基于公平性和可达性的干线公路改建
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摘要：在经济迅速发展的今天，越来越多的交通问题浮现，城市干线公路出现严重的“街道化”现象，急需改建。文中从公平性和可达性方面对干线公路改建方案进行比选，得到可达性和公平性较好的改建方案。案例分析结果表明基于公平性和可达性的路线，其辐射范围内的可达性较好，各地区间的可达性较为接近，影响区域内的资源中心分布相对公平。
干线公路是城市内部及外部进行经济、社会交流的枢纽，大多数城市依靠干线公路形成城市发展中轴线，带动了城市经济的发展。但导致干线公路出现“城镇化”现象，两侧道路占用严重，各类交通互相干扰，大型货车、小汽车与公交车混行，导致通行能力降低，并对过境交通产生很大干扰；同时复杂的交通产生一定安全隐患，行人随意穿越，易发生交通事故。干线公路的规划建设中除需考虑公民的可达性外，更应关注公民实际享有结果的公正与公平，而目前在干线公路选线中对于公平性和可达性的研究较少。为此，该文建立科学的测度方法判断干线公路改选线公平性和可达性的合理性。
1基于公平性和可达性的干线公路改选线
1．1交通量预测改建干线公路的目的是解决城市内部交通对过境交通通行效率的影响。未来特征年交通量包含趋势型交通量、诱增型交通量和非汽车交通量三部分。（1）趋势型交通量预测。在确定项目影响区经济增长率的基础上确定影响区内交通增长率，结合基年的出行到发量利用增长系数法中的Fratar法对趋势型交通量进行预测。（2）诱增型交通量预测。诱增型交通量是指项目建成后必然会带动项目影响区经济社会发展而增加的车流量。以出行时间为衡量标准，采用重力模型法，以有无比较法为原则进行诱增型交通量预测。（3）非汽车交通量。干线公路上免不了会有非机动车通行，其主要预测方法是基于历年来老路的非汽车交通量数据，采用增长率法进行计算。上述3种交通量相加即为未来特征年的交通量预测值。在预测交通量的基础上，参照《公路工程技术标准》确定干线公路改建工程的技术等级。
1．2公平性分析公平性在交通方面可表示为交通设施或交通资源在利益分配上的公平性。现代交通的快速发展给人们出行带来方便的同时，不公平性也潜移默化地出现在出行者中。交通公平性表现在空间和时间上，影响交通公平性的因素有很多，如出行者所占有的道路资源面积、出行者消耗的交通资源、不同交通方式造成的交通拥堵及交通事故等。对交通公平性的评价方法有很多，大多是定性评价方法，多掺杂了人为因素，不能让人信服。该文采用相关参数评价方法，即基尼系数和洛伦兹曲线。以干线公路人均道路使用占比公平性分析为例，其基尼系数计算公式为：犑＝α犻犾犻∑狀犻＝1α犻犾犻犻（＝1，2，…，狀）（1）式中：犑为线路犻的基尼系数；α犻为选择线路犻的概率，由干线公路等级时间成本值（见表1）确定，所花费时间越短，则选择的概率越大，否则选择的概率越小；犾犻为线路犻所占有的道路资源面积。基尼系数犑＜0．2时，表示干线公路选线方案对于周围交通资源高度公平；犑为0．2～0．3时，表示干线公路选线方案对于周围交通资源相对公平；犑为0．3～0．4时，表示干线公路选线方案对于周围交通资源比较合理；犑＝0．4为判断是否合理的标准；犑为0．4～0．6时，表示干线公路选线方案对于周围交通资源差距较大；犑＞0．6时，表示干线公路选线方案对于周围交通资源高度不公平。
1．3可达性分析目前国内关于可达性的研究主要集中在建筑工程设计、城市和交通规划等方面。基于以往研究成果，将可达性作为干线公路改选线方案的指标，选出满足交通需求的合理方案，为决策者提供理论支持。采用距离指标评价干线公路的可达性：某资源中心至其他资源中心的最短距离之和犔犻越短，则该资源中心的可达性越好。犔犻＝∑狀犼＝1犾犻，犼（2）式中：犾犻，犼表示资源中心犻到资源中心犼的最短距离。
2算例分析
以某市的一条国道改扩建工程为例进行分析，项目所在区域划分为8个交通小区。
2．1交通量预测该项目计划于2019年建成通车，根据JTGB01－2014《公路工程技术标准》，其预测期为20年，2019、2020、2025、2030、2035、2039年为交通量预测的特征年，以2016年为预测基年。根据该项目基年的交通量数据，采用Fratar法在TransCAD中预测其各特征年的交通量，预测结果见表2。
2．2多方案下路网可达性指标按照“近城而不进城”的原则设计两种改建方案（见图1、图2）进行比选。图1某国道改建方案一根据表1所示交通量预测结果，该项目2039年的预测交通量为27106pcu／d，按照JTGB01－2014《公路工程技术标准》，其改建工程采用一级公路工程标准进行建设。图2某国道改建方案二采用距离指标进行改建线路方案可达性测算。将该项目的基础地理信息数据导入TransCAD中，同时对改建方案进行编辑，利用该软件的技术方案评价功能生成两种改造方案的服务范围（见图3和图4）。4改建方案二的服务范围
2．3可达性判断在区域内选取5个资源中心对改建方案进行可达性评价，5个资源中心距离改线后的干线公路的里程见表3。由表3可知：方案一的可达性范围内存在更多的资源中心，资源中心1、2、3到达该项目的距离在10km以内，按照设计速度100km／h计算，从这些地方10min内能到达该项目，相对于方案二能节省时间，能快速完成过境交通及内部交通。但仅依靠可达性来选择改建方案的可靠性不强，需进行公平性判断，进一步评价两改建方案的优劣。
2．4公平性判断该项目的起、终点分别为犃、犅，影响区域面积为1624km2。方案一的路线总长度为23km，方案二为34km。从犃到犅的路径有4条：路径一为高速公路，总长43km；路径二为方案一，总长23km；路径三为方案二，总长34km；路径四为省道，总长39km。各路径的公平性指标见表4。将表4中数据代入式（1），得方案一和方案二的基尼系数分别为0．16、0．24。方案一的基尼系数小于0．2，其选线方案对于周围交通资源高度公平；方案二的基尼系数为0．2～0．3，其选线方案对于周围交通资源相对公平。方案一的公平性优于方案二。以累计人口比例为横轴、累计道路面积百分比为纵轴绘制人均道路面积基尼系数的洛伦兹曲线（见图5、图6）。其中折线犗犔与曲线围城的面积犘表示不公平程度，犘越大，不公平程度越大；折线犗犔表示绝对公平。从图中可见方案二的不公平程度比方案一的大。
3结语
该文将可达性和公平性应用于干线公路改建工程方案比选中，借助相关理论，通过对改建项目特征年交通量的预测确定项目建设技术等级标准，利用TransCAD技术方案评价功能对干线公路的影响范围进行确定，得到影响范围内可达性较好的方案；再利用基尼系数对方案公平性进行比较，通过绘制洛伦兹曲线，得到公平性较好的方案。算例结果表明，采用该方法选择的路线方案，无论是从可行性上，还是从人均道路占有面积上都切实可行。该评价方法可为干线公路改建项目提供理论支持，减少决策者的主观臆断。
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作者：蒋琳，齐博 单位：兰州交通大学交通运输学院
