在各路段之间。实际上路网各路段中的权重随着路网中的交通量增大而增大。同时车辆的行驶费用越高,当其达到某种程度后,交通量的转移就会再在路网的各路段中发生,引起了交通方式的转移,这时路网中的交通流也不再是给定流。
(3)目前,很多预测者在“OD”调查中不得已使用了抽样调查法,这主要是由于“OD”调查工作量大,不易实施。“OD”调查实质上就是随机抽样,不同的是它抽取的样本是某个时间段的起讫点交通量,若将“OD”调查的内容再进行一次抽样调查,当作交通量预测的母体数据来预测将来的交通量,其可靠性还有待商榷,因此在“OD”调查抽样时应注意调查路段和时间段的代表性。同时“OD”调查在某种程度上还调查了影响区域内各产业结构及交通需求,及产品对交通量的影响程度[26]。
3.3.2 差异对比分析法
差异对比分析法是一种使用差异分析模型进行预测的方法,它是指在已经得到的预测结果和实际结果的情况下,然后将两者进行对比分析,最后找出差异。项目可行性研究报告的编制是项目建设前比较重要的工作,在这个过程中,它已经对未来的可能发生的交通量作出了预测。但是实际工作中,道路建成通车后实际发生的交通量往往和可研报告的预测结果有较大出入;同时,高速公路通车前、后老路的交通量也会不同。通过对两种交通量进行比较分析,找出交通量增长的特点,建立预测模型,就能预测通车后的交通量[27]。
3.3.3 趋势外推分析法
3.3.3.1 基本思路及原理
趋势外推分析法是一种时间序列分析方法,其适用范围是通车较长的高速公路交通量的预测。该方法的基本思路是:把已经通车的高速公路交通量数据按时间顺序排列成一个时间序列,选定趋势分析模型来研究该时间序列数据的变化规律,从而预测未来的交通量。
趋势外推分析法的原理是:高速公路交通流量的发展是延续的,未来高速公路交通量大小同历史交通量有着密切关系,这需要从时间上动态把握;另一方面,为避免随机波动的影响预测的精度,可以对统计和分析历史数据,对数据进行适
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当处理,也能进行趋势流量预测。 3.3.3.2 模型与方法
趋势外推分析法旨在分析高速公路的历史流量数据,找出它的变化规律,建立预测模型,目前常用的预测模型有:模糊预测法、指数平滑法、多项式回归法、灰色预测法等等。
(1)模糊预测法
该方法以模糊数学和线性规划理论为基础,利用历史的交通量数据和其时间序列进行分析,预测其未来的交通量。通过模糊预测模型对其进行预测,并根据不同的影响因素具有不同的权重对其进行交通量分配。模型表达式如下:
y(t)?p0?p1t?p2t2??pktk (3.1)
式中:k——年份;
pi——模糊系数,i=0,1,2…k。
(2)指数平滑法
指数平滑法是选用平滑系数对公路交通量时间序列的历史数据进行加权修正,建立指数平滑数学模型预测远景交通量。指数平滑的基本公式为:
(n))αXt?(1-α)St-(1n ) (3.2) St(n?式中:St——阶平滑值,n为平滑阶数的大小,n?1; ,2,3。 X(t)——对象指标的第t期观察值;
?——平滑系数,一般取值范围是0.3~0.8。
根据平滑阶数的大小,可分为一次指数平滑法、二次指数平滑法和三次指数平滑。一次和二次指数平滑值只适用于预测观测值呈线性分布的情形,预测结果也呈线性发展,而高速公路的路段历史交通量一般不呈线性分布,所以应采用阶次更高的三次平滑法对其进行预测。
(3)多项式回归法—二次抛物线趋势模型
根据交通量历史资料的时序变动特点,建立以时序数t为自变量的多项式回归模型。二次曲线模型的一般形式为:
yt?b0?b1t?b2t2 (3.3)
式中:yt——自基年起第t年的年平均日交通量预测值;
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b0,b1,b2——回归系数。
(4)灰色系统法(GM(1,1)模型)
GM(1,1)表示一阶单个变量的微分方程,是最常用的灰色预测模型,其形式为:
dx?ux?b (3.4) dt式中: u和b为待估参数。该微分方程的解是:
t x(t?)?x(0)?-e-u???b?u?b (3.5) u通过生成序列的数据GM模型得到预测值,即x(1)(t)将拟合成一阶线性微分方程:
dx(1)(t)?ax(1)(t)?u (3.6)
进一步求得时间响应函数:
u?-aku(0)?(1)(k?1)??xx(1)-e? (3.7) ??a?a?之后,作逆生成(还原)处理,即对求导,得还原模型为:
?(1)(k?1)? x(-a)?x(0)(1)-?e-ak (3.8)
a以上方法仅仅从时序上发现交通量的发展规律,数学推理复杂,且公式上无法看出任何意义,只是尽量准确反映交通量本身随时间推移产生的变化规律,这就是趋势法的局限性,即完全依靠历史数据预测未来交通量,无法反应影响交通量的各种因素发生突变而导致交通量改变的情况,因此该方法仅适用于短期交通量预测或各影响因素在规划年变化相对稳定的情况。
??u??3.4 本章小结
本章分析了交通量预测的主要内容,提出现行交通量预测存在的问题,对传统后评价交通量预测方法,主要是四阶段法、趋势外推法、差异对比分析法进行了分析,各方法在用于后评价交通量预测时有一定的缺陷。
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第四章 “四阶段”法在后评价交通量预测中的改进
4.1 公路建设项目后评价数据的特点
4.1.1 后评价数据的作用
由于公路建设项目后评价的多数时间选择在建成该项目直至通车后两至到三年以内,距离项目预定使用期限末尚有一段较长的时间,在这段时间内项目的实际投资效益还不能充分体现出其价值来,所以在项目正式运营后能够评价除了对该项目的实际运营情况来进行评价和分析外,还需要利用在通车后的实际数据等相关资料来预测将来的实际发展情况,并且有必要对该项目将来交通量的整个发展趋势进行重新的科学的预测[28][29]。在运营阶段后评价的任务,包括运营状况的调查,例如运营交通量的调查,车速等运行参数的调查,当然还有对运营状况的综合评价,比如评价建设项目有没有达到预期的效果,对造成实际交通量与预测交通量的差别及原因进行总结与分析,并对项目能否达到预期目标的状况进行预测与分析评价,由于受各种因素的影响,建设项目的设计交通量与实际交通量会出现不一致的情况。因此项目后评价数据包括了对项目已经发生事实的总结,以及对项目未来发展规律的预测。只有具有统计意义的数据才是可比的,后评价时点前的统计数据是评价对比的基础,后评价时点的数据是评价对比的对象,后评价时点以后的数据是预测分析的依据。因此,项目后评价的总结和预测是以统计学原理和预测学原理为基础的。应特别指出,在经济和效益的统计中,统计学确定的不变价格理论,使数据具有统计性和可比性,是项目后评价的一条重要原则
[30]
。
4.1.2 公路建设项目后评价交通量数据的特点
由诱增交通量产生机理可知,西部地区诱增交通量出现快速增长的时间相对较晚的主要原因是:经济相对落后,产业结构调整时间也较长。
另外,在中国西部地区路网密度较低,至2009年,青海高速公路网络远未形
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成,除兰西高速公路外,其他全是“断头路”,规模效益无法充分发挥,高速公路的有效影响范围与东部地区相比相对较小。同时,西部地区高速公路对经济发展的边际效应相对较弱。所以,一般而言,西部地区高速公路产生的诱增交通量应较小。
在西部地区公路运输的转移交通量主要来自老路。西部的铁路建设滞后于公路建设,铁路运输转移交通量较小。综上,西部公路建设项目的运营期交通量主要由趋势交通量及老路转移交通量构成。
4.2 公路建设项目后评价交通量预测需考虑的因素
对公路建设项目的交通量的预测除了考虑影响交通量的一般因素外,还要考虑以下因素对交通量预测的影响:
4.2.1 时间的影响
时间是后评价交通量预测中首先要考虑的影响因素。公路网中拓宽路面、提高等级、实施交通管制、及收费等的任意改变,都可能会对后评价项目的交通量产生影响。这一影响同时会传递给相邻的道路。简言之,路网中的某条道路的改变,会影响路网中的全部道路。因此在对后评价项目进行交通量预测时,不仅要考虑平行道路的变化,还要充分考虑拟建项目的交通性能和道路的发展变化趋势
[31]
。
4.2.2 区位的影响
项目所在区域位置是影响后评价项目交通量预测的另一个重要因素。在进行交通量预测的时候,一些项目处于路网中的中心或较发达区域其影响的辐射区地域较大,则应充分考虑划分期对区域范围的间接影响。又如一些经济较发达但处于路网边缘的区域,或一些经济欠发达的区域且位于区位边缘的项目都会很大程度上影响交通量的预测结果[32]。
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