基于四階段法的蘭州西關(guān)什子交通量預(yù)測(cè)

文/董沖磊

1 預(yù)測(cè)內(nèi)容和方法

本項(xiàng)目的交通預(yù)測(cè)目標(biāo)年為2025年，交通量預(yù)測(cè)由兩部分構(gòu)成，其一為起止點(diǎn)皆在項(xiàng)目影響范圍之外的過(guò)境交通量，主要由研究范圍主要道路的現(xiàn)有交通量在相應(yīng)研究期增長(zhǎng)得到；其二為項(xiàng)目影響區(qū)域內(nèi)部吸引的交通量，在道路網(wǎng)上分配而獲得。運(yùn)用“四階段法”對(duì)目標(biāo)年的研究范圍內(nèi)交通量進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2 交通量預(yù)測(cè)

2.1 預(yù)測(cè)流程

首先，根據(jù)相關(guān)區(qū)域未來(lái)年的土地利用規(guī)劃、建筑類(lèi)型的交通出行率、項(xiàng)目建成率等，得到目標(biāo)年交通生成量。其次通過(guò)適合的模型進(jìn)行收斂計(jì)算，得到交通小區(qū)的交通量，本項(xiàng)目選用雙約束重力模型。根據(jù)交通方式劃分，得到不同出行方式的交通承擔(dān)比例，最后通過(guò)用戶(hù)均衡分配法進(jìn)行交通流量分配，得到擬建項(xiàng)目影響范圍內(nèi)的路段交通量。

2.2 交通小區(qū)劃分

為滿足本次交通影響評(píng)價(jià)對(duì)分析精度的要求，根據(jù)評(píng)價(jià)范圍及周邊路網(wǎng)情況，本次交評(píng)共劃分交通小區(qū)21個(gè)，其中內(nèi)部小區(qū)17個(gè)，外部虛擬小區(qū)4個(gè)。交通小區(qū)劃分情況詳見(jiàn)圖1。

圖1 交通小區(qū)劃分示意圖

2.3 交通生成預(yù)測(cè)

對(duì)未來(lái)特征年背景交通量的生成預(yù)測(cè)有多種方法，如彈性系數(shù)法、原單位法、回歸模型法等。本次交通生成預(yù)測(cè)采用增長(zhǎng)率法，增長(zhǎng)率法的特點(diǎn)是可以解決原單位法和函數(shù)法難以解決的問(wèn)題，它通過(guò)設(shè)定交通小區(qū)的增長(zhǎng)率，可以反映因土地利用的變化引起的人們出行的變化以及對(duì)象區(qū)域外的交通小區(qū)的發(fā)生與吸引交通量。

式中Oi——出行生產(chǎn)量；Fi——發(fā)生于吸引交通量的增長(zhǎng)率，其計(jì)算公式為：

Fi=αi×βi

其中αi=；βi=

根據(jù)蘭州市統(tǒng)計(jì)年鑒，取地區(qū)常住人口和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量作為預(yù)測(cè)指標(biāo)，通過(guò)回歸分析法進(jìn)行預(yù)測(cè)：

T=αX+β

其中T——未來(lái)年蘭州市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量(萬(wàn)輛)；X——未來(lái)年份；α,β——參數(shù)。

年份常住人口(萬(wàn)人)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量(萬(wàn))2020 380.63 115.4 2025 392.34 136.2

采用上述增長(zhǎng)率法，得到2025年交通產(chǎn)生與吸引情況如圖2所示。

圖2 2025年高峰小時(shí)各小區(qū)出行發(fā)生吸引量（pcu/h）

2.4 交通方式劃分預(yù)測(cè)

根據(jù)《蘭州市綜合交通調(diào)查報(bào)告》，可知蘭州市現(xiàn)狀整個(gè)中心城區(qū)居民出行方式結(jié)構(gòu)及其平均載客量，同時(shí)根據(jù)各小區(qū)用地構(gòu)成及其周邊交通系統(tǒng)規(guī)劃情況，對(duì)各個(gè)交通出行方式的分擔(dān)比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可得建成年和評(píng)價(jià)年各交通小區(qū)出行方式劃分比例，具體如表1所示。

表1 項(xiàng)目影響范圍2025年出行方式劃分比例表

2.5 交通分布預(yù)測(cè)

交通分布是將預(yù)測(cè)的各小區(qū)出行發(fā)生量、吸引量轉(zhuǎn)化為未來(lái)年各小區(qū)的出行交通量的過(guò)程，預(yù)測(cè)方法主要有重力模型法、概率模型法和增長(zhǎng)率法。其中，重力模型是當(dāng)前交通需求預(yù)測(cè)中使用最廣泛的模型，該方法綜合考慮了影響出行分布的地區(qū)社會(huì)增長(zhǎng)因素和出行空間、時(shí)間阻礙因素，是一種借鑒萬(wàn)有引力定律的空間互動(dòng)關(guān)系模擬分析方法，本報(bào)告采用雙約束重力模型法。

雙約束重力模型的基本形式為：

Xij=AiBjTiUjf(dij)，，

以各小區(qū)未來(lái)年出行發(fā)生吸引量預(yù)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，利用TransCAD軟件中雙約束重力模型預(yù)測(cè)未來(lái)年各小區(qū)間的出行量。

圖3 2025年機(jī)動(dòng)車(chē)高峰小時(shí)分布期望線（pcu/h）

2.6 交通分配預(yù)測(cè)

本次背景交通分配預(yù)測(cè)采用戶(hù)均衡分配法，路阻函數(shù)采用美國(guó)聯(lián)邦公路局路阻函數(shù)(BureauofPublicRoads)，函數(shù)模型為：

式中：t——擁堵路段的出行時(shí)間；tf——路段自由流出行時(shí)間；V——通過(guò)該路段的交通量；C——路段通行能力；α，β——模型待定參數(shù)。

具體的流程為：輸入特征年的機(jī)動(dòng)車(chē)OD數(shù)據(jù)表及選擇上述的用戶(hù)均衡分配模型，確定路阻函數(shù)及模型參數(shù)標(biāo)定，運(yùn)行模型，輸出特征年各交通小區(qū)間的機(jī)動(dòng)車(chē)OD出行量分配到路網(wǎng)上各路段、交叉口的交通流量，預(yù)測(cè)得到的路網(wǎng)流量和飽和度V/C情況。

圖4 2025年高峰小時(shí)各路段交通量圖

3 改善措施

3.1 修建地下停車(chē)場(chǎng)，充分利用地下空間建設(shè)地下停車(chē)庫(kù)來(lái)緩解城市停車(chē)供需矛盾。

3.2 遠(yuǎn)期將臨夏北路拓寬為單向四車(chē)道，緩解該路交通壓力。

3.3 優(yōu)化南濱河路-中山路交叉口與臨夏路-中山路交叉口的信號(hào)配時(shí)，同時(shí)渠化交叉口進(jìn)口道，增加進(jìn)口車(chē)道數(shù)量。

3.4 大力倡導(dǎo)公交出行，配套共享單車(chē)，設(shè)置港灣式公交站，高峰時(shí)段設(shè)置公交專(zhuān)用道，提高公共交通吸引力，以此緩解西關(guān)商圈路段及交叉口交通壓力。

4 結(jié)語(yǔ)

論文充分考慮西關(guān)什子周?chē)玫匦再|(zhì)和規(guī)模、交通路網(wǎng)等情況，通過(guò)對(duì)常住人口和車(chē)輛保有量分析，運(yùn)用四階段法預(yù)測(cè)了未來(lái)交通交通量。這種預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)范圍較廣，是城市間和城市內(nèi)部常用的預(yù)測(cè)方法，但仍具有自身的缺陷，如預(yù)測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)量大、耗時(shí)長(zhǎng)以及交通小區(qū)劃分主觀性大。