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某城市桥梁改造工程交通量预测方法的分析研究 摘要： 市政道路桥梁工程由于影响因素多，路网复杂，组织进行OD调查需要花费较大的人力、物力和财力。本文针对兼具公路功能的市政桥梁工程，提出利用城市外围公路网OD调查数据来进行交通量预测的方法。 Abstract： Due to many influencing factors and road network complexity of municipal highway bridge project， organizations need to conduct OD survey which will spend a larger number of human， material and financial resources. In this paper， aiming at the municipal bridge engineering with the highway function， the method of using peri-urban road networks OD survey data for traffic forecasting is proposed. 关键词： 交通量预测；四阶段法；OD调查 Key words： traffic forecast；four-stage method；OD survey 中图分类号：U491.1+4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）13-0072-02 0 引言 交通量预测是桥梁工程前期工作中的重要一环，是确定桥梁工程规模、技术标准的依据。现阶段交通量预测广泛采用“四阶段”法进行预测。 “四阶段”法以机动车OD调查为基础，需要采集大量的基础数据，交通量OD调查需要花费大量人力、物力和财力。而目前我国大部分中小城市的桥梁工程项目受时间和财力所限，无法组织进行市内大规模的交通量OD调查。 本文结合蚌埠解放路桥改造工程，探讨了利用公路网OD数据来进行城市跨河桥梁交通量预测的方法。在该项目可行性研究阶段，本文通过对市区内几条过河通道进行交通量调查，结合蚌埠市外围公路网已有OD调查资料来生成区域基年OD数据，进行四阶段法预测。该方案充分利用现有公路网的OD数据，大大节省了人力物力的投入。 1 项目概况 蚌埠市现辖龙子湖、蚌山、禹会及淮上四区。淮上区位于淮河以北，其余三区在淮河以南。现由本项目及朝阳路淮河桥共同承担市区内部过江交通任务（报告编制阶段，蚌埠大庆路淮河公路桥正在建设当中，现已建成通车，本次预测以当时的路网结构进行分析）。本项目是S101、S307及G206共用的一座过淮河桥梁，在区域公路及城市道路网中地位重大。 2 交通量调查 2.1 0D调查点布设 根据对区域路网的分析，本次在蚌埠解放路桥及朝阳路桥处补充两处OD调查点，利用外围公路OD调查点6处，调查点分布如图1所示。 2.2 OD分区 根据对已有外围的公路OD调查及本次补充的两座大桥调查资料的初步整理，本报告将项目影响区划分为24个OD小区，如表1所示。 3 交通量预测 3.1 交通生成预测 交通量生成预测采用增长率法，关键为确定交通量弹性系数，城市交通受城市人口规模、土地利用状况等因素影响，与城市道路交通流密切相关的运输指标为城区机动车保有量。本次分析通过对比中心城区机动车保有量与区域社会经济的增长状况，预测影响区未来客货车交通量增长弹性系数如表2所示。 根据上述经济及弹性系数预测结果，未来年各小区客货车增长率由下述公式可推算得本项目未来年交通量增长率。 Rk=TkE Rb=ThE 式中：Rk、Rh未来年影响区内客、货交通量增长率（%）；Tk、Th未来年影响区内客、货交通量对经济指标的弹性系数；E未来年影响区内国内生产总值增长率（%）。 未来各影响区各车型发生、集中量预测计算公式如下： Pk=（1+Rk）n Ph=（1+Rh）n 式中：Pk第N年影响区第K种车型发生交通量；基年影响区第K种车型发生交通量；Ph第N年影响区第K种车型集中交通量；基年影响区第K种车型集中交通量；n预测年数； 以上发生、集中量预测结果将直接用于下步交通分布的预测。 3.2 交通分布预测 交通量分布预测的目的是推算未来OD表。交通量分布预测通常采用弗雷特法 （Fratar Method）进行回归分析计算，计算模型为： Q=QFF L= L= 式中：Q未来年i区与j区之间的交通量；Q基年i区与j区之间的交通量；F、Fi区、j区发生交通量的增长倍数；P基年j区发生交通量；A基年j区集中交通量；n 交通小区数。 未来i区与j区之间的区间交通量Q经过K+1次迭代计算，使F及F趋于1，达到平衡。 3.3 交通分配预测 根据规划，蚌埠市区远期共有四座淮河大桥承担两岸的过江交通需求，新建设大庆路淮河桥（2013年建成）及长淮卫淮河桥（2016年建成），在路网分配时应充分分析四条跨河通道承担的交通流构成特征。结合本项目实际情况本次预测使用行程时间这一静态指标来进行分配预测，所采用的多路径概率分配方法是由佛罗里安（Florian）和福克斯（Fox）所提出的指数模型。其计算公式为：P= T=TP 式中：TTij分配到第K条路径上的交通量；Tiji区到j区的出行交通量；Pi、j区域间第K条路径的分配概率；tki、j区域间第K条路径的行程时间；a常数，可采用最小二乘法回归得到（本次预测a取5）；ni、j区域间可供选择的出行路径总数。 行程时间的计算采用修正的交通部公路规划设计院交通量-速度模型。 交通量分配预测结果如表3所示。 3.4 诱增交通量预测 一般预测诱增交通量有重力模型法，生长曲线法和弹性系数法。本文采用生长曲线模型进行预测。诱增交通量的发展大抵要经历聚集形成、快速增长和逐渐稳定三个阶段，该发展规律可以用一条S型曲线来模拟，发展初期增长较慢，随后开始加速增长，达到一定程度后，增长速度减缓并趋于停止。y= 式中：Y诱增交通量预测值；K诱增交通量上限值；t时间变量，单位为年；a、b模型参数。 诱增交通量预测结果如表4。 3.5 其他运输方式间的交通量转移 蚌埠是全国重要的交通枢纽，公路、铁路、水运四通发达。水运方面有黄金水道淮河，水运与本项目的相关性较小，本次不考虑该部分转移交通量。铁路方面有京沪铁路及京沪高铁线，在本项目可研阶段京沪高铁正在建设当中，现已通车运营。随着京沪高铁的通车，其高效高安全的特性将吸引部分客流转移至铁路交通。 根据铁路和道路各自的特点，结合项目通道内交通流构成情况，区间以工作、探亲等为目的的零散客源部分将转移至铁路上去。而一些自驾车客源仍将选择公路出行。 综合考虑通道内客运分布情况、铁路载客能力、出行费用等因素，预测本项目向铁路的交通量转移如表5所示。 3.6 交通量预测结果 汇总趋势交通量、诱增交通量及转移交通量即得本项目的交通量预测结果如表6。 4 结语 城市桥梁由于路网构成复杂，影响因素多，组织进行市内OD调查费时费力。一些大型城市可以利用已有的出行普查数据进行分析，而中小型城市大多无此数据。 本文提出利用外围公路网OD调查数据来进行交通量预测的思路，针对兼具公路功能的城市桥梁，该方法可有效降低调查成本，加快前期工作进度。根据该交通量预测编制的可行性研究报告已获相关部门批复，目前该项目已建成通车，运