整體上看與前文車流量變化情況一致，但對于兩日內均有速度數(shù)據(jù)的路段，“工作日不限行”和“工作日限行”情形下的平均速度各有高低，表明限行對繞城高速公路不同的路段存在差異。此外，結合流量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，擁堵最嚴重的路段其附近收費站流量并不一定最大，這表明車輛到達收費站時間的不均衡性。

4 結語

為研究成都市限行政策對繞城高速公路運行的影響，本文將成都限行政策按照限行范圍劃分為三個不同階段。針對限行政策因調休產(chǎn)生的“工作日不限行”現(xiàn)象，選擇該雙休日臨近的“工作日限行”數(shù)據(jù)組作為對照。本文基于高速公路流量數(shù)據(jù)和出租車GPS數(shù)據(jù)對第二、三階段成都市繞城高速運行情況進行對比分析，得出以下結論：

（1）不同的限行政策對“工作日限行”和“工作日不限行”兩種情形的影響不同，當限行區(qū)域離繞城存在一定距離時（第二階段），“工作日不限行”情形下繞城高速日平均流量大于“工作日限行”情形下的日平均流量，且道路總體平均速度低于“工作日限行”情形下的平均速度;而當限行區(qū)域臨近繞城高速時（第三階段），“工作日不限行”情形下繞城高速日平均流量大于“工作日限行”情形下的日平均流量，且道路總體平均速度低于“工作日限行”情形下的平均速度。

（2）不同路段受限行的影響不同。

（3）平均速度與流量之前不是簡單的線性關系，即日流量最大并不代表該時段路段平均速度最低。

本研究在繞城高速流量數(shù)據(jù)的分析下，還針對出租車數(shù)據(jù)進行分析印證。出租車數(shù)據(jù)作為高速流量數(shù)據(jù)中的一部分，其分析結果與高速流量數(shù)據(jù)分析結果高度一致，這表明了本文數(shù)據(jù)分析的正確性。此外，本文還存在一些問題將在以后的研究中改善。

參考文獻：

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[2]成都本地寶.成都重污染天氣限行規(guī)定調整[EB/OL].http：//cd.bendibao.com/news/20171031/93607.shtm，2017-10-31.

[3]曹 靜，王 鑫，鐘笑寒.限行政策是否改善了北京市的空氣質量？[J].經(jīng)濟學（季刊），2014，13（3）：1 091-1 126.

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