嚴世祥，張金萌，撒 蕾，王英平，邢宇鵬，趙小潔

(1.云南省公路科學技術研究院，云南 昆明 650051；2.交通運輸部規(guī)劃研究院，北京 100028)

0 引 言

交通運輸是旅游產業(yè)“走出去”的基礎支撐和先決條件，旅游產業(yè)的縱深發(fā)展離不開交通運輸的支撐，同時也引導著交通運輸精準施力、蓬勃發(fā)展。因此，交通運輸與旅游產業(yè)深度融合，協同發(fā)展，是適應信息時代交通規(guī)劃新局面、旅游發(fā)展新業(yè)態(tài)，并實現經濟又好又快發(fā)展的重要抓手；同時也是推動供給側結構性改革的有效途徑。公路交通作為綜合交通運輸的重要組成部分，具有機動靈活、便捷直達、速度較快的顯著優(yōu)勢，能夠有效解決旅游景區(qū)“最后一公里”通行問題，對于推進全域旅游出行發(fā)展具有不可替代的作用。然而，全國各地關于交通與旅游應怎樣深度融合的探討尚未達成共識，如何憑借計算機應用技術，開拓“數字化”革新，在公路交通發(fā)展進程中與生態(tài)旅游資源密切融合，成為信息時代下公路交通與旅游出行協同發(fā)展的重要課題。

考慮到公路交通與旅游出行之間的互動耦合性越來越強，二者之間匹配適應程度是促進協同發(fā)展的內生因素，國內外學者已開展一些對公路交通與旅游出行的適應性研究工作。杜曉凱[1]率先從公路交通與旅游出行的發(fā)展特點及關系，明確了公路交通與旅游發(fā)展適應性的基本內涵與特征，并提出公路交通與旅游發(fā)展適應性分析的基本理論——邊際效應理論和TOWS適應性分析理論；Hwang[2]通過網絡分析法，以旅游地吸引力強弱作為城市路網布局依據。

在適應度問題的研究上，評價方式的多樣性促成了分析維度的全面性。如李夢潔[3]采用灰色歐幾里德加權平均關聯度的方法開展對公路交通與旅游產業(yè)的適應性評價；張廣海[4]利用耦合協調度評價模型對城市旅游經濟與交通發(fā)展耦合協調關系進行評價，吳磊[5]在時序變化與空間分異上有所深化，Deng[6]則通過結合方法有效進行交通、旅游二元協同的動態(tài)耦合評判；王兆峰[7]通過回歸方法分析公路建設與旅游發(fā)展的關系等。由此可知，評價方法可以采用不同的形式，但是如何科學合理地建立公路網交通旅游適應性評價體系，則需要進一步細化探索。

對于評價指標的選取，Can[8]從旅游交通的角度出發(fā)，提出公里旅游時間、公里旅游成本等可為適應旅游發(fā)展的公路網規(guī)劃提供思路；Moyano[9]認為路網可達性、旅游地連接度等指標影響公路網建設與旅游發(fā)展的關系；王兆峰將公路密度、公路客運量、公路旅客周轉量、旅游產業(yè)水平、人均GDP等指標納入適應性分析模型。但現有指標多為獨立發(fā)揮作用，各業(yè)務數據資源的支撐作用稍顯薄弱，多源數據融合的精準施策優(yōu)勢還未充分體現。

現今，包括操作程序、算法方法在內的計算機應用技術發(fā)展廣泛[10]。TransCAD作為準確把握有效信息、充分挖掘潛在信息的交通數據管理分析軟件[11]，可通過已獲取路段數據在建立路段阻抗函數等基礎上反推其他路段交通量。對于數據的處理及評價方法，Liu[12]認為將道路傳感器數據與其他類型(如：手機信令)數據進行融合的機器學習法可以更好估計交通流；Lin[13]提出了一種啟發(fā)式方法，對層次分析過程合成中的備選方案進行排序及優(yōu)先級向量生成，以此進行科學評價。因此，對于公路網交通旅游適應性的研究也應基于上述先進應用。

鑒于此，該文對公路網交通旅游適應性的評價應充分利用多種相關業(yè)務數據，在計算機應用技術的發(fā)展指引下，通過“數字化”手段，以TransCAD平臺為實施路徑、以多源數據融合為思想遵循，生成聯合數據，進而推演數據規(guī)律性趨勢；后從“公路交通+旅游出行”協同發(fā)展的角度出發(fā)，科學合理地選取多維評價指標，結合層次分析法、德爾菲法進行評價，建立公路網交通旅游適應性綜合評價體系，得到具備一定適配性及可遷移性的公路網交通旅游適應性時空評價方法。

1 適應性評價指標體系建立

1.1 “公路+旅游”適應性研究內涵

適應性是指事物適合客觀條件和內外部各種需要，并與之保持一致、協調發(fā)展的能力。公路交通與旅游發(fā)展的適應性是指公路交通系統(tǒng)內部的各個方面與旅游發(fā)展的各個方面相互一致、保持持續(xù)發(fā)展的能力；也可以理解為在一定的旅游發(fā)展階段和發(fā)展水平下，公路建設如何與之相適應的問題。公路網交通不僅要考慮旅游出行對公路交通的需求，還要以全面統(tǒng)籌為指導方針，主動引導旅游產業(yè)縱橫發(fā)展、促進旅游市場改革發(fā)展。

1.2 評價指標選取原則

從公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性的研究內涵出發(fā)，以“數字化”發(fā)展建設為核心驅動，依據“科學性、代表性、可測性、系統(tǒng)性”四段論原則進行指標選取。即科學選取評價指標及方法，保證評價的精確性；使評價指標更強調典型性、代表性，通過特征鮮明的定性或定量的指標反映公路網交通旅游適應性的某一方面；但無論是定量指標還是定性指標，都需做到可測量，能從現有數據資源中進行獲取，并可進行聯合推演；最終形成完整的評價指標體系，以此對公路網交通旅游適應性進行系統(tǒng)性分析，反映整體適應程度。

1.3 評價指標體系建立

依據上述指標選取原則，在深入分析公路交通的發(fā)展速度、結構布局、運行特征、出行服務等是否與旅游發(fā)展的需求相適應后，以可獲取的業(yè)務運行數據、路網基礎信息、旅游景點信息、環(huán)保綠化情況、歷年統(tǒng)計年鑒等相關數據為載體，針對路網、道路、車輛三個層面，以便捷通達、經濟高效、綠色持續(xù)、智能創(chuàng)新、安全可靠五個維度為評價方向，最終依據系統(tǒng)學方法分層次地確定涵蓋公路交通特征與旅游出行特征兩大類別的公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性評價指標體系，如圖1所示。

圖1 公路交通與旅游出行協同發(fā)展的適應性評價體系

公路網規(guī)模及等級結構主要在宏觀層面上表明公路網總體規(guī)模及結構布局，是公路網規(guī)劃的重中之重；交通擁擠度、運行速度、交通組成等指標則可有力描述道路交通監(jiān)測情況。從旅游出行的角度出發(fā)，景點與公路的連通程度、銜接時間，以及在出行中，沿途的綠化覆蓋、信息指引、服務設施等均與旅客的出行體驗直接關聯，決定出行需求及旅客流量，進而影響交旅協同發(fā)展的效果。因此，選取上述指標進行公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性評價具有必要的合理性及科學性。

(1)公路交通特征。

①公路網規(guī)模。

以公路網總里程與公路網合理里程之間的適應程度表明公路網發(fā)展規(guī)模。其中，公路網總里程需將不同等級的公路里程折算成標準里程，公路網合理里程采用國土系數法進行測算。

(1)

(2)

(3)

K=α+βGDP

(4)

式中：

L——公路網標準里程，公里；

L*——公路網合理里程，公里；

ki——第i個公路等級折算成標準里程的折算系數；

li——第i個公路等級的里程，公里；

K——區(qū)域經濟系數；

P——區(qū)域人口總量，千人；

A——區(qū)域面積，千平方公里；

GDP——人均國內生產總值，元；

α、β——模型回歸系數，取經驗值。

②路網等級結構。

等級結構指區(qū)域內高速公路、一級公路、二級公路的里程與公路網總里程的比值與合理等級結構之間的適應程度。

③交通擁擠度。

交通量是影響公路服務水平的最直接和最基本因素，但在一定的情境下，僅通過交通量是難以全面反映交通情況的真實情況。因此，為真實反映公路服務水平適應需求的程度，選取交通擁擠度，即運行交通量與適應交通量之間的比值，以反映公路網規(guī)劃合理性。

(5)

式中：

Rp——第p個路段的里程，公里；

Up——第p個路段的運行交通量，pcu；

Fp——第p個路段的適應交通量，pcu。

④運行速度。

運行速度是影響公路服務水平的主要因素，通過實際速度與設計速度的比值描述該指標。

⑤客車交通組成。

分析交通流組成特性是確定公路功能、性質和制定交通管制策略措施的主要依據，以旅游交通為主的公路，其交通方式以中小客車自駕和旅游大巴接送為主，可通過客車交通量占總交通量的比例刻畫客車交通組成。

(2)旅游出行特征。

①景點連通度。

景點連通度指景點與公路網之間的連接程度，表達路網中景點的通達狀況，景點連通度越高，則旅游路網發(fā)展越為成熟。

表達式如下：

(6)

式中：

Gw——第w個景點鄰接的公路邊數，條。

②景點與干線公路銜接時間。

旅游景點通過旅游公路到達干線公路的最短運行時間(單位：小時)，可反映旅游景點與干線公路接駁的難易性和便利程度。

表達式如下：

(7)

式中：

Ds——第s個不直接連接干線公路的景點，與干線公路的最短距離，公里；

Vs——第s個不直接連接干線公路的景點，在連接道路的車速，公里/小時。

③綠化覆蓋情況。

綠化覆蓋情況指有綠化覆蓋的公路里程在公路網總里程所占的比例，是反映公路生態(tài)環(huán)境及景觀的重要指標。

④信息化出行服務。

信息化出行服務指路網運行過程中運用信息化手段提供的出行服務，包括信息采集、處理、管理、發(fā)布等領域，可采用路網監(jiān)控接入、ETC使用覆蓋、客運系統(tǒng)管理及智能導航使用等情況進行體現。

(8)

式中：

Hq——第q類信息化技術的出行服務率，%；

χq——第q類信息化技術對應的權重系數。

⑤公路服務設施密度。

公路服務設施密度指服務區(qū)、加油站、充電樁、觀景臺、汽車露營地、旅游服務站等公路服務設施的密集程度，可反映公路服務質量與便捷性。

(9)

式中：

Yo——第o類公路服務設施的個數，個；

Co——第o類公路服務設施應覆蓋的里程(或面積)，公里(平方公里)；

Mo——第o類公路服務設施的合理密度，個/公里(平方公里)；

δo——第o類公路服務設施對應的權重系數。

2 綜合評價方法

2.1 評價方法

公路網交通旅游適應性分析是對既有公路網的路網規(guī)模、結構布局、便捷程度等交通特性與旅游發(fā)展需求的適應程度進行技術性評價，為編制相應的旅游區(qū)域公路網規(guī)劃、驗證旅游區(qū)域公路網發(fā)展的合理性提供技術依據。根據指標類型采取閾值法進行無量綱化，后通過層次分析法、德爾菲法[14]進行指標權重的確定，以評價云南省公路交通與旅游出行的協同發(fā)展程度。

2.2 多源數據情況

借助計算機TransCAD平臺實現相關公路信息管理，依托于多源數據融合技術開展公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性評價，擴展可用指標的應用廣度。其中，公路交通數據主要來源為高速公路收費流水數據、公路交通調查數據等，對于手機信令數據也在交通評價領域廣泛應用[15]，除此之外，還包括區(qū)域公路網基礎信息、《公路程技術標準》等；旅游出行數據由區(qū)域旅游景點信息、道路環(huán)保綠化情況、道路附屬服務設施信息、歷年統(tǒng)計年鑒等部分構成。

3 實例驗證

云南省位于中國西南地區(qū)，是重要的旅游、文化、商貿中心，擁有豐富秀麗的自然景觀、舒適宜人的生態(tài)環(huán)境、絢爛多彩的民族文化和對外開放的區(qū)位優(yōu)勢。從“十三五”期云南省旅游業(yè)對經濟貢獻值來看，云南省旅游總收入由3 281.79億元(2015年)增加到11 035.20億元(2019年)，占2019年全省生產總值(23 223.75億元)的47.52%；公路通車里程由23.60萬公里拓展至26.24萬公里，其中高速公路里程由4 006公里增至6 003公里[16]。在旅游業(yè)對云南省經濟發(fā)展起著舉足輕重作用的同時，四通八達的公路網為旅游發(fā)展奠定了堅實基礎。

3.1 路網準備

依據云南省高速公路收費站流水數據、連續(xù)式交調站監(jiān)測數據、手機信令擴樣數據，基于計算機,TransCAD平臺，以多源數據融合的方法獲取云南省路網交通運行情況?；诮煌ㄒ?guī)劃“四階段法”，以云南省各州市為交通小區(qū)，充分利用TransCAD平臺的OD分配及OD反推模塊功能，在滿足收斂條件下反復反推分配，通過已知路段流量得到其他路段流量。其中在流量分配時路阻函數采取BPR阻抗函數，表達式如下：

(10)

式中：

qa——路段a的交通量，pcu；

Ca——路段a的通行能力，pcu/小時；

φ、γ——可調系數；

ta(qa)、ta(0)——交通量分別為va和自由流時，路段a的行程時間，小時。

具體數據處理方法見圖2，基于TransCAD平臺得到區(qū)域內各路段交通量。

圖2 基于TransCAD平臺的多源路網交通運行數據處理方法

后將省域內132個主要旅游景點信息，相關服務區(qū)、加油站、充電樁等位置信息，一并納入TransCAD平臺路網中，包括景點所在路線的綠化、管養(yǎng)情況等，最終基于TransCAD平臺形成云南省全信息交旅融合路網數據庫，見圖3。

圖3 云南省全信息交旅融合路網數據庫

3.2 評價指標計算

(1)X1：公路網規(guī)模。

2019年度，云南省公路網總里程為26.24萬公里，其中二級及以上普通公路網里程為14 316公里(一級公路1 546公里、二級公路12 770公里)，高速公路網里程為6 003公里，三、四級公路及等外公路共計24.21公里，全年實現人均地區(qū)生產總值47 944元，全省人口4 858.30萬。

由于各等級公路的建設規(guī)模以及承擔能力不同，因此不應采取對各等級公路里程的簡單匯總來反映公路網的整體規(guī)模。以二級公路為準，考慮將其他等級公路按照各自的平均通行能力進行折算，換算得到二級當量里程[17]，則L=69 119公里。同時通過國土系數法經過測算，2019年末公路網合理里程L*=80 303公里。則由式(2)，X1=0.860 7。

(2)X2：路網等級結構。

參照其他省份路網合理等級結構[18]，計算得到2019年末云南省等級結構為0.582 5，X2=0.846 8。

(3)X3：交通擁擠度。

由《2019年國家干線公路交通情況報告》[19]以及國家公路交通情況調查系統(tǒng)，結合2019年末云南省163個連續(xù)式交調站點的交通運行情況，得到各等級公路年度日均交通量水平與其適應交通量的關系(見表1)，其中適應交通量參考《公路工程技術標準》以及交調系統(tǒng)中由云南省交通運輸廳歸口管理的各交調站點所登記的所屬線路基準通行能力。

表1 云南省各等級公路年度日均交通量水平與其適應交通量

因此，X3a=0.753 4。

基于OD分配后的云南省全信息交旅融合路網數據庫，針對云南省境內外及途徑的132條公路共2 632個路段，以路段里程為權重進行運行交通量與適應交通量的加權測算，得到X3b=0.321 3。

綜合兩種方式進行平均，X3=0.537 3。

(4)X4：運行速度。

根據交調數據，得到各等級公路年度日均運行速度與其設計速度的關系，見表2。同樣設計速度參考《公路工程技術標準》以及交調系統(tǒng)中由云南省交通運輸廳歸口管理的各交調站點所登記的所屬線路設計速度。

表2 云南省各等級公路年度日均運行速度與其設計速度

因此，X4=1.054 1。

(5)X5：客車交通組成。

結合2019年末云南省交調站監(jiān)測數據，經測算，云南省2019年度客車交通組成為0.460 2，全國客車占比為0.461 8，見表3。

表3 云南省各等級公路年度日均客車占比情況

(6)X6：景點連通度。

云南省地形溝谷縱橫，壩區(qū)零星分布，起伏較大，該文通過統(tǒng)計分析云南省主要的132個景點與周邊公路的連通度，間接評價云南省景點連通度水平。由式(6)，X6=1.757 6。

(7)X7：景區(qū)與干線公路銜接時間。

根據現有景點周邊道路連通情況，由式(7)，X7=0.110 8。

(8)X8：綠化覆蓋情況。

根據云南省公路路線基本情況，獲取5 057條國省干線路段的綠化管養(yǎng)情況。經匯總計算，已綠化里程26 754公里，可綠化里程30 055公里，因此X8=0.891 5。

(9)X9：信息化出行服務。

根據云南省公路發(fā)展現狀，高速公路重點路段、普通國省道重要節(jié)點，其運行情況的實時監(jiān)測數據接入率達到90%；截止2019年底，全省ETC車輛達560.50萬輛，民用汽車保有量743.44萬輛；班線、包車客運安全閉環(huán)管理系統(tǒng)，危險貨物運輸電子運單閉環(huán)管理系統(tǒng)等應用覆蓋率達到60%；3G用戶72.04萬，4G用戶3 699.97萬，常住人口4 858.30萬。綜合上述，認為X9=0.757 6。

(10)X10：公路服務設施密度。

云南省高速公路服務區(qū)271個，國省干線一、二級公路167個服務區(qū)，省內加油站3 903座，公共充電樁2.60萬槍。以《公路工程技術標準》等相關標準規(guī)范、全國及其他省份的建設經驗值作為每類公路服務設施密度的理想值，認為公路服務設施密度X10=0.708 7。

3.3 指標無量綱化

對于存在線性關系的各指標，可以采取的無量綱化方法包括閾值法、標準化法、比重法等。在此采取閾值法進行處理，并使處理后的指標均為正向性指標，即理想數值為1，取值與各指標的適應程度為正比關系，見表4。

表4 評價指標無量綱化測算結果

3.4 指標權重確定

(1)層次分析法。

對于公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性評價，采用層次分析法確定指標的權重，步驟包括建立層次結構模型、構造比較判別矩陣、進行層次排序及一致性檢驗。

其中在求解判別矩陣的特征根及特征值的特征向量時，具體計算方法如下：

①計算判斷矩陣中每一行元素的乘積Mi。

(11)

(12)

③計算特征向量Wi。

(13)

④計算判斷矩陣的最大特征根λmax。

(14)

以公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性為目標層，公路交通特征、旅游出行特征分別為準則層，公路網規(guī)模、路網等級結構、交通擁擠度、運行速度、客車交通組成、景點連通度、景區(qū)與干線公路銜接時間、綠化覆蓋情況、信息化出行服務、公路服務設施密度等10個指標為方案層。經過兩兩比較的方法分層次確定指標重要性，經測算后，一致性指標CI和一致性比率CR均小于0.1，檢驗結果見表5。

表5 判斷矩陣一致性檢驗匯總表

通過層次分析法確定各評價指標的權重，而后得到評價結果如下：

V1=0.251 6X1+0.190 7X2+0.073 0X3+0.096 4X4+0.055 3X5+0.121 2X6+0.098 8X7+0.022 5X8+0.035 0X9+0.055 4X10=0.792 4

(2)德爾菲法。

考慮到適應性評價指標重要性難以量化，且多項數據無明確最優(yōu)值，因此另采用德爾菲法確定各個指標權重系數。經過三輪專家對指標權重的評價和權衡后，得到評價結果：

V2=0.159 2X1+0.124 8X2+0.097 1X3+0.102 3X4+0.092 5X5+0.144 8X6+0.093 7X7+0.051 5X8+0.049 3X9+0.084 8X10=0.779 1

3.5 評價結果分析

進行適應性評價時，綜合兩種權重賦值方法得到云南省公路交通與旅游出行協同發(fā)展適應性評價值V=0.785 8。

對照表6，可知：至2019年，云南省公路交通與旅游出行之間的協同發(fā)展關系為基本適應。

表6 公路交通與旅游出行適應度與適應程度對應關系

3.6 研究方法應用

為進一步細化空間粒度，將基于計算機TransCAD平臺的公路交通旅游協同發(fā)展研究方法應用于云南省各州市，結果如圖4所示。

圖4 云南省各州市公路交通與旅游出行協同發(fā)展研究結果

結果表明：楚雄、大理、紅河、曲靖、西雙版納、玉溪等州市同樣為基本適應，且大理、紅河、曲靖、西雙版納適應度高于云南全省。

由此分析，云南省下一步交旅協同發(fā)展重點應展望于旅游公路的“建-管-養(yǎng)-運”全環(huán)節(jié)。適度修建景點周邊銜接公路，重點統(tǒng)籌怒江、迪慶等西北地州市，進而輻射帶動其他地區(qū)，目標在于提升全域景點連通度，使高等級公路直通景點，減少與干線公路的接駁耗時，吸引更多車流人流。同時充分利用公路功能，依托大滇西旅游環(huán)線的推動建設，加強迪慶、大理、昆明等州市景點旅游公路的布局建設、結構調整、綠化提升等工作，以公路促旅游，加強旅游出行熱度，提升旅游吸引力，帶動區(qū)域旅游經濟發(fā)展。并且利用信息化技術提高全域路網管理和服務水平、在交通運輸設施建設方面蓄力發(fā)展，提高公路服務意識與保障、增強公路旅游出行體驗感，使公路運輸發(fā)揮更大能效。

4 結束語

基于計算機TransCAD平臺提出一種公路交通旅游協同發(fā)展研究方法。該方法通過融合高速公路收費流水數據、連續(xù)式交調站監(jiān)測數據、手機信令擴樣數據、旅游出行信息數據等多源數據，在TransCAD平臺中創(chuàng)新生成云南省全信息交旅融合路網數據庫，并從公路交通特征與旅游出行特征，確定協同發(fā)展適應性評價多維指標體系，應用層次分析法與德爾菲法進行分析研究后，認為協調關系為基本適應，并將此交旅協同發(fā)展研究方法應用于云南省各州市，擴展方法應用場景，驗證方法應用實效。

“十四五”時期，云南省在交通強國建設試點綱領指導下，應充分踐行交旅融合發(fā)展愿景，以提升交通設施旅游服務功能、交通運行智能化水平為內生動力，借助交旅適應性評價方法，在交通宏觀管理與決策、公路規(guī)劃與調整、公路養(yǎng)護決策、科學研究、公路設計等方面以數施策。重點發(fā)展旅游公路的“建-管-養(yǎng)-運”，通過設立試點州市的方式逐步完善公路交通與旅游出行的適應程度，輻射帶動省域交通產業(yè)、旅游產業(yè)均衡發(fā)展。

同時，由于高速公路省界收費站的取消，ETC門架作為交通運行數據接收新路徑，正進一步持續(xù)鋪開；另外，對手機SDK位置信息這類用于表征行人出行信息的新興數據，也在持續(xù)深化探索；車牌識別數據在重大節(jié)假日也是對交通全信息的良好補充。因此，后續(xù)對于交旅發(fā)展的研究方法也可考慮納入ETC門架數據、手機位置服務LBS數據、車牌識別LPR數據等，精準描繪公路運行情況與行人出行情況，拓展多源數據庫，強化信息技術應用，為公路交通與旅游出行的產業(yè)發(fā)展提供有力支撐及精細指導。