交通需求预测仿真软件在新建城市片区路网规划中的应用论文_赵鑫

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摘要：本文通过利用交通需求预测软件，使用交通规划四阶段法对某区新建控规街道路网规划进行方案论证，并提出方案对比结果和提升意见。本次交通规划计算机仿真实践，致力于提供一种思路和方法，以应对新建城市片区路网规划中出现的现状调查数据难以获得等现实情况。

关键词：交通规划；交通需求预测；新建城市片区

一、前言

经过交通规划人员长期摸索，人们发现仅通过某条道路或局部几条道路的断面交通状况来判定和规划道路系统是不能满足实际需求的，以定量数据为基础的城市综合交通规划理论随之产生。1990年初到2000年，我国计算机技术得到普及，城市交通规划的原理、定量分析预测技术在各类城市规划、交通专项规划实践中被广泛应用。在此时期，城市交通规划人员大量研究运用定量的科学技术同城市规划结合，在交通调查、数据整理分析、交通分析模型、交通需求预测、交通规划体系的搭建和交通工程设计等方面进行了大量探索。

1、交通需求预测“四阶段法”

无论是总体规划、详细规划还是建设项目交通影响评价，我们首先要进行的就是利用交通调查所得的数据资料进行交通需求预测。只有在准确、科学的交通量预测基础上，我们才能够得出合理的道路交通系统规划设计方案。交通需求预测一般分为四个阶段，我们称之为“四阶段法”。该方法首先进行交通的发生与吸引量的预测，得到每个交通小区的吸量和发量以及全部交通区的交通“总量”；其次通过大量的交通调查研究分析该地区各个交通小区之间的交通分布，根据预测的交通增长模型计算未来各交通小区交通分布量；然后根据总体规划目标、社会经济发展预测等研究各类交通方式分担比例；最后将计算所得各类交通量分配到规划路网中去，研究路网设计是否能够满足交通增长需求。

交通生成预测常用的有增长率法、原单位法、回归分析法，其中增长率法和回归分析法需要进行大量而准确的交通调查。交通分布阶段常用增长率法（平均增长率法、Detroit法、F法）、重力模型法等，该阶段十分依赖现状调查所得OD矩阵。交通方式分担阶段常用到分担率曲线法、线性模型法、Logit模型法、Probit模型法等。而交通分配阶段常用0-1分配法、增量分配法、连续平均法等，其依赖已知OD交通量、道路网络图以及路段通行时间等。“四阶段法”中的各个阶段均可由交通预测软件辅助设计人员计算和分析，极大的缩短了交通规划人员处理数据的流程和时间，从而将精力集中在规划的决策建议上。

利用Transcad软件实现交通规划四阶段法基本操作流程是：（1）绘制基础路网图并检查路网联通性（2）绘制交通小区（3）分别输入路段和交通小区属性数据，例如：道路长度、等级、车道数、设计车速、小区人口、建筑规模、PA值等（4）生成交通小区质心并完成质心连杆，及做出小区到路网的“通道”（5）创建网络network文件（6）PA平衡及生成阻抗矩阵（7）利用软件里的各种模型进行交通分布，生成预测OD矩阵（8）交通分配traffic assignment 并生成交通流量图。（9）参照评价标准，对道路网中各条道路进行服务水平评价，并找出路网方案问题，提出合理化建议。（10）根据修改方案重复预测过程进行方案验证。

2、实际规划过程中出现的问题

通过前面介绍，不难发现交通系统规划十分依赖现状交通调查数据和交通分析模型。而事实上，碍于设计成本的投入、项目进度控制，交通数据很难由设计方独立获得。居民出行调查和长期同时段各路段观测交通量如何获取一直长期困扰着交通规划设计者，尤其是“四阶段法”中举足轻重的OD调查在城市未开发片区规划中根本不存在。那么，在无法获得背景交通量、没有现状OD调查和居民出行调查，无法预判交通增长量的情况下如何进行城市新建片区交通规划快速预测和路网规划方案分析评价成为了重要课题。

二、案例应用

1、项目介绍

2020年2月，某区控规街道进行规划方案提升调整，其中涉及大面积路网结构性调整，规划调整范围117.5公顷，研究影响范围为整个控规街道。该控规街道现状用地为村庄和已征耕地。规划拆除村庄，控规范围内用地全部转化为城镇建设用地。原控规规划地类包含居住、商务商服、公共服务和公园绿地。本轮控规调整后的方案改变了原有街道用地布局和路网格局，降低了骨干路网的等级和红线宽度，现对调整后路网方案进行评价和提出意见。（图1）

图1 原控规路网与调整版路网对比

2、数据准备及处理

该项目前期调研时获得了已批复的控规全部资料，已知规划道路红线宽度和道路等级。因是未建设用地，无法获得居民出行调查和OD分布，对外交通道路利用效率较低，现状背景交通量调查无法准确反映未来年过境交通量。

准备利用TransCAD 4.5（demo）交通规划软件进行预测分析。工作思路及流程如下：

（1）将控规街道中的每一块划分用地作为单独的交通小区处理，这样有利于数据的利用和减少数据合并带来的操作。利用控规CAD文件生成TransCAD软件所需要的点层、线层（路网层）、小区层并导入软件，经过路线连通性检测后生成地块质心并完成连杆操作。此时已完成规划片区道路系统的绘制工作。（如图2）

图2 路网、交通小区及质心连杆绘制

（2）假定相同地类的建设用地交通生成量相同，且已知本控规单元规划人口和机动车保有量与原控规规模相当，因用地规模和容积率已知，因此利用单位面积交通产生吸引率进行交通量生成计算，可得该片区交通生成量及PA矩阵。交通生成率和吸引率一般为当地现状调查值，在无预测值的时候可参考北京市出行产生吸引率研究报告或其他相似规模和水平地区的生成率数值。计算方法为：P（发生量）=用地面积*容积率*发生率指标，吸引量同理。此方法可直接得出机动车交通量，而不必利用交通分担率单独计算各类交通量，计算数表如表1。将此表导入TransCAD软件并通过其转化工具进行PA平衡（balance）。

3、结果生成和决策分析

在经过TransCAD软件OD矩阵转置平衡、数据链接建网后，系统自动绘制规划路网交通流量图以及用地和路网调整后各道路服务水平预测。如下图：

图3 各条道路交通量预测图

通过交通规划计算机技术的分析我们可以预判，新调整的控规用地布局方案和路网规划对原控规影响较大，该路网方案交通承载力较低，主次干道交通通行压力过大。对照规范标准，该片区主要道路服务水平为C~D级，属于较低水平。道路缩窄以及降低道路等级后局部道路利用率不高，造成资源浪费；环状道路设置后经预测有西部2/3路段处于不稳定车流和交通拥堵状态；该区域内南北向交通流向西部骨干道路集中，区域内支路网络流量呈不均匀状态。因此该方案不能有效支撑此片区未来交通需求，应当进一步优化调整。

三、结论及引申问题探讨

1、本文案例中所选用的交通规划预测方法和操作流程在新建城市片区规划路网快速预测和方案评价方面能够达到预期效果，是交通规划计算机技术的一次成功实践，具有一定的参考价值。

2、该方法存在应用的局限性。交通规划需求预测是在大量的现状交通调查数据基础上进行的，而本文案例中的规划用地为未建设用地，没有现状交通量，本文应用案例中使用的办法是针对此类特殊情形的。

3、该方法预测精度还需改进。本文所使用的原单位法中利用单位建筑面积交通生成率指标直接计算出了机动车发生和吸引量。该算法避开了交通增长率、规划目标年交通分担率无法计算和准确预测的问题，但交通生成率指标采用的是其他地区的研究指标，并非相同或相邻地区的实际计算值，与该地区实际发展情况存在偏差，其预测结果精度不够高。

参考文献

[1]文国玮. 城市交通与道路系统规划[M] 2007年 TU984.191.

[2]陆化普. 交通规划理论与方法（第2版）[M] 2006年 U491.1.

论文作者:赵鑫

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/5/6