基于生长曲线模型的公路网规模预测.doc

1、1基于生长曲线模型的公路网规模预测摘要：本文首先分析了公路网规模发展规律，引入公路网规模发展模型；其次，选取公路网和社会经济指标，构建公路网规模极限认定模型；最后以山东省公路网为实例对模型的合理性进行了验证。结果表明，公路规模发展极限是进入饱和发展阶段数据的 1.1 倍，由此可求公路网规模发展极限值，进而确定公路网规模的合理性。 关键词：公路网；生长曲线模型；发展规模；极限认定 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 公路网规模预测，既是公路网规划研究的核心内容，又作为一个国家或地区经济发展水平的重要标志1。因此，其发展规模必须要与国民经济发展相适应，路网规模过大，超过交通

2、需求，造成土地资源浪费；规模过小，通行能力很难满足实际交通需求，造成一系列交通后果，制约经济健康发展。因此有必要对公路网规模进行合理预测，明确路网规模发展极限8。本文对公路网规模发展规律及模型方法进行大量研究，进而明确公路网合理规模，为公路网规划建设提供科学依据。 2.公路网发展规模认识 为科学掌握公路网发展规律，对比分析多个发达国家路网发展历程，定量与定性相结合，得出公路网发展特性。其一，具有明显阶段性，公路网发展一般需经过缓慢发展期、快速发展期及饱和发展；其二，要与2经济发展水平相适应；其三，发展具有极限性。据此，可选定生长曲线模型描述公路网发展规模，并对其拟合度进行研究。 3 路网生长曲

3、线模型构建 由公路网发展规律显示，公路网发展与经济发展息息相关。在最初产生和成长阶段，公路网会出现超前发展趋势；在饱和阶段，会出现滞后经济发展趋势。据此，可以通过构建生长曲线模型方式，预测公路网规模。 3.1 模型简介 结合路网发展生长特性，选取时间因子作为首要影响因素，构建生长曲线模型。 (1) 式中， 为规划年公路网规模预测值； 为公路网规模极限值； 为预测年限； 作为模型系数。 通过对上式两边同取对数，确定生长曲线的拟合度。 (2) 式中， 为规划年公路网规模预测值； 为公路网规模极限值； 为预测年限； 作为模型系数。 3.2 模型构建 选择饱和判定指数，作为衡量路网饱和程度重要指标。认

4、为当比值达到最大时，表征公路网的发展即将进入饱和阶段。其中，构建饱和判定模型如下所示。 （3） 3式中， 为公路网发展规模饱和判定指数； 为公路网规模达到饱和的时期； 为公路网规模发展水平指数； 为社会经济发展水平指数； 为某时期研究区域公路网总里程； 为某时期研究区域面积； 为某时期研究区域的地区生产总值； 为某时期研究区域人口数。 3.3 模型标定 选取公路网总里程作为表征公路网发展水平的指数，取区域人口、面积和经济的加权平均值作为表征社会经济发展水平的指数，对模型进行标定。 （4） 式中， 为公路网发展规模饱和判定指数； 为公路网规模达到饱和的时期； 为某时期研究区域公路网总里程； 为某

5、时期研究区域面积； 为某时期研究区域的地区生产总值； 为某时期研究区域人口数； 为权数。 3.4 模型检验 以美国、英国和法国作为研究对象，采用层次分析法及专家咨询，确定各自公路网发展饱和判定指数权数，分别为 ，进而最终得到公路网规模饱和判定模型。 （5） 式中， 为公路网发展规模饱和判定指数； 为公路网规模达到饱和的时期； 为某时期研究区域公路网总里程； 为某时期研究区域面积； 为某时期研究区域的地区生产总值； 为某时期研究区域人口数。 通过模型计算，得出美国、英国、法国公路网综合密度峰值与进入4饱和发展的时期相对应，可以认为上述模型合理可行。 4.案例分析 4.1 山东省公路网规模发展规律

6、 选取公路规模增长率、公路网密度、人均地区生产总值、高速公路所占比例作为聚类因子，采用模糊聚类分析方法，结合国际定位标准，认为在 1978-1992 年间，山东省公路网规模处于缓慢增长阶段；在 1993-1999 年间，处于快速增长阶段；在 2000-2010 年间，处于高水平发展阶段。但从整体规模上来看，是否进入饱和阶段尚待进一步研究。 采用增长率法、饱和指数法，结合山东省实际，最终认为山东省公路网饱和阶段为 2025 年-2030 年，快速成长周期为 35 年-40 年。 4.2 构建生长曲线模型 以 1978 年作为研究基准年，取历年公路网(不含村道)建设里程为基础数据，相应提出超前方案

7、、适中方案、滞后方案三种方案，得出三种方案公路网发展极限值，取三者平均值，约为 16.63 万公里。由拟合度检验，得出 为 1.6527， 为 0.0547，决定系数为 0.9408，拟合度较高，可构建山东省公路网发展规模生长曲线模型。 (6) 式中， 表示公路网总里程合理规模值； 代表规划年度。 4.3 公路网合理规模确定 4.3.1 公路网规模预测值 通过上述生长曲线模型，结合历年发展规律分析及规划实际情况，最终确定山东省在特征年公路网规模。预测山东省公路网规模 2015 年为510.1 万公里、2020 年为 11.1 万公里、2025 年为 12.1 万公里、2030 年为 12.9

8、万公里。 4.3.2 公路网发展阶段判定 基于极限认定模型求解，计算公路网总里程饱和判定指数，得出公路网总里程饱和判定值在 2026 年出现高峰，可认为该阶段会成为山东省公路网发展的饱和期。基本上与定性分析达成一致，进而验证模型的科学性。 5. 结语 采取生长曲线模型描述公路网发展规律，利用极限认定方法，最终确定公路网饱和发展阶段。一般地，公路规模发展极限是进入饱和发展阶段数据的 1.1 倍，据此求得公路网规模发展极限值，最后以山东省路网规模的发展验证了模型的合理性。本文有助于为公路网的建设规划提供可靠依据，进而实现公路网的建设与社会经济协调可持续发展。 参考文献 1 赵怀明.区域公路网规模的

9、发展规律及合理性研究D.硕士.2004 2 Janasz SupernakTransportation Modeling：lessons from the past and tasks for the futureJ.Transportation，1993，12：2731 3 Merger DUrban Transportation PlanningMegran-hill Book Company，1984 4 Yosef.SheffiUrban Transportation 6NetworkMPremtice-hall INC，1982 5 Blunden W.R.The Land-use and Transportation SystemMPergamen Press，1994 6 上官苏.网络规划的定量分析与评价模型D.西安公路学院硕士学位论文1993：10-21 7 黄凌.关于公路网规划总规模的探讨J广东公路交通1997，2：18-21 8 易军伟, 李林波.区域公路网规模预测研究J.交通科技. 2011(1)