付亮

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，高速公路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)日益完整。高速公路網(wǎng)絡(luò)的形成使高速公路用戶在出行時(shí)存在多種選擇。對(duì)于單條高速公路而言，其他具有相同可達(dá)性的高速公路既存在有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。本文考慮高速公路用戶選擇的特性，分析了其出行選擇的過(guò)程，建立了競(jìng)爭(zhēng)條件下高速公路交通影響區(qū)屬性界定模型，為研究競(jìng)爭(zhēng)條件下高速公路的交通量預(yù)測(cè)等提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：交通工程；高速公路；交通影響區(qū)

1引言

高速公路是公路交通的重要承載載體，對(duì)于人員流動(dòng)、公路運(yùn)輸、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及其他戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要[1]。近十幾年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)速度較快，到如今已基本完成了全國(guó)高速公路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。由于高速公路特殊的戰(zhàn)略意義，同時(shí)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較強(qiáng)的帶動(dòng)作用，或由于原有高速公路通行質(zhì)量或交通量飽和等原因，往往會(huì)在相同起訖點(diǎn)新修建具有相同可達(dá)功能的高速公路[2]。新修建的高速公路與原有的高速公路具有一定的功能重疊性，但因?yàn)樵诘缆肪€路上的不同和高速公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的功能不同，新建高速公路又具有不可替代性。因此，不可簡(jiǎn)單將原有高速公路與新建高速公路對(duì)于所途經(jīng)區(qū)域的影響認(rèn)為是相同的。研究競(jìng)爭(zhēng)條件下高速公路的交通影響區(qū)域范圍，對(duì)新建高速公路交通量預(yù)測(cè)，交通需求管理具有重要意義。

2高速公路影響區(qū)分析

高速公路上行駛的交通量主要來(lái)源交通影響區(qū)內(nèi)的交通需求。對(duì)于僅有單條高速公路經(jīng)過(guò)的區(qū)域，一般采用四階段法進(jìn)行交通量預(yù)測(cè)。對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)條件下的高速公路，由于高速公路進(jìn)出互通位置的不同、收費(fèi)情況不同以及用戶選擇偏好導(dǎo)致進(jìn)出高速公路的難易程度差距較大，也就造成了針對(duì)有高速公路與鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路等多類型公路的區(qū)域進(jìn)行交通量分配時(shí)，很難達(dá)到均衡狀態(tài)。

因而，在進(jìn)行高速公路交通量分析與預(yù)測(cè)時(shí)，需要對(duì)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系下各條高速公路的交通影響區(qū)域界定，將其轉(zhuǎn)化為針對(duì)單一高速公路的影響區(qū)進(jìn)行分析，得到更為符合實(shí)際的結(jié)果。其影響因素主要有以下幾個(gè)方面：

（1）、高速公路進(jìn)出互通位置。高速公路進(jìn)出互通設(shè)立時(shí)往往考慮臨近城鎮(zhèn)位置以及銜接道路條件。競(jìng)爭(zhēng)條件下，各高速公路的進(jìn)出互通位置并不相同，而對(duì)于高速公路用戶而言，選擇不同進(jìn)出互通而所需要付出的行駛成本是其選擇不同高速公路行駛的重要選擇條件。

（2）、高速公路行駛成本。對(duì)于影響區(qū)內(nèi)不同的高速公路用戶具有不同的高速公路目的地，選擇不同的高速公路到達(dá)該目的地產(chǎn)生不同的行駛成本，高速公路用戶選擇成本較小的出行。

（3）、非替代性與用戶偏好。競(jìng)爭(zhēng)條件下各高速公路除相同功能外仍具有其余所有道路均不可替代的特性，而這些非替代性功能成為高速公路用戶選擇高速公路出行時(shí)的重要因素。同時(shí)，用戶偏好也影響高速公路出行選擇，用戶偏好與高速公路宣傳與用戶知曉程度有關(guān)。

上述幾個(gè)方面，可綜合性影響高速公路用戶選擇競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系下某一條高速公路進(jìn)行選擇。但在選擇高速公路時(shí)，由于高速公路用戶需要通過(guò)連接道路由互通進(jìn)入高速公里，因而在出行成本差異較大時(shí)，另外并行道路雖然可以到達(dá)其目的地，但幾乎不被選擇，在研究多條高速公路對(duì)某一區(qū)域影響時(shí)，不能僅認(rèn)為具有相同的可達(dá)性就認(rèn)為對(duì)某一交通需求生成區(qū)域具有影響，而需要從成本上對(duì)影響區(qū)進(jìn)行界定。

3高速公路交通影響區(qū)屬性界定模型

為進(jìn)一步描述高速公路影響區(qū)，對(duì)存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的多條高速公路途經(jīng)區(qū)域進(jìn)行抽象表示。根據(jù)我國(guó)高速公路建設(shè)與管理現(xiàn)狀，高速公路一般設(shè)定大型城市為起訖點(diǎn)，沿途根據(jù)城鎮(zhèn)分布調(diào)整走向。因而，高速公路影響區(qū)域可根據(jù)行政區(qū)劃進(jìn)行整體性分割。沒(méi)有直接道路連入競(jìng)爭(zhēng)條件下任意一條高速公路的道路不應(yīng)算作是影響區(qū)界定所研究的對(duì)象。

對(duì)于高速公路沿途的行政區(qū)域而言，應(yīng)以鎮(zhèn)為單位交通需求生產(chǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析。設(shè) 為i交通需求產(chǎn)生點(diǎn)至j高速公路最近的互通的行駛成本，可以通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算：

（1）

其中 表示行駛時(shí)間成本， 表示行駛費(fèi)用成本， 為隨機(jī)成本，服從gumbel分布，與連接道路的道路質(zhì)量，區(qū)域的不可抗干擾因素有關(guān)。

針對(duì)于不同目的地，行駛高速公路所需成本也不同。故出行目的地為n的i交通需求產(chǎn)生點(diǎn)選擇j高速公路出行所需成本 可通過(guò)下式表示：

（2）

式中 表示出行目的地為n的i交通需求產(chǎn)生點(diǎn)選擇j高速公路出行成本， 表示j高速公路到目的地n的收費(fèi)， 為隨機(jī)成本。

在高速公里競(jìng)爭(zhēng)路段對(duì)于影響區(qū)的作用中，假定新建高速公路除了具備與原高速公路相同的可達(dá)功能外，應(yīng)具有一個(gè)不可替代的附加特性集合S[3]。令θ為影響區(qū)內(nèi)高速公路使用者對(duì)于附加特性集合S的偏好，針對(duì)于不同的出行目的地，θ的取值不同。同時(shí)，由于高速公路的宣傳以及服務(wù)水平不同，用戶對(duì)于高速公路的成本感知具有一定的差異，可通過(guò)一個(gè)感知系數(shù) ，得以體現(xiàn)。因而考慮了高速公路用戶因素后，針對(duì)目的地n的i交通需求生成點(diǎn)高速公路用戶選擇j高速公路的所考慮的成本 ，可通過(guò)下式進(jìn)行表達(dá)：

（3）

因而根據(jù)i交通需求生產(chǎn)點(diǎn)的高速公路用戶選擇j高速公路出行至n目的地的費(fèi)用，可以設(shè)定j高速公路的費(fèi)用為任意其他高速公路的60%及以下時(shí)，可認(rèn)為是絕對(duì)影響區(qū)域，可視為僅有一條高速公路途經(jīng)的情況，進(jìn)行考慮。對(duì)于j高速公路選擇成本為其他任意高速公路的70%-100%時(shí)，可認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)兩條高速公路存在共同影響，也意味著i交通需求生成點(diǎn)為j高速公路的可能影響區(qū)，在實(shí)際交通分配時(shí)，需要考慮另外選擇成本相近高速公路的影響。

4實(shí)例研究

重慶市新渝涪高速公路針對(duì)原有渝涪高速公路具有一定競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，同時(shí)又具有連接途徑區(qū)域的不可替代功能。新渝涪高速公路由起點(diǎn)開(kāi)始，可分為經(jīng)歷各個(gè)交通需求生成點(diǎn)如南岸、木洞、茶店、新妙、龍頭港、涪陵西。起訖點(diǎn)而言，選擇新渝涪高速公路與原有渝涪高速公路成本差異在20%以內(nèi)，因而兩條路均具有影響，而對(duì)于木洞、茶店、新妙而言，選擇新渝涪高速公路出行成本低于選擇原有高速公路近70%。

故對(duì)原有交通影響區(qū)進(jìn)行調(diào)整后，所得2014年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果如下表所示：

由于新渝涪高速公路建成通車不久，高速公路單日交通量并不穩(wěn)定，故為采用真實(shí)單日交通量的平均值計(jì)算誤差。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，交通影響區(qū)調(diào)整以后的高速公路交通量預(yù)測(cè)更為精確。

5結(jié)論

本文對(duì)高速公路用戶選擇高速公路的成本與做出選擇的關(guān)系進(jìn)行分析，以進(jìn)一步對(duì)高速公路影響區(qū)進(jìn)行界定。提出在競(jìng)爭(zhēng)條件下，除可達(dá)性外，成本差異仍可對(duì)交通影響區(qū)的范圍進(jìn)行影響，并提出了基于高速公路用戶選擇成本的高速公路影響區(qū)屬性界定模型。為存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的高速公路進(jìn)行交通量預(yù)測(cè)研究時(shí)，提供基礎(chǔ)。

[1]劉偉銘，王哲人，鄭西濤，等.高速公路收費(fèi)系統(tǒng)理論與方法[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]路成章.公路交通經(jīng)濟(jì)范疇內(nèi)若干問(wèn)題的研究[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]胡吉卉，吳鶯.商業(yè)布局與商場(chǎng)差異競(jìng)爭(zhēng)的數(shù)學(xué)模型分析[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2010，3（4）：15-24.