第二章 交通量预测的基本理论与方法
2.1 交通量的形成机理
2.1.1 交通量的影响因素
交通量的大小主要受以下因素影响[8]： （1）道路的服务特性
道路系统所具有的经济性、方便性、快速性、安全性和舒适性就是道路的服务特性。道路的服务特性决定了道路客运和货运交通量的大小。从用户的角度出发，道路服务特性实质上反映了在出行中用户所必须承担的总的经济成本，这种成本也可以被视为道路自身及其交通环境所具有的一种交通阻抗。所以说交通量的大小取决于运输需求与交通阻抗的大小。
（2）道路的供给特性
道路的最大通行能力就是道路的供给特性。由供需平衡理论可知，道路交通需求小于交通供给时，交通量由交通需求决定，同时这种供小于求的状态也会刺激交通量的增长。反之，若道路的交通供给能力小于交通需求时，交通量就会被道路的供给特性限制，抑制需求的产生。
2.1.2 交通量组成及其形成机理分析
一般而言，诱增交通量、趋势交通量和转移交通量这三种基本交通量构成了高速公路建设项目远景交通量[9]。其形成机理分析如下：
（1）诱增交通量的形成机理
诱增是指因为外部因素的变化导致原来不该发生的潜在事件发生。一般来说，由于新建高速公路的建成通车改善了既有的路网结构，区域间的空间距离被缩短，经济可接近性得到提高，使得区域经济和产业布局受到了有益的促进，因而高速公路两侧的土地使用性质发生了改变，由此引发的新的交通量叫做诱增交通量。诱增交通量预测作为交通量预测的重要组成部分之一，与道路技术标准的选用直
8
接相关，能对项目的经济评价结果产生重要影响。
1）诱增交通量的特点
潜在性。公路建设项目建成通车后，引起区域的土地布局和经济结构发生变化，引起交通量的诱增。
有限性。诱增交通量的增加是有限的，在增长达到一定程度之后，诱增交通量就不再增加。
区域性。诱增交通量存在不同区域由于当地经济情况等因素不同，潜在性程度也各不相同，有的地区较强而有的较弱。
滞后性。诱增交通量往往是在路网变化一段时间后才开始显现，滞后于路网结构发生变化的时间。
难区分性。诱增交通量产生后包含在总交通量中，难以单独区分，也难以精确统计。
2）诱增交通量的变化规律
诱增交通量的四个主要特点潜在性、有限性、区域性和滞后性体现在其发展全过程中。这些特点也决定了诱增交通量的发展大体要经历三个阶段：即聚集形成阶段、快速增长阶段和逐渐稳定阶段。
①聚集形成阶段
这个阶段的时间跨度从高速公路开工建设到竣工通车或通车初期一段时间。高速公路的开工建设到完全建成的过程，也是沿线土地的使用性质从呈现发生改变的趋势到真正发生改变的过程。在公路建设过程中，项目影响区内原有的经济结构和产业布局会逐渐开始调整，一般高速公路建设周期较长，因此这种调整完成的时间足够。在这种调整过程中，不同产业的比例发生明显变化，诱增交通量发生的潜在程度因此提高，其发生的趋势逐步明显。聚集形成阶段产生的诱增交通量很小，但是随着高速公路的建成通车，诱增交通量就立即体现出来了。
②快速增长阶段
高速公路的建成通车后，沿线区域开发加快，原有区域产业结构的进一步调整，诱增交通量由此进入快速增长阶段。快速增长的时间出现的早晚取决于当地的经济状况。如我国东部地区第三产业发达、人力资源丰富、投资吸收容易，产业结构优化调整速度快，诱增交通量出现快速增长的时间就较早。而西部地区经
9
济发展水平较低，因此产业结构调整需要较长时间，诱增交通量出现快速增长的时间就会比较晚。在快速增长阶段，诱增交通量的快速增长会持续一段时间，由于地区差异，快速增长持续的时间也各不相同，经济发达地区完成高速公路开发所用的时间较短，因而快速增长持续的时间也会比较短，欠发达地区则相反。
③逐渐稳定阶段
在高速公路建成、路网结构改善后，诱增交通量并非一直都在增加，其增加有一个限值，当其增长到限值后，就几乎不再增长了，保持一个稳定的状态[10]。因为高速公路两侧土地的利用和开发是有限度的，开发成熟后开发速度就会放缓，诱增交通量的增长也会回落，直至停止。诱增交通量达到稳定阶段的年限，因各地区情况各异而有所不同。美国高速公路的诱增交通量一般在通车16年后，增长就趋于停滞。我国同样有相似的变化规律，只是年限不同。当诱增交通量增长趋于停滞后，诱增交通量的增长将达到最大限值。这个限值因为地区差别而有所不同，它主要由高速公路沿线社会经济状况和项目影响区域大小来决定。在运输通道中，路网密度较高则通达程度较好，以至于影响区域就会越广，诱增交通量也就越大。在我国西部欠发达区域因为路网密度比较低，其产生的诱增交通量由于高速公路的有效影响范围比东部地区要小，因而较小。东部地区经济条件好，高速公路影响当地的产业布局调整和经济结构变化从而带动经济发展。在西部，经济发展的边际效应因为经济条件较差而变得较弱。因此，中西部地区的诱增交通量比东部地区要低。
3）诱增交通量形成机理
经济学里的供需理论是支撑诱增交通量的基础理论。以经济学的眼光分析出行需求，可以得出这样的结论：出行需求受出行成本的影响。车辆的燃油费用和维修费用所组成的资金成本，与特定路网相关的出行时间成本一起组成了出行成本[11]。出行成本随着道路通行能力的提高而降低，因此交通需求随之增长。在交通需求保持不变的前提下，交通供需与诱增交通量有图2.1所示的关系。图中S1曲线表示在增加道路容量和实施其他降低出行成本的措施前的交通供应能力，S2曲线表示道路容量变化后的交通供应能力，D表示交通需求曲线。S2下移说明出行成本的降低同样满足同等水平的交通需求。图2.1说明，在道路供应变化的条件
10
下，出行的平衡成本从P1下降到P2，出行量从Q1增长到Q2，出行量的增长表征了诱增交通效应。
出行成本PS1D S2P1P2Q1Q2出行量Q
图2.1 诱增交通量与交通供需的关系图（需求一定）
区域内机动车保有量增长、人口增加、人均收入提高以及土地利用性质改变等这些因素都会导致项目影响区交通需求的增加。交通需求增加的时候，诱增交通量与交通供需存在图2.2所示的关系。
出行成本PD2 D1 S1S2P1P2Q1Q2Q3出行量Q
图2.2 诱增交通量与交通供需的关系图（需求增加时）
11
如图所示，交通需求曲线从D1向外移至D2，说明在同等出行成本下出行需求增加了。图2.2表明，在交通供给和交通需求都变化的条件下，诱增交通量就是出行增加量比图2.1的情况所多出来的Q3与Q2的差值。在实际操作中，由于它们对诱增交通量的影响都存在一定的不确定，因此很难完全分离出这两种并存的影响因素。不论如何，只要交通供需变化，诱增交通量必定存在。
(2)转移交通量形成机理
交通建设项目竣工后，从其他交通设施或从其他交通方式转移过来的交通量就叫转移交通量。改建或新建公路项目必然会改变既有的公路网结构，原有平衡被打破，综合运输网内的交通量会因此重新分配直至达到新平衡。公路建设项目与铁路、民航、水运运输量之间的转移是公路建设项目与别的运输方式间的交通量转移的主要来源[12]。通常通过调查与公路建设项目相关的其他交通方式如铁路、民航、水运的现状（包括运输能力、运输量等），未来发展规划及货运需求变化、旅客出行特征，分析公路建设项目与铁路、民航、水运运输之间转移的数量后，再换算成交通量作为预测结果。
一般来说，不同的运输方式适用于不同距离的区间运输：①公路在150km以内的短途运输中占有绝对优势；铁路和民航在600km以上的长途运输中占据绝大部分比重；介于150~600km之间的中远途运输区间，铁路、公路两种运输方式所占比例快速变化；②在能够当日往返的区间运输内，公路运输占有主导地位，铁路运输主导了汽车无法当日到达的里程区间的运输。
从理论上分析，在一个相对稳定的经济活动区域，经过多年运营后公路、铁路、民航等运输方式在同一走廊带中各里程段所承担的物资运输量占通道物资运输总量的比例是相对稳定的。
（3）趋势交通量形成机理
现有公路交通量按照其固有规律，自然增长的交通量就叫趋势交通量。趋势交通量分为现有交通量和趋势增长交通量两大部分（新建高速公路只有后者），它是在路网结构的现状基本保持不变的前提下，只考虑各交通小区经济量的变化所得出的[12]。
社会进步和经济发展派生交通需求，交通需求大小由社会经济发展水平决定，
12