TransCAD软件在高速公路交通量预测中的应用

　文章编号 :1671 - 2579 (2007) 05 - 0020 - 04 TransCAD 软件在高速公路交通量预测中的应用 温胜强 (河南省交通厅公路管理局 , 河南 郑州 　450052) 　　摘 　要 :该文提出了应用总量控制法进行现状 OD 的反推 ,采用“四阶段”法 ,结合 Tran2 sCAD 软件对工程实例进行预测 ,同时对高速公路交通量预测失准问题提出相应的对策。 关键词 : TransCAD ; 交通量预测 ; 高速公路 ; 交通规划 收稿日期 :2007 - 08 - 01 作者简介 :温胜强 ,男 ,博士 ,教授级高工. 　　近年来随着我国交通规划行业的发展 ,各种交通 规划软件不断应用于工程项目中 ,大大提高了规划工 作的效率以及准确性。其中以美国 Caliper 公司开发 的基于 GIS 的交通规划软件 TransCAD 应用最为广 泛 ,它能将地理信息系统与交通规划模型、交通特性分 析、物流分析完整地融为一体 ,并能够真实地描述交通 空间分布特征 ,直观地分析交通分布规律。 1 　“四阶段”预测的基本思路 “四阶段”法 (交通产生预测、交通分布预测、交通 分担预测、交通分配预测)的基本预测思路为 : (1) 社会经济发展预测。根据项目影响区历年交 通统计资料与经济发展统计资料之间的关系 ,建立交 通 - 经济发展模型 ,并对社会经济发展进行预测。 (2) 交通量发生预测。根据社会经济发展趋势与 特点分析各交通小区交通出行的特点 ,预测影响区内 各小区的交通发生/ 吸引量 ,即交通量生成预测。其中 主要考虑国内生产总值、全社会汽车保有量、全社会的 综合客货运量、地理区位资源、国家政策等影响因素。 (3) 现状 OD 反推。根据现状路网流量数据进行 交通分区现状 OD 量的反推。 (4) 交通量分布预测。分析远景年份影响区交通 分布情况 (包括趋势交通量分布、诱增交通量分布及转 移交通量) 。 (5) 交通量分担预测。项目影响区内其他交通运 输方式对交通服务区域内的交通条件和运输结构的改 善 ,必然刺激交通需求的增长 ,产生相应的诱增交通 量。其他交通运输方式未来年的交通量主要由吸引交 通量与诱增交通量两部分构成。 (6) 交通量分配预测。根据交通分布预测结果 (各小区间交通量) 和有关路网资料 ,按照一定 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 分 配到交通小区间的各条公路上去 ,结合转移交通量的 预测得出线路的交通量。 2 　应用 TransCAD 软件对岳阳至常德 高速公路进行交通量预测 2. 1 　现状 OD 反推 (1) OD 小区的划分 OD 小区的划分以影响区现状路网结构为基础 , 以行政区划作为基本单位 ,划分 OD 小区如表 1 所示。 表 1 　OD 小区划分 编号 小区名称 编号 小区名称 1 岳阳楼区 10 岳阳县 2 云溪区 11 南县 3 君山 12 监利县 4 临湘市 13 石首市 5 华容县 14 岳阳县以东以南 6 岳阳县 15 常德以南 7 安乡县 16 常德以西 8 津市市 17 常德以北 9 鼎城区 18 岳阳以北 02 　 中　外　公　路 第 27卷 　第5期2 0 0 7 年 1 0 月 　　(2) 现状 OD 反推 整个反推步骤为 :绘制路网结构图 →导入 Tran2 sCAD →形成初始网络 →数据库的建立 →节点选取 → 定义初始 OD →创建 OD 反推网络并设置网络 →生成 OD 矩阵。 2 . 2 　交通产生预测 交通产生量预测采用趋势外推法 ,本文主要运用 增长率法。 T i = Fi ·T0 i (1) 式中 : T0 i为基年的 i 小区的交通发生量 (或吸引量) ; T i 为未来预测特征年 i 小区的交通发生量 (或吸引 量) ; Fi 为至该预测特征年交通出行增长率。 通常用表示各交通小区活动指标的增长率作为发 生、吸引交通量的增长率 Fi 。交通部《公路建设项目 交通量评价方法》推荐的增长率预测模型为 : Fi = Pi P0 i ·EiE0 i (2) 式中 : P0 i为 i 小区基年人口 ; Pi 为 i 区特征年人口 ; E0 i 为 i 区基年经济指标 ; Ei 为 i 区预测特征年的经济 指标。 根据高速公路沿线地区宏观经济发展的特点和发 展规划目标以及高速公路通道内交通运输特征 ,采取 多因素方法 ,综合考虑社会经济发展、汽车保有量、公 路客、货运运输量 (运量、周转量) ,以及近年来相关公 路交通量增长等情况确定未来交通量增长速度。各特 征年各小区的交通产生量预测结果如表 2 所示。 表 2 　交通产生预测结果 辆/ d 编号 小区名称 2011 年 发生量 吸引量 2015 年 发生量 吸引量 2020 年 发生量 吸引量 2030 年 发生量 吸引量 1 岳阳楼区 6 502 7 018 8 683 9 371 12 407 13 391 21 569 23 279 2 云溪区 677 535 904 715 1 292 1 022 2 246 1 776 3 君山 1 627 1 747 2 172 2 333 3 104 3 333 5 396 5 794 4 临湘市 1 478 1 305 1 974 1 742 2 821 2 490 4 904 4 328 5 华容县 2 137 2 066 2 853 2 759 4 077 3 942 7 088 6 853 6 岳阳县 458 399 612 533 874 762 1 519 1 325 7 安乡县 2 281 2 349 3 046 3 137 4 352 4 482 7 566 7 792 8 津市市 1 317 863 1 758 1152 2 512 1 646 4 368 2 862 9 鼎城区 2 314 2 770 3 090 3 699 4 416 5 285 7 677 9 188 10 武陵区 3 296 3 664 4 401 4 893 6 289 6 992 10 933 12 156 11 南县 753 831 1 006 1 109 1 437 1 585 2 498 2 755 12 监利县 1 072 1 158 1 432 1 546 2 046 2 209 3 557 3 841 13 石首市 1 051 1 087 1 403 1 452 2 005 2 074 3 486 3 606 14 岳阳县以东以南 10 893 15 144 14 547 20 223 20 785 28 896 36 135 50 235 15 常德以南 1 383 1 584 1 848 2 115 2 640 3 022 4 589 5 254 16 常德以西 1 903 1 728 2 541 2 308 3 631 3 297 6 313 5 732 17 常德以北 7 791 4 726 10 404 6 311 14 866 9 018 25 844 15 677 18 岳阳以北 6 990 4 950 9 334 6 611 13 337 9 446 23 186 16 422 2 . 3 　交通分布预测 交通分布预测是指给定发生交通量 Gi 和吸引交 通量 A j ( i、j 为交通小区的号码) ,对全部的 OD 求小 区 i、j 之间的分布交通量 t ij 。用 TransCAD 软件进行 交通分布预测 ,采用交通分布中的弗莱特 ( Fractor) 法 进行预测 ,预测模型见式 (3) 。 T ij = tij a i b j ( L i + L j ) / 2 = tij ×∑j T ij ∑j t ij ×∑i T ij ∑i t ij ×( L i + L j ) / 2 (3) 式中 : T ij 为第 i 、j 小区之间的未来特征年交通量 ; tij 为 第 i、j 小区之间的基年交通量 ; ai 为第 i 小区的出行发 生增长率 , ai = ∑j T ij / ∑j t ij ; bj 为第 j 小区的出行 12　5 期 　 TransCAD 软件在高速公路交通量预测中的应用 　 　 吸引增长率 , bj = ∑i T ij / ∑i t ij ; ∑j t ij 为第 j 小区基 年交通总吸引量 ; ∑i t ij 为第 i 小区基年交通总发生 量 ; ∑j T ij 为第 j 小区未来特征年年交通总吸引量 ; ∑i T ij 为第 i 小区未来特征年年交通总发生量。 2 . 4 　交通分配 将各交通小区间交通量分配到建设项目所在地区 未来年路网中 ,以计算出建设项目通道上的交通量。 采用增量配流法和平衡分配模型进行趋势型和转移型 交通分配。 (1) 趋势型交通分配 随机用户平衡分配法是基于如下假设 :已经没有 一个出行者相信他单方面改变路线会缩短行驶时间。 (2) 转移型交通分配 重新设置所定义的路网属性 ,特别是对容量、阻抗 等的属性值进行调整 ,使得整个配流路网结构与将来 路网结构基本相同。下面对未来年影响区主要新建干 道进行分析 : ①二广高速公路是内陆省份与广东珠江三角洲 经济区域联系的最便捷的南北大通道之一。 ②常张 (家界) 高速公路是长沙至常德高速公路 向西北方向的延伸。 ③常德至吉首高速公路是国家实施西部开发战 略重点规划建设的 8 条公路通道之一的长沙至重庆公 路通道的一段。 ④长常高速公路是湖南省重要的交通主干道 ,是 省会长沙通向益阳、常德、张家界等地区的交通要道。 ⑤S306 与岳阳至常德高速公路基本重合 ,是在 该项目未建之前承担岳阳和常德两地之间的主要运输 通道 ,两条线路存在着一定的竞争关系。 综合上面的分析 ,可以得到这样的结论 :随着路网 的进一步发展和完善 ,岳阳至常德高速公路的交通量 与周边一些路网之间存在着一定的交通量转移 ,具体 转移情况如表 3 所示。 表 3 　常岳高速公路转移交通量变化分析 项目 年份 增减比例 常岳增加量/ 辆 ·d - 1 二广高速公路 2011 8 %左右的增长 + 874 常张高速公路 2011 6 %左右的增长 + 655 常吉高速公路 2011 7 %左右的增长 + 777 长常高速公路 2011 10 %左右的减少 - 1 092 S306 2011 3 %左右的减少 - 328 　　同时按照上述的交通增量分配方法和转移交通量 的分析并结合未来的路网 ,得到岳阳至常德高速公路 转移交通量的分配结果。 2 . 5 　交通总流量预测 (1) 交通流量增长率 根据弹性系数法计算得到各个阶段的平均增长 率 ,如表 4 所示。 表 4 　平均增长率表 年份 平均增长率/ % 2010～2015 8. 35 2016～2020 6. 75 2021～2030 5. 24 　　(2) 各路段总流量预测 总流量等于趋势交通量加上转移交通量 ,其中趋 势交通量由“四阶段法”预测得到 ,转移交通量由增量 分配法得到 ,再综合上面的预测结果得到各路段总流 量预测 ,同时按照式 (4) ,求取各路段平均交通流量 ,进 而可以求得全程平均交通流量。 Q = 1 n ∑ n i = 1 ( qi + …qi ) (4) 式中 :qi 、…qi 分别为第 i 路段上行和下行的交通量。 交通量预测结果如表 5 所示。 表 5 　交通量预测结果 辆/ d 路段 2015 年 2020 年 2030 年 新建农场站到许市站 17 300 24 128 40 525 许市站到华容东站 16 313 22 752 38 214 华容东到华容西站 16 216 22 615 37 985 华容西站到南县站 14 390 20 069 33 707 南县站到安乡站 14 826 20 678 34 730 安乡站至保和站 15 849 22 104 37 126 保和站到周家店站 17 464 24 357 40 909 周家店站到肖伍铺站 17 823 24 856 41 749 双向平均值 16 273 22 695 38 118 3 　解决高速公路交通量预测失准问题 的对策 　　预测与实际情况会存在偏差 ,有时偏差会很大 ,这 对工程建设是非常不利的。针对设计者、车、路三者对 高速公路交通量的不同影响作用 ,分别提出解决预测 失准的对策。 22　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　中 　外 　公 　路 　　　　　　　　　　　　　　　　27 卷 　 (1) 规划设计者是进行交通规划的主体。首先必 须加强数据统计的完整性和真实性 ,从源头上把握交 通量预测的参考数据真实可靠 ;制定统一 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的交通 量预测方法 ;正确分析各种影响交通量生成因素的作 用 ,针对不同区域给出相应、具体清晰的参数、系数 ;从 综合运输的角度分析预测未来道路内公路运输量 ;不 能仅仅把交通量作为是否可行的唯一 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,同时应该 充分考虑道路在路网整体功能发挥上所起的作用 ;合 理地预测经济发展速度 ,既不能盲目乐观也不能保守 ; 进一步从交通量生成机理上加强转移交通量、诱增交 通量的研究 ,诱增交通量一般都在项目全线建成 2～3 年后才逐渐体现出来 ,不宜过早考虑该值。 (2) 不同运输方式之间和公路路网内部会互相竞 争不断转移交通量 ;道路等级、道路容量、道路距离、道 路服务设施的改善都将不同程度地影响交通量 ;应充 分考虑道路收费对转移交通量带来的影响。 (3) 未来是经济快速发展的时代 ,追求高效、安 全、便捷的通道将是人类共同的目标。随着交通工具 性能的改善、道路服务水平的提高必将会吸引更多的 车辆选择高等级道路 ,未来车型的发展趋势必将对高 速公路交通量产生很大影响。 4 　结语 TransCAD 软件结合了 GIS 系统 ,具有强大的地 理信息系统功能 ,是交通规划中非常适用的应用软件。 在使用 TransCAD 建立系统进行预测时 ,需要根据工 程的实际情况 ,依据我国的经济发展水平、交通发展状 况 ,灵活应用 ,使得其与项目的实际相符。 参考文献 : [1 ] 　沙 　滨 ,袁振洲 ,缪江华 ,等. 基于 TransCAD 的交通需求 预测研究[J ] . 山西科技 ,2006 (1) . [2 ] 　邵春福. 交通规划原理 [ M ] . 北京 :中国铁道出版社 , 2004. [3 ] 　徐慰慈. 城市交通规划论 [ M ] . 上海 :同济大学出版社 , 1998. [4 ] 　王 　炜 ,曲大义 ,朱 　中. 城市交通网络综合平衡交通分 配模型研究[J ] . 东南大学学报 (自然科学版) ,2000 (1) . [5 ] 　石 　京 .交通量分配方法对高速公路需求预测精度影响 研究[J ] . 中外公路 ,2007 (1) . [6 ] 　李庆瑞 .公路交通量预测理论与方法综述 [J ] . 中外公路 , 2005 (6) . 公路建设实现新突破 ———2007 年年底“五纵七横”国道主干线基本贯通 ,高速公路突破 5 万 km 　　五纵贯南北 ,七横连东西。到 2007 年年底 ,由 12 条国道主干线和公路主枢纽及信息系统构成、总长约 3. 5 万 km 的“五纵七横”国道主干线将基本贯通。 2003 年 ,途经我国经济最发达、人口最稠密、交通最拥挤的东部沿海地区 ,北起黑龙江同江市 ,南至海南三亚市 , 全长5 700 km 的南北大通道同三高速公路全线贯通 ,它是唯一一条贯通我国东部沿海地区的高速公路大通道。 2004 年 ,东起江苏连云港、西至新疆霍尔果斯、全长4 395 km 的连霍国道主干线全线贯通 ,成为新丝绸之路 的重要组成部分。 同年 ,开我国建设长距离高速公路先河的沈 (阳)大 (连)高速公路扩建工程历经两年完工 ,由双向四车道扩建 为双向八车道 ,昼夜通行能力达 13 万～15 万辆次。 2005 年 ,北起重庆 ,南至广东湛江 ,全长1 314 km 的西南出海通道全线贯通 ,从重庆到湛江车程缩短为 15 h , 成为连接我国西北、西南、华南的重要物流通道。 2006 年 ,我国唯一穿越热带雨林的高速公路 ———思 (茅) 小 (勐养) 高速公路建成 ,被称为“生态旅游公路”、 “人与自然和谐发展的典范”⋯⋯ 截至 2006 年年底 ,我国公路总里程已达 345. 7 万 km ,公路密度达到 36 km/ 100 ( km) 2 。全国等级公路总里 程达 228. 29 万 km ,比 2002 年增长 65 % ,其中二级及二级以上高等级公路总里程达 35. 33 万 km ,比 2002 年增 长 41 %。国家高速公路网已经完成 41. 2 % ,高速公路总里程突破 4. 53 万 km ,比 2002 年增长 80 % ,稳居世界第 二 ,2007 年年底将突破 5 万 km。 摘自 :《中国交通报》2007. 09. 17 32　5 期 　 TransCAD 软件在高速公路交通量预测中的应用