城市建设项目影响区交通预测分析方法研究
上传时间:2014-12-8 9:28:45 新闻源:院信息管理部


选题领域:09-城市交通
城市建设项目影响区交通预测分析方法研究
罗良浩、陈亮
摘要:
      现今,在大城市特别是特大城市中,道路交通越来越难以满足社会经济的发展的需要。在城市中心区域的大型建设项目更是会加重交通的负担。因此,城市建设项目影响分析这一工作对城市合理建设、对保障城市交通的的通畅起到了非常重要的作用。影响区交通预测是影响分析的重中之重,城市建设项目交通量的预测包括项目交通量和非项目交通量预测两个方面的内容。本论文对项目交通量和非项目交通量的含义进行了分析,并分别研究了项目交通量和非项目交通量的预测方法。
 
      1项目交通量和非项目交通量的含义
1.1项目交通量
      大型公共建筑的交通生成与许多因素有关,但实质上,对既定的城市交通系统,大型公共建筑设施的内部条件和外部交通环境与该项目的交通生成量有关(这里不考虑营业性设施的市场营销等因素导致的吸引量的变化)。内部条件指公共建筑的类型、规模(强度);外部环境指与项目所处的地理位置相关的因素,即区位条件。
      项目的交通生成量,可分为两部分:
      (1)绝对交通量:由土地开发内部因素决定的交通生成。它的生成与项目自身的属性密切相关,在区位条件一定的前提下,不同类型和规模的公建项目,绝对交通量不同。通常娱乐、商贸用地的绝对交通量较工业用地大;开发强度越大,绝对交通量越大。
      (2)区位交通量:由外部因素决定的交通生成,有的地方也称为级差交通量。
不同区位条件下,相同类型、规模的项目交通生成率不同,这种差异正是区位交通量。它受可达性和聚集经济的影响。
      ①可达性因子:它表征了土地利用设施在交通网络上所处位置的优劣,反映从路网上各点到达该处的方便程度。一般来说,土地利用设施的可达性越好,路网上出行者到达该处的出行越方便,该设施对出行者的吸引相对较大,产生的交通吸引也就较多。
      ②聚集经济因子:根据经济要素之间相互作用的类型,聚集经济可以分为两类:
      生产经济由于企业之间在地理位置上接近所导致的相互关联活动而产生的。这些关联活动减少了生产费用。例如,中间商品的运输、信息流或生产活动的协作性,提高了生产效率和经济效益。
 购物经济是由于顾客在一次出行中可完成多项出行目的而产生的,其一次出行获得了额外的“效用”,因此,顾客愿意惠顾聚集一处的商业设施。这也就是所谓的毗邻效应。
      与交通生成有关的聚集经济因子主要是第二类。由于出行有多种类型,这里可把购物经济推广为出行经济或消费经济。它对于交通产生的贡献在于它能使一次出行实现多种消费目的,增加了消费者出行的消费选择性,提高了出行活动的综合效用,从而产生了额外的出行吸引。按照克里斯泰勒的理论,服务中心级别越高,应该聚集的从低级到高级的服务内容也越多。因此聚集经济因子实际上反映的是土地利用(这里主要指服务设施)本身所处的服务中心的等级和档次。显然,聚集经济程度越高,其额外吸引的交通也就越多,交通生成与聚集经济因子之间呈正相关。
      从项目的交通生成关系来看,可以认为,项目设施类型和强度引发的交通量、可达性因子引发的交通量和聚集经济因子引发的交通量彼此独立。
1.2非项目交通量
      非项目交通也称作背景交通,包括两部分:①过境交通,即所有通过研究区域且起讫点均在研究区域外的交通出行;②其它项目交通,即研究区域内其它项目产生的交通,起讫点在研究区域内。
      未来交通需求包括项目交通、区域内其它已审批同意建设项目的交通以及区域现状交通加上自然增长量的总和。
      2交通量的预测
2.1项目交通量预测
      预测目标年项目产生的交通影响包括以下内容:交通生成、交通方式分担,交通分布与交通分配。
2.1.1交通生成
      出行生成包括出行产生和出行吸引。因为两者的影响因素不同,前者以住户的社会经济特性为主,后者以土地使用的形态为主,故须将出行产生和出行吸引分别进行预测。
      国外通常采用出行率的方法,即选取与项目位置、规模和性质相似的土地利用的出行率,类比推算拟建项目的出行量。国内进行TIA时,一方面要进行实地调查,另一方面要充分利用已有数据。在利用出行率调查数据时,必须清楚它们的适用范围,应当尽量选取与项目特征类似的用地数据,这些特征包括区位条件、性质、规模等等。其中规模大小与出行生成率存在相关性,国外研究表明,规模越小,单位面积的出行生成率越高。另外选取好参照用地的出行率数据后,一般不要取它们的平均值,取85%位置的数据才是合适的。同时,也要注意到已有设施所在分区与开发设施所在分区的经济水平的差异。
      交通生成量的预测方法一般有回归分析法和类别生成法。回归分析法是根据历史资料,以过去的趋势预测未来交通生成量。而我国目前尚缺乏支持分析不同用地的交通发生特性的数据库,故本论文采用类别分析法进行交通生成预测。
      类别生成率法是利用相似点来类比分析,以相似的公共建筑设施作为参照物进行类比,因而用该模型来预测项目的交通生成量较为简便、实用而有效。
2.1.2方式划分
      交通方式划分即交通工具的分配与选择,这主要是对客运交通而言。客运交通一般区分为两种方式:公共交通和个体交通。公共交通一般指公共电、汽车,还有有轨交通等;个体交通,国外主要是小汽车,而国内目前自行车交通和步行交通在居民出行中占有相当大的比重。
      建立交通方式划分模型的依据是观测到的交通方式划分、居民出行特征和各种交通方式的运营特性。由于建模者从不同的角度来考虑交通方式选择问题,因此交通方式划分在交通量预测模拟程序中的位置较灵活。可分为四种类型:①与出行生成预测同时进行;②在出行生成和出行分布之间进行;③与出行分布同时预测;④在出行分布与交通分配之间进行预测。而在TIA中,方式划分工作一般应尽可能提前。
      交通方式划分可通过两种方法来预测。一种方法是选用与项目类似、公交服务水平相近的现状建筑的出行结构数据进行类推。这种方法假定交通结构不变。另一种是采用区域交通模型的方法。当项目规模较大、交通设施变化较大或设计年限较长时,交通结构会因土地利用布局和交通设施的显著变化而发生较大变化,这时就需要借助交通规划模型估计新的交通结构。
      本论文使用效用函数来进行交通方式划分预测。此类模型是建立在个人对交通工具选择的行为上。出行的时间、费用、舒适及直捷的程度都将影响出行者对使用交通工具的选择。这些不同的综合费用效用提供出行者结合自己的经济情况作为选择交通工具的依据。
       2.1.3出行分布
      交通分布预测的目的是根据现状OD分布量及各区因经济增长、土地开发而形成的交通量的增长,来推算各区之间将来的交通分布。交通影响分析采用的所有出行分布方法都是基于这样一个基本假设:即用地项目建成后将形成一个影响区域。这一影响区域就是交通影响分析的研究范围,或称为分析区(study area)。有些出行分布方法进一步把分析区划分为交通分区(zone)。出行分布的目的就是要计算用地项目与每一分区之间的出行分布量。目前常用的出行分布方法有:类比分析法、OD调查法、市场分析法和重力模型法。
      类比分析法
该方法是依据同类区位相近背景下,同等开发设施吸引出行的分布数据来估计新开发项目的分布。其局限在于:在附近要能找到相近规模的同类物业设施,并能够收集或通过适当方式调查到该同类物业设施的出行分布数据。比如在北美国家,可通过顾客购物的信用卡记录来分析现有商店的顾客出行分布数据。
      OD调查法
      在类比分析法中,附近同类物业设施的出行分布数据还可以通过OD抽样调查法获得。例如对商业设施,可以根据某种抽样原则来调查顾客的OD数据。此法的关键是要选择一个适当的同类物业设施来展开调查,并且调查的样本要具有广泛的代表性。调查要在高峰时段进行。
      市场分析法
      该法首先要确定用地项目的分析区。分析区的界定通常考虑两个因素,即出行时间和附近已经存在的,且与开发项目形成竞争的同类物业设施的位置。具体做法是:
      ①以所考虑的用地项目位置为基准点,勾绘出行等时距线,以某一合适的出行时间所覆盖的范围作为分析区。所谓合适的出行时间,是指按此时间所界定的分析区域能覆盖75-8096的出行发生量。
      ②在与相邻的己有同类物业设施之间划分边界已确定分析区。
      重力模型法
      对于大型用地开发项目,其与各交通分区之间的出行分布还可用重力模型进行计算。
     使用重力模型时要注意所选用的出行阻抗参数要符合当地的实际情况,这在许多时候是无法办到的。因为很难收集到现有的出行分布数据来对出行阻抗参数进行标定,这是该法的使用受到限制的一个主要原因。
      上述市场分析法和重力模型法都需要确定分析区和划分交通分区。分析区和交通分区的划分带有很大的随机性,不同的人可能会给出不同的划分,从而得到差异显著的出行分布预测结果。另外,要求分析区覆盖75~80%的出行发生量也很难把握。实际上,很难弄清一个分析区究竟覆盖了多大比例的出行发生量。
2.1.4交通分配
      交通分配是将用地开发项目所生成的出行量分配到周边道路网络的每一路段上,从而给出每一路段的新增交通量和每一交叉口的转向流量变化。在用地开发项目的交通影响分析中,有三种出行量需要进行分配:顺道出行量、绕道出行量和新增出行量。
       顺道和绕道出行分配
顺道和绕道出行已经存在于周边路网上,不需要再进行分配。然而,它们对于用地开发项目的出入口通道则是新生交通量,因此需要将它们合理地分配在不同的出入口通道上。图3给出了顺道和绕道出行量在用地项目不同出入口之间的分配原则。
 
      新增出行分配
      对于新增出行量,在进行出行分配时,要合理地选择分配路径。对于交通预测年限超过10年以上的大型用地开发项目,应考虑使用多路径通行能力限制分配法。但是,在大多数情况下,这种复杂的分配法不一定是必要的。实际上,大部分的交通影响分析都是采用一种简单的分配程序,即方向分布法(directional  distribution procedure)。这是一种简化的出行分布和交通分配的组合程序,基本上属于无通行能力限制的最短路径分配法。
      简单地说,方向分布法就是将出行分布给出的任一交通分区与用地开发项目之间的出行分布量直接加载到联系该交通分区和用地项目之间的最短路径上。这样,出行分布预测给出的结果也可看成是交通分配量。图4是方向分布法的一个简单示意图。
      以上出行分布与交通分配的分析过程给出了用地开发项目新生成的出行量在周边道路网络上的分布结果。这一结果是评估用地开发项目对周边道路交通系统(包括道路与交通控制管理设施)所产生影响的重要依据。消除不利影响的种种措施正是基于这一依据而有针对性地提出的。
2.2非项目交通量预测
      非项目交通量也即背景交通量(background traffic),主要是指开发项目设施完工投入营运时,开发设施以外其它所有新开发设施吸引的交通量及过境交通量的总和。确定背景交通量之前应当划定研究范围(study area),研究范围不同于影响范围(influence area). ITE推荐的研究范围包括高峰时段内交叉口进口道通行能力的5%被开发设施产生的交通量占用的所有道路、匝道和交叉口,以及开发设施对潜在事故或当地居民交通将产生显著影响的路段。
      预测非项目交通量有以下三种方法:
      ①累加法:对所有已批准的新开发设施的交通产生量进行叠加。该方法是最简单的,也是最精确的。尤其当开发设施所处的地区在未来10年内增长率中等时更是如此。
      ②背景交通量也可以从现有总和交通规划的结果中获得,如果模型可信、实用性强,该方法是最好的。
      ③对于历史交通资料完整并且未来发展平稳的地区,考虑开发设施的建设周期(年),可以使用现状交通量与年交通量的增长率来计算背景交通量。如果借助现有道路、交叉口的交通流量确定未来背景交通量,必须对现有交通量数据进行调整。
      3诱发交通量
新建道路的远景交通量一般由趋势增长交通量、转移交通量和诱增交通量组成。其中诱增交通量是指由于道路新建或改建,尤其是高等级公路的建设,因其服务功能的显著提高或改善,诱发了原来那些需要出行却因交通条件的制约而未能出行或者出行次数较少的潜在交通量。
      这里,需要说明的是由道路基础设施的建设或服务水平的改善而产生的诱发交通量。
      从本质上来说,诱发交通量改变的是发生、吸引阶段的交通量。因此,我们定义诱发交通量指由于交通设施等硬件条件(如道路的新建或改建)和软件条件(交通政策、交通管理措施等)的改善,使交通需求随着时间引起结构变化,从而令交通需求量发生变化的部分。
      对于新的交通工具(或路线)来说,它的交通量从零增加到了某一数值。但是,从整体来看,由于OD交通量没有改变,所以新开发的交通工具(或路线)的交通需求完全可以用传统的方法预测。显然,在交通需求预测中,这是典型的交通方式划分或出行路径选择的问题。因此,完全可以在四阶段预测法的发生、吸引交通量阶段考虑诱发交通量的存在,而借用四阶段法预测其需求部分。
      4服务水平
      采用何种方法进行交通影响评估,一般由交通专业部门自己决定,主管部门认可即可。改进后的服务水平必须达到预先设定的等级,这时设定就成为对交通设施改进的依据,对于可接受的服务水平,应由规划主管部门按不同区位分级预先设定。根据设定的服务水平标准,还可以预测未来改进时必须支付的费用,从而为进一步可能分摊给开发商的费用份额提供依据。
      5对停车场所带来影响的考虑
      在交通影响分析中有一个不起眼的、容易被人遗忘的,但会带来巨大影响的一个问题—停车场。在很多小区和公建项目中,建设了大量的配建停车场,当停车场有大量剩余或者停车场空闲时,由于该停车场变成社会停车场时,将会带来一定的交通量。而另一种情况是,如果项目的配建停车设施不足,使得这些建筑所吸引的而未被满足的停车需求转向公共停车设施寻求解决,由此导致公共停车需求剧增;或者出现占道停车的现象,从而严重影响动态交通,造成交通拥挤。
      在交通量预测环节中,本论文认为配建车位的多少并不能决定来车的多少,还与停车管理和停车收费有关。在大城市中心区往往会提出一些交通需求管理的措施,用停车位和停车收费调控就是一个重要的手段。
      6 小结
      TIA本质上是交通规划的具体化、细化和局部工作。TIA的全过程,从开始的开发设施地点的基本条件、交通产生、分布、分配到服务水平的评估,乃至最后提出的交通设施改进建议,是一个完整的交通规划过程,精确的说是局部交通规划、设计与开发设施附属交通设施(进口专用道、内部交通设施)规划、设计的结合。本论文系统介绍了传统四阶段法进行交通量预测的方法在建设项目的交通影响分析中的应用,可作为今后建设项目交通影响分析中交通量预测的借鉴与参考。
参 考 文 献
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该论文被收录在2011年中国城市规划年会论文集中



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