基于公平性和可達性的干線公路改建
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摘要：在經濟迅速發展的今天，越來越多的交通問題浮現，城市干線公路出現嚴重的“街道化”現象，急需改建。文中從公平性和可達性方面對干線公路改建方案進行比選，得到可達性和公平性較好的改建方案。案例分析結果表明基于公平性和可達性的路線，其輻射范圍內的可達性較好，各地區間的可達性較為接近，影響區域內的資源中心分布相對公平。
干線公路是城市內部及外部進行經濟、社會交流的樞紐，大多數城市依靠干線公路形成城市發展中軸線，帶動了城市經濟的發展。但導致干線公路出現“城鎮化”現象，兩側道路占用嚴重，各類交通互相干擾，大型貨車、小汽車與公交車混行，導致通行能力降低，并對過境交通產生很大干擾；同時復雜的交通產生一定安全隱患，行人隨意穿越，易發生交通事故。干線公路的規劃建設中除需考慮公民的可達性外，更應關注公民實際享有結果的公正與公平，而目前在干線公路選線中對于公平性和可達性的研究較少。為此，該文建立科學的測度方法判斷干線公路改選線公平性和可達性的合理性。
1基于公平性和可達性的干線公路改選線
1．1交通量預測改建干線公路的目的是解決城市內部交通對過境交通通行效率的影響。未來特征年交通量包含趨勢型交通量、誘增型交通量和非汽車交通量三部分。（1）趨勢型交通量預測。在確定項目影響區經濟增長率的基礎上確定影響區內交通增長率，結合基年的出行到發量利用增長系數法中的Fratar法對趨勢型交通量進行預測。（2）誘增型交通量預測。誘增型交通量是指項目建成后必然會帶動項目影響區經濟社會發展而增加的車流量。以出行時間為衡量標準，采用重力模型法，以有無比較法為原則進行誘增型交通量預測。（3）非汽車交通量。干線公路上免不了會有非機動車通行，其主要預測方法是基于歷年來老路的非汽車交通量數據，采用增長率法進行計算。上述3種交通量相加即為未來特征年的交通量預測值。在預測交通量的基礎上，參照《公路工程技術標準》確定干線公路改建工程的技術等級。
1．2公平性分析公平性在交通方面可表示為交通設施或交通資源在利益分配上的公平性。現代交通的快速發展給人們出行帶來方便的同時，不公平性也潛移默化地出現在出行者中。交通公平性表現在空間和時間上，影響交通公平性的因素有很多，如出行者所占有的道路資源面積、出行者消耗的交通資源、不同交通方式造成的交通擁堵及交通事故等。對交通公平性的評價方法有很多，大多是定性評價方法，多摻雜了人為因素，不能讓人信服。該文采用相關參數評價方法，即基尼系數和洛倫茲曲線。以干線公路人均道路使用占比公平性分析為例，其基尼系數計算公式為：犑＝α犻犾犻∑狀犻＝1α犻犾犻犻（＝1，2，…，狀）（1）式中：犑為線路犻的基尼系數；α犻為選擇線路犻的概率，由干線公路等級時間成本值（見表1）確定，所花費時間越短，則選擇的概率越大，否則選擇的概率越??；犾犻為線路犻所占有的道路資源面積?；嵯禂禒剩?．2時，表示干線公路選線方案對于周圍交通資源高度公平；犑為0．2～0．3時，表示干線公路選線方案對于周圍交通資源相對公平；犑為0．3～0．4時，表示干線公路選線方案對于周圍交通資源比較合理；犑＝0．4為判斷是否合理的標準；犑為0．4～0．6時，表示干線公路選線方案對于周圍交通資源差距較大；犑＞0．6時，表示干線公路選線方案對于周圍交通資源高度不公平。
1．3可達性分析目前國內關于可達性的研究主要集中在建筑工程設計、城市和交通規劃等方面?；谝酝芯砍晒?，將可達性作為干線公路改選線方案的指標，選出滿足交通需求的合理方案，為決策者提供理論支持。采用距離指標評價干線公路的可達性：某資源中心至其他資源中心的最短距離之和犔犻越短，則該資源中心的可達性越好。犔犻＝∑狀犼＝1犾犻，犼（2）式中：犾犻，犼表示資源中心犻到資源中心犼的最短距離。
2算例分析
以某市的一條國道改擴建工程為例進行分析，項目所在區域劃分為8個交通小區。
2．1交通量預測該項目計劃于2019年建成通車，根據JTGB01－2014《公路工程技術標準》，其預測期為20年，2019、2020、2025、2030、2035、2039年為交通量預測的特征年，以2016年為預測基年。根據該項目基年的交通量數據，采用Fratar法在TransCAD中預測其各特征年的交通量，預測結果見表2。
2．2多方案下路網可達性指標按照“近城而不進城”的原則設計兩種改建方案（見圖1、圖2）進行比選。圖1某國道改建方案一根據表1所示交通量預測結果，該項目2039年的預測交通量為27106pcu／d，按照JTGB01－2014《公路工程技術標準》，其改建工程采用一級公路工程標準進行建設。圖2某國道改建方案二采用距離指標進行改建線路方案可達性測算。將該項目的基礎地理信息數據導入TransCAD中，同時對改建方案進行編輯，利用該軟件的技術方案評價功能生成兩種改造方案的服務范圍（見圖3和圖4）。4改建方案二的服務范圍
2．3可達性判斷在區域內選取5個資源中心對改建方案進行可達性評價，5個資源中心距離改線后的干線公路的里程見表3。由表3可知：方案一的可達性范圍內存在更多的資源中心，資源中心1、2、3到達該項目的距離在10km以內，按照設計速度100km／h計算，從這些地方10min內能到達該項目，相對于方案二能節省時間，能快速完成過境交通及內部交通。但僅依靠可達性來選擇改建方案的可靠性不強，需進行公平性判斷，進一步評價兩改建方案的優劣。
2．4公平性判斷該項目的起、終點分別為犃、犅，影響區域面積為1624km2。方案一的路線總長度為23km，方案二為34km。從犃到犅的路徑有4條：路徑一為高速公路，總長43km；路徑二為方案一，總長23km；路徑三為方案二，總長34km；路徑四為省道，總長39km。各路徑的公平性指標見表4。將表4中數據代入式（1），得方案一和方案二的基尼系數分別為0．16、0．24。方案一的基尼系數小于0．2，其選線方案對于周圍交通資源高度公平；方案二的基尼系數為0．2～0．3，其選線方案對于周圍交通資源相對公平。方案一的公平性優于方案二。以累計人口比例為橫軸、累計道路面積百分比為縱軸繪制人均道路面積基尼系數的洛倫茲曲線（見圖5、圖6）。其中折線犗犔與曲線圍城的面積犘表示不公平程度，犘越大，不公平程度越大；折線犗犔表示絕對公平。從圖中可見方案二的不公平程度比方案一的大。
3結語
該文將可達性和公平性應用于干線公路改建工程方案比選中，借助相關理論，通過對改建項目特征年交通量的預測確定項目建設技術等級標準，利用TransCAD技術方案評價功能對干線公路的影響范圍進行確定，得到影響范圍內可達性較好的方案；再利用基尼系數對方案公平性進行比較，通過繪制洛倫茲曲線，得到公平性較好的方案。算例結果表明，采用該方法選擇的路線方案，無論是從可行性上，還是從人均道路占有面積上都切實可行。該評價方法可為干線公路改建項目提供理論支持，減少決策者的主觀臆斷。
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作者：蔣琳，齊博 單位：蘭州交通大學交通運輸學院
