陸 瑤，馬曉旦 （上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093）

1 交通生成預(yù)測

1.1 預(yù)測方法。出行生成包括出行產(chǎn)生與出行吸引，由于兩者的影響因素不同，前者以社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性為主，后者以土地利用形態(tài)為主，因此通常需將出行產(chǎn)生和出行吸引分別進(jìn)行預(yù)測，以確保精確，也利于下一階段出行分布預(yù)測的工作[1]。

出行生成預(yù)測的方法主要有原單位法、增長率法、交叉分類法和函數(shù)法等[2]。這里主要是對(duì)新開發(fā)地區(qū)的出行進(jìn)行預(yù)測，可以借鑒交通影響評(píng)價(jià)中常采用的土地利用規(guī)劃法[3]，即根據(jù)用地性質(zhì)、建筑規(guī)模以及各類建筑的面積及出行發(fā)生率、吸引率分別預(yù)測出行發(fā)生量和吸引量。

式中：G—小區(qū)機(jī)動(dòng)車交通發(fā)生量，單位：標(biāo)準(zhǔn)小汽車（PCU）；A—小區(qū)機(jī)動(dòng)車交通吸引量，單位：標(biāo)準(zhǔn)小汽車（PCU）；Si—表示小區(qū)內(nèi)第i類用地的建筑面積，單位：平方米（m2）；αi—第i類用地的車輛發(fā)生率，單位：PCU/100m2；βi—第i類用地的車輛吸引率，單位：PCU/100m2。

1.2 交通小區(qū)劃分。為了全面了解研究區(qū)域內(nèi)的交通源以及交通源之間的交通流，將出行需求的產(chǎn)生、吸引與一定區(qū)域的土地利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)聯(lián)系起來，根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的土地利用性質(zhì)和建筑功能，對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行了交通小區(qū)的劃分[4]，參考西安市城市及空港新城總體規(guī)劃，按照研究區(qū)域內(nèi)開發(fā)項(xiàng)目性質(zhì)和規(guī)模，結(jié)合道路等級(jí)及其功能地位，將研究區(qū)域劃分成20個(gè)交通小區(qū)。

研究區(qū)域內(nèi)部按照綜合商務(wù)區(qū)土地利用性質(zhì)和建筑功能，結(jié)合內(nèi)部道路分布情況，劃分交通小區(qū)[5]。此外，依據(jù)其影響區(qū)周邊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及研究區(qū)域的對(duì)外聯(lián)系通道分布情況，劃分5個(gè)外部虛擬小區(qū)。根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)交通小區(qū)的土地利用性質(zhì)和面積以及項(xiàng)目對(duì)外的交通聯(lián)系強(qiáng)度，可進(jìn)行研究區(qū)域交通生成預(yù)測與分析。

1.3 交通生成量預(yù)測。不同用地性質(zhì)決定了交通發(fā)生與吸引的規(guī)模，在小區(qū)出行產(chǎn)生量和吸引量預(yù)測的時(shí)候，先確定各個(gè)小區(qū)的出行產(chǎn)生率和吸引率，再根據(jù)用地面積或者建筑面積進(jìn)行出行產(chǎn)生和吸引量的預(yù)測。西安市城市總體規(guī)劃中對(duì)各地塊的用地性質(zhì)作了詳細(xì)規(guī)劃，研究區(qū)域內(nèi)的土地利用性質(zhì)和用地面積基本明確。根據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（CJJ/T141-2010）》中國內(nèi)不同類別建設(shè)項(xiàng)目出行率參考表中的數(shù)值，結(jié)合西安市各種性質(zhì)用地的交通發(fā)生率及吸引率的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可預(yù)測出各小區(qū)的交通發(fā)生量及吸引量。

對(duì)于研究區(qū)域范圍以外的境外交通小區(qū)的出行產(chǎn)生量和吸引量的預(yù)測，可根據(jù)對(duì)外聯(lián)系通道主要道路上的交通流量發(fā)展趨勢以及這些通道所聯(lián)系的出行方向的城市區(qū)域的未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢進(jìn)行預(yù)測和修正。機(jī)場所對(duì)應(yīng)的交通小區(qū)的產(chǎn)生量和吸引量，主要結(jié)合機(jī)場旅客的到發(fā)量進(jìn)行預(yù)測。由此得到各交通小區(qū)目標(biāo)年高峰小時(shí)出行發(fā)生量及吸引量。

2 交通分布預(yù)測

2.1 預(yù)測方法。本文以交通規(guī)劃軟件EMME中計(jì)算的各小區(qū)間的出行阻抗為參考依據(jù)，以現(xiàn)狀交通量分布為基準(zhǔn)，將各交通小區(qū)的出行發(fā)生量和吸引量分布到研究區(qū)域，得到出行的空間分布數(shù)據(jù)。研究區(qū)域?qū)ν獾慕煌ǚ植紨?shù)據(jù)，則主要參考現(xiàn)狀的機(jī)場到發(fā)量的城市空間分布特征以及規(guī)劃中的西安市的區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展特征和土地利用特征，綜合預(yù)測未來境外小區(qū)的分布數(shù)據(jù)，以及內(nèi)外交通的分布量。

2.2 交通分布預(yù)測。咸陽國際機(jī)場T5航站樓站前綜合商務(wù)區(qū)位于空港新城片區(qū)東側(cè)，中心城區(qū)西北側(cè)，毗鄰咸陽國際機(jī)場、秦漢新城等高密度人流分布區(qū)域。基于西安市總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃及西咸新區(qū)和空港新城相關(guān)規(guī)劃資料，結(jié)合研究區(qū)域的對(duì)外交通聯(lián)系通道的分布情況，進(jìn)行研究區(qū)域?qū)ν饨煌ㄐ枨蟮姆植碱A(yù)測。根據(jù)規(guī)劃，該區(qū)域外部聯(lián)系通道主要包括正平大街等快速路及灃涇大道、臨空大道、機(jī)場高速等主干路。因此，將研究區(qū)域的對(duì)外交通分為5個(gè)出行方向，分別為正西方向，即為正平大街（西走向）；正北方向，即為正平大街（北走向）；東北方向，即為灃涇大道（東走向）；正南方向，即為灃涇大道（南走向）和正東方向，即為機(jī)場高速。根據(jù)城市區(qū)域間的聯(lián)系強(qiáng)度，可得到各出行方向交通需求分布情況。區(qū)域內(nèi)部的出行分布則主要根據(jù)路網(wǎng)的出行阻抗及建筑性質(zhì)和功能的特征，進(jìn)行預(yù)測[5]。

2.3 交通出行方式劃分。交通方式劃分是把總的出行需求OD分配給各種交通方式，影響因素有出行目的、出行距離、出行者偏好、交通設(shè)施服務(wù)水平等。研究區(qū)域的交通出行方式劃分主要依據(jù)西安市居民現(xiàn)狀出行調(diào)查數(shù)據(jù)，結(jié)合咸陽國際機(jī)場區(qū)域及研究區(qū)域周邊地塊特性，以及未來西安市城市交通發(fā)展戰(zhàn)略，出行結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢，及研究區(qū)域的交通系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)狀況，進(jìn)行方式劃分預(yù)測。

3 交通分配預(yù)測

3.1 預(yù)測方法。交通分配預(yù)測是指在交通分布預(yù)測基礎(chǔ)上，將各分區(qū)之間出行分布量分配到交通網(wǎng)絡(luò)的各條邊上去的工作過程，一般都借助于交通規(guī)劃軟件實(shí)現(xiàn)。在目標(biāo)年各交通小區(qū)預(yù)測OD分布量的支持下，根據(jù)影響區(qū)各道路規(guī)劃等級(jí)標(biāo)定路網(wǎng)模型，完成OD在路網(wǎng)上的交通分配。

交通分配的方法有多種，總體上可以分為兩類，即：均衡分配方法和非均衡分配方法。平衡分配方法中比較常用的是用戶平衡分配模型，而隨機(jī)用戶均衡（SUE）模型是“用戶平衡（UE）”模型的改進(jìn)。主要模擬出行者不完全掌握所有路況信息，且均認(rèn)為自己所選擇的路徑是“阻抗”最小的路徑，再?zèng)]有出行者相信能依靠單方面改變出行路徑來減少自己的估計(jì)行駛阻抗，其預(yù)測模型如下：

3.2 交通分配。根據(jù)研究區(qū)域周邊道路交通條件和項(xiàng)目具體特征，結(jié)合對(duì)周邊土地利用情況的分析，在Emme系統(tǒng)里建立研究區(qū)域的路網(wǎng)模型，將分方式的出行分布矩陣輸入到系統(tǒng)里，借助Emme軟件的交通分配模塊，將OD矩陣加載到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)上，在路網(wǎng)上進(jìn)行交通分配，得到研究區(qū)域路網(wǎng)上的路段交通流量以及交叉口的流量，通過路段飽和度和交叉口延誤時(shí)間的計(jì)算，可以分析路網(wǎng)的服務(wù)水平。根據(jù)控規(guī)方案的道路網(wǎng)絡(luò)，在Emme中建模，可得到控規(guī)方案對(duì)應(yīng)的路段交通流量分配圖及路段飽和度圖，如圖1所示。

圖1 控規(guī)方案研究范圍路段要素圖

同理，可根據(jù)優(yōu)化后的路網(wǎng)方案進(jìn)行建模，在研究區(qū)域優(yōu)化道路網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交通分配預(yù)測，可得到優(yōu)化方案的路段交通流量圖及路段飽和度圖，如圖2所示。

圖2 優(yōu)化方案研究范圍路段要素圖

由圖1、圖2對(duì)比可知，優(yōu)化方案與控規(guī)方案相比，路網(wǎng)內(nèi)路段流量分布更加均勻，與控規(guī)路網(wǎng)方案相比，流量從較大的靠近機(jī)場及綜合商務(wù)區(qū)的灃涇大道和機(jī)場高速西側(cè)轉(zhuǎn)移到臨空大道和機(jī)場高速東側(cè)，大大降低了機(jī)場周邊路網(wǎng)的交通壓力；同時(shí)，由路段飽和度對(duì)比可知，優(yōu)化方案關(guān)鍵主干路及次干路飽和度提高明顯，整體路網(wǎng)飽和度均處于合理的范圍內(nèi)，綜合商務(wù)區(qū)路網(wǎng)活性明顯提高，內(nèi)部及外部交通更加順暢。

3.3 關(guān)鍵交叉口分析。根據(jù)控規(guī)方案的交通需求預(yù)測和路網(wǎng)分配流量，可得到研究范圍內(nèi)對(duì)外聯(lián)系密切、流量較大的主要道路交匯的5個(gè)關(guān)鍵交叉口的交通流量分配圖，如圖3所示。

圖3 控規(guī)方案關(guān)鍵交叉口流量分布圖

同理，為了比較優(yōu)化方案和控規(guī)方案，根據(jù)優(yōu)化方案的交通需求預(yù)測和路網(wǎng)分配流量，可得到研究范圍內(nèi)對(duì)外聯(lián)系密切、流量較大的主要道路交匯的5個(gè)關(guān)鍵交叉口的交通流量分布圖，如圖4所示。

由圖3、圖4的關(guān)鍵交叉口流量分配對(duì)比可以看出，優(yōu)化方案較控規(guī)方案關(guān)鍵交叉口整體交通性能得到較大提升，其中國定路—俠農(nóng)街交叉口、灃涇大道—俠農(nóng)街交叉口及灃涇大道—舜壽大街交叉口為研究區(qū)域內(nèi)部交通組織的關(guān)鍵交叉口，優(yōu)化方案中三個(gè)交叉口各方向的流量與控規(guī)方案相比，各方向流量分配更為適中，交叉口整體的通行效率得到提高。

灃涇大道—正平大街交叉口、臨空大道—灃涇大道交叉口為研究區(qū)域?qū)ν饨煌ńM織的關(guān)鍵交叉口，優(yōu)化方案中兩個(gè)交叉口各方向的流量與控規(guī)方向相比優(yōu)化較大，起到了分擔(dān)內(nèi)部交通、聯(lián)絡(luò)外部交通的作用，同時(shí)，各方向流量分配更為適中，交叉口整體的通行效率得到提高，主要出行方向交通流量所占比例較高，提高了研究區(qū)域與外部區(qū)域的聯(lián)系，提高了整個(gè)區(qū)域路網(wǎng)的通行順暢性和連通活躍度。

控規(guī)方案和優(yōu)化方案中關(guān)鍵交叉口的平均延誤及飽和度對(duì)比如表1所示：

圖4 優(yōu)化方案關(guān)鍵交叉口流量分布圖

表1 控規(guī)與優(yōu)化方案關(guān)鍵交叉口平均延誤對(duì)比

由表1可知，優(yōu)化方案較控規(guī)方案，關(guān)鍵交叉口的平均延誤時(shí)間均較小，各關(guān)鍵交叉口的運(yùn)行效率得到優(yōu)化，同時(shí)，由于關(guān)鍵交叉口所在區(qū)位的特殊性，優(yōu)化方案中道路網(wǎng)絡(luò)通行效率和運(yùn)行狀況明顯優(yōu)于控規(guī)方案。

此外，國定路—俠農(nóng)街交叉口、灃涇大道—俠農(nóng)街交叉口及灃涇大道—舜壽大街交叉口等研究區(qū)域內(nèi)部交通組織的關(guān)鍵交叉口，其交叉口平均延誤時(shí)間的優(yōu)化比率與灃涇大道—正平大街交叉口、臨空大道—灃涇大道交叉口等研究區(qū)域?qū)ν饨煌ńM織的關(guān)鍵交叉口平均延誤時(shí)間的優(yōu)化比率相比提高幅度更大，可以看出，優(yōu)化方案不僅可使對(duì)外交通溝通更順暢，對(duì)于內(nèi)部交通運(yùn)行及組織的優(yōu)化更為明顯。

4 總結(jié)

本文西安市及空港新城的總體規(guī)劃，以及研究范圍周邊區(qū)域的土地利用及交通特性，針對(duì)區(qū)域交通需求進(jìn)行預(yù)測，按照經(jīng)典的四階段預(yù)測方法進(jìn)行得到其優(yōu)化方案，使得整個(gè)研究區(qū)域路網(wǎng)的交通運(yùn)輸能力得到提高。