【doc】 区域诱增交通量计算方法研究

【doc】 区域诱增交通量计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 研究 区域诱增交通量计算方法研究 第5卷第5期 2005年10月 交通运输系统工程与信息 JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnology Vo1.5No.5 October2005 文章编号:1009—6744(2005)05—0041—05 区域诱增交通量计算方法研究 杨静,毛保华,丁勇,何宇强 (北京交通大学交通运输学院,北京100044) 摘要:诱增交通量是交通需求预测与交通建设项目评价中的重要组成部分.本文从诱 增交通量概念出发,从宏观和微观两个角度阐述了区域诱增交通量产生的机理, 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了 现行单个建设项目诱增交通量计算思路的局限性,研究提出了基于区域的诱增交通量 计算的多元线性回归模型.论文结合我国的国情,对该模型参数进行了标定,提出了符 合中国实际的基于区域诱增交通量计算方法.利用北京地区改革开 放之后(1978年至 2003年)的数据进行了实例分析,得到了道路建设对交通量的近期影 响弹性系数0.17, 远期影响弹性系数0.29的结果. 关键词:区域交通;诱增交通量;多元线性回归;弹性系数 中图分类号:U491.113 AMethodforRegionalInducedTrafficCalculations YANGJing,MAOBao—hua,DINGYong,HEYu—qiang (SchoolofTrafficandTransportation,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China) Abstract:Asanimportantpartoftrafficforecastandprojectevaluationofhighway,inducedtraffic hasgetmoreandmoreattention.Fromtheconceptoftheinducedtraffic,itSmechanismwas analyzedinbothmicroandmacroperspective.Onthebasisofthepresentcalculationmethod,a multi—linearregressionmethodisgiventOtheregionalinducedtrafficcalculation.Acalculation model,whichismoresuitableforthetrafficsituationinChinathantheformerone,isdeveloped. UsingthedataofBeijing(1978—2003)forcalculation,wefindthatroadmiles haveastatistically significantrelationshipwithtraffic.Theresultisabout0.17intheshortrunand 0.29inthelong rUn. Keywords:regionaltraffic;inducedtraffic;multiplelinearregression;elastic ityestimate CLCnumber:U49】.】】3 O引言 随着国民经济的高速发展和城市化进程的加 快,城市人口与机动车拥有量不断攀升,道路交通 量的增长给交通基础设施造成很大压力.按照传统 的交通发展模式,当道路基础设施的能力无法满足 交通需求时,就采取新建或改造道路提高道路容量 的方法来解决供不应求的问题.然而,许多发达国 家的经验表明,通过建设道路来降低拥挤只在一定 时期一定区域能够产生作用,在人口密度大,土地 资源匮乏并且污染严重的大都市地区,由于诱增交 通量的影响,道路建设只能起到一个短期的缓解作 用. 诱增交通量的研究从20世纪70年代业已开 始,但直到90年代初期才逐渐受到人们的重视. 1994年,英国交通部首次以政府报告的形式肯定 了诱增交通量的存在及其在道路工程项目评估中 的重要作用.1996年,Goodwinl1对英国151条 1981年后新修或改造的道路的数据进行了分析, 收稿日期:2005—04—28 基金项目:教育部科学技术研究重点项目(03039);国家自然科学基金 资助(70173014). 杨静(1980一),女,河北张家口人,北京交通大学交通运输学院博士研 究生,主要研究方向为交通规划与管理. Email:abple@163.corn 42交通运输系统工程与信息2005年10月 发现实际交通量比预测交通量平均高了10.4,这 一 结果客观的反映了诱增交通量的影响.之后,各 国学者都认识到了诱增交通量的重要地位,在交通 量预测中加入了诱增交通量预测,但都是针对单个 的项目,并不具有普适性.20世纪90年代后期至21 世纪初,许多学者致力于区域诱增交通量的研究, HansenE,Barr[引,NolandE分别使用多元线性回 归方法对区域诱增交通量进行了分析,取得了一定 的研究成果. 1诱增交通量的基本理论 诱增交通量是指路网中由于新建道路或原有 低等级道路的改善,改变了道路使用者出行的交通 条件,从而使这些道路使用者原有的出行行为发生 变化,由此而多余产生的那一部分交通量l_3]. 诱增交通量是预测交通量的重要组成部分,交 通部在《道路建设项目交通量评价方法》中指出,新 建或改建道路的交通量需要包括趋势交通量(经济 及人口因素引起的),转移交通量(从其他交通方式 或路线上转移来的)和诱增交通量,从区域角度讲, 转移交通量并不产生新的交通量,所以在进行区域 计算时只需考虑趋势交通量和诱增交通量. 1.1诱增交通量的宏观解释 根据经济学的供需平衡理论,道路容量的增加 (供应增加)会降低出行费用,出行费用的降低会刺 激需求的增长,从而达到新的平衡(见图1). Cl C2 C4 QlQ2Q3交通量 图1交通设施需求供给曲线 在不考虑经济,人口增长的情况下,增加道路 容量(新建或改造道路),供给曲线由I变为II,在同 样的交通流量情况下,出行费用(主要是出行时间) 将由C1降为C2,形成一种诱导效应,平衡点由 F1转移到F2,交通量由Q1增至Q2;如果同时考 虑经济,人口的增长,则需求曲线变为IV,平衡点 转移至F3,交通量增至Q3. 综上可见,在区域范围内,总体的交通增长量 为Q1至Q3,其中Q2至Q3部分是由经济,人口增 长引起的趋势交通量,Q1至Q2部分是由道路容量 增加引起的诱增交通量. 1.2诱增交通量的微观解释 从微观角度来看,诱增交通量的产生具体包括 以下几个方面的原因: (1)出行方式的转变.例如原来合乘的改为独 乘,原来坐地铁的改为开车等等. (2)出行路线的改变.新增或改造的道路提供 了更佳的路线. (3)出行的重新分布.例如新建一条道路通往 某大型商场,由于该商场的可达性提高,所以出行 者可能会取消向其他商场的出行而改为向此商场 的出行. (4)产生新的出行.由于道路条件的改善,人 们可能更乐于出行. (5)土地使用格局的改变.道路的建设或改造 会引起路两旁土体使用格局的变化,原来很少出行 的地方可能会成为交通吸引源. 1.3现行的计算方法 1.3.1重力模型法 以区域间的运行时间为主要考虑因素,按照现 状区域间有无出行量使用重力模型分别对诱增交 通量进行计算_7].重力模型意义明确,应用广泛,但 并没有考虑到道路两侧土地利用变化引起的交通 源的变化,比较适用于预测近期的单个项目的诱增 交通量. 1.3.2生长曲线法 按照诱增交通的时间特性将其增长过程分为 聚集形成阶段,快速增长阶段和逐渐稳定阶段]. 用生长曲线模型可以对诱增交通量的增长进行预 测.在区域范围内,由于多个道路项目影响的叠加, 诱增交通量无法显示出明显的三阶段特征,所以生 长曲线法一般只适宜计算单个项目的诱增交通量. 1.3.3诱增经济法 从诱增交通产生的经济根源进行分析,着重考 虑道路项目对经济增长的诱增作用_9].由于引起诱 增交通量的因素较多,单纯从经济角度考虑势必使 结果产生缺陷,所以该方法的合理性还需实践的进 第5期区域诱增交通量计算方法研究43 一 步验证. 1.3.4其他方法 从理论上说,诱增交通量还可以通过研究供需 平衡曲线和出行行为改变来进行定量计算,但由于 广义出行费用的确定较为困难,出行行为的改变又 错综复杂,所以这两种方法还未具有实用价值. 目前的计算方法主要是基于单个项目,本文将 重点研究基于区域的诱增交通量的计算方法. 2区域诱增交通量的定量计算方法 区域诱增交通量的研究对于区域交通规划以 及交通和环境政策的制定具有重要意义,但国内目 前的研究还很有限.使用多元线性回归法可以 考虑影响交通量的各种因素,有利于区分诱增交通 量与趋势交通量,同时由于使用的是区域范围内的 宏观数据,可以反映不同区域范围内的整体诱增交 通量水平. 2.1多元线性回归法 根据研究目的,将影响交通量的因素分为两 类,一类是社会经济指标,作为外部说明变量,另一 类是交通基础设施指标,作为自变量.(1)式是多元 线性回归法的基本模式. 1og(VMT)一C+:log(x)’....—k— +),log(L一)+,,(1) 其中C为常数项,为年度t的道路交 通量;为第k个社会经济指标的待定系数;X为 年度t的社会经济指标(外部说明变量);为道路 容量的待定系数;一为年度t,滞后年数为 的道路容量(自变量);,,为随机误差项. 因为多元线性回归方法中将各种影响因素分 别考虑,所以弹性系数反映的是摈除了其他影响 因素,纯粹由道路容量增长而引起的交通量的变 化.如一0.5,代表当道路容量增加1时,交通量 随之增加0.5%,增加的这一部分交通量即为诱增 交通量.具体的表达形式如(2)式所示. alog()LMa(), 一 诃’ 同时,滞后年数反映了道路容量对交通量 影响的滞后性.诱增交通量是一种刺激反应过程的 结果,即交通条件的改善刺激了人们的出行欲望. 从而产生更多的交通量.由于交通信息的传递过程 及人们的感知反应过程均需要一定的时间,所以道 路建设对交通量的影响不仅反映在道路建设的当 年,还延续到道路建成后的若干年.同时,城市道路 建成后重新回到拥堵的时期较短,一旦拥堵发生, 诱增交通的影响也即停止. 当滞后年数选择0时,即第t年的交通量与 第t年的道路容量作为因变量和自变量,弹性系数 反映的是道路容量增长对当年交通量的影响(近 期影响);当滞后年数选择大于0时,即使用第t 年的交通量与第t一年的道路容量作为因变量 和自变量,弹性系数反映的是道路增长对年后’ 的交通量的影响(远期影响). 2.2模型构造 影响交通量的社会经济因素有很多,如地区经 济发展,人口规模,家庭收入,车辆拥有率,油价波 动,消费水平,土地使用格局等等.由于多元线性回 归方法要求各变量之间必须相互独立,所以需选择 具有代表性且无相关关系的变量作为外部说明变 量.国外研究中选取的有城市人口,人均收入和石 油价格,使用的滞后年数一般是2,4年.根据 中国的国情,构造了如(3)式所示的模型. 1og(RPK)一C+d1log(丁P,)+d2log(AW) +013log(CP)+),log(尺,)+,,(3) 其中RPK为年度t的公路周转量;丁,J为 年度t的总人口;AW为年度t的职工平均工资; CP为年度t的居民消费价格;RM,为年度t,滞后 年的公路长度;C,a,a:,为模型参数.因为对 数形式的多元线性回归只考虑自变量和因变量的 变化趋势,所以不涉及量纲问题. 式(3)是更适合我国国情的诱增交通量计算模 型,原因如下: (1)通过对数据的分析,在过去的2O年中,我 国居民消费价格增长了将近600,这是中国国情 决定的特殊因素,它对交通量产生的影响必须加以 考虑,所以在说明变量中加入了居民消费价格这一 经济指标. (2)我国尚处于机动化发展的初级阶段,市场 经济的形式与国外有所差异,石油价格变化相对平 缓,并与居民消费价格存在强相关性,所以在说明 变量中去掉了石油价格指标. (3)国内公路项目中相当的一部分是为了改 善交通拥挤状况,城市道路的建设更是如此,因此 道路建成后不长的时间内交通量就会达到饱和.由 于不同于国外公路的交通量增长特性,所以滞后年 44交通运输系统工程与信息2005年10月 数的选择须根据具体地区的情况而定. 3北京地区区域诱增交通量分析 本文以北京地区为例,使用改进的区域诱增交 通量计算模型对北京的诱增交通量做计算. 3.1北京地区的交通现状 随着改革开放的不断深化,首都地区的经济得 到了飞速的发展,但交通问题也越来越严重. (1)城市道路情况. 至2001年,北京城市道路总长度达4300多公 里,比1986年增长了42.道路容量不断提高,但 道路服务质量却不断下降,2000年的道路运行系 统测试表明,二环内的中心区,道路平均速度不到 10公里/d,时,在高峰时段,中心区一半以上的主 干道发生交通阻塞. (2)道路交通量情况. 道路交通量呈高速增长趋势,2002年,北京市 出行总量达到了97.29亿人次,市区出行约为 69.28亿人次,占全市出行量的71,比1990年的 53.67亿人次增长了29.1%口.’?]. 3.2计算与结果分析 根据北京地区改革开放以后(1978年至2003 年)的数据,利用(3)式进行计算.由于北京地区的 拥挤状况严重,道路在建成后1年左右容量就会达 到饱和,所以选择的滞后年数为1年. 使用SPSS统计分析软件进行分析计算,计算 结果见表1. 表1回归模型结果 分析表1可以得出如下结论: (1)对交通量影响最大的因素是人口,其次是 人均收入.居民消费价格对交通量的影响是负面 的,即消费价格的增加会造成交通量的降低. (2)公路线路长度对交通量近期影响的弹性 系数为o.17o,意味着公路线路长度每增加1的, 本年交通量相应的增/JnO.17,这一部分就是诱增 交通量,是剔除了经济,人口等其他因素影响的纯 粹由新修道路引起的交通量.2002年,北京市出行 总量达到了97.29亿人次,如果道路容量提高1 的话,意味着道路上将新增接近2000万人次的出 行. (3)使用t年的道路交通量与t—m年的公路 线路长度作为因变量和自变量(本例中m取1),得 到远期影响系数为0.290,大于0.170,说明道路在 建成1年后,随着人们的认知与道路两旁土地的开 发,将对交通量产生更大的刺激作用.这也很好地 解释了为什么道路建设1至2年后,道路就会又回 到拥挤状态. 与国外的研究结果相比I2],本文的计算结果 略为偏低,这主要有两方面原因.首先,由于北京地 区的交通设施长期处于容量不足的状态,所以即使 在道路交通条件改善的情况下,仍然有一些出行需 求受压制,无法完全释放出来.其次,本文中使用的 模型对国外的研究模型进行了改进,其结果更适用 于我国. 从分析结果可以看到,如果在城市道路规划中 忽略道路容量增加对交通量的诱增作用,就会造成 道路的成本收益评价产生偏差.为更多的社会成员 提供出行的机会,当然会带来一定的社会收益,但 如果交通拥挤状态反复出现,由此而带来的环境问 题和资源问题也必须在考虑之中. 4小结 诱增交通量在单个工程项目中的应用已经十 分普及,但区域范围内的研究在国内还处于待发展 阶段,这主要是由于国内经济与交通情况比较复 杂,模型与数据都需与国外的研究方式有所差别. 本文在多元线性回归法的基础上提出了符合中国 实际的基于区域的诱增交通量模型,并对北京改革 开放以后(1978年至2003年)的经济,人口道路等 数据进行回归,得到了公路线路增长对道路交通量 增长的弹性系数近期为0.170,远期为0.290,即公 路长度每增加1,当年交通量相应增长0.17,第 二年交通量增长0.29,这一部分交通量为诱增交 通量.诱增交通量对交通规划及环境政策的影响将 是我们的下一步研究目标. 参考文献 [1]GoodwinPB.Empiricalevidenceoninducedtraffic: Areviewandsynthesis[J].Transportation,1996, 23(1):35,54. 第5期区域诱增交通量计算方法研究45 [2] [3] [4] [5] [6] HansenM8LHuangY.Roadsupplyandtrafficin californiaurbanareas[J].TransportationResearch A,97,31(3):205—218. 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