综合交通运输体系中的公路交通流量分析——来自京沪高速公路江苏段的经验证据

文/陈韬

【摘要】在现代综合交通运输体系中，公路具有基础地位。本研究基于2010~2013 年京沪高速公路江苏段交通流量，建立ARIMA(12,1,12)模型，并对2014~2016 年京沪高速公路江苏段交通流量进行预测。总体上看，京沪高速公路江苏段交通流量保持基本上升趋势，但是增长将放缓。从通行车辆来看，客车和货车通行数目接近，后者略多。相比之下，客车交通流量波动较大，其中私家车是重要变量；货车交通流量波动较小，并有下降趋势，原因在于铁路分流。京沪高速公路江苏段要适应经济“新常态”，继续发挥干线的作用，改进软硬件设施，促进综合交通运输体系发展。

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关键词 综合交通运输；高速公路；高速铁路；交通流量ARIMA 模型

【作者简介】陈韬，中国社会科学院研究生院博士研究生，研究方向：金融计量、风险控制和法律经济分析。

一、引言

长期以来，我国学者对综合交通运输进行了积极的理论探讨，涵盖交通发展预测、交通运输网络布局、交通运输方式一体化以及管理体制等方面内容①。近年来，随着高铁的兴起，社会和学术界的关注点大多集中于高铁这一新兴交通运输方式上，学者们近期讨论较多的是高铁对其他交通运输方式的冲击②。而作为路网密度最高的公路这一交通运输方式本身在综合交通运输体系中如何运行，却一直没有得到充分揭示。本研究基于2010~2013年京沪高速公路江苏段交通流量，分析公路交通运输发展的特征和趋势。

二、京沪高速公路江苏段的交通流量变化京沪高速公路是我国第一条全线建成高速公路的国道主干线，也是国家高速规划中一条纵向主干线。起点为北京，途经河北、天津、山东、江苏，终点是上海，全长1262公里。其中，京沪高速公路江苏段起于鲁苏界的新沂市黄墩河北，止于昆山市花桥，与沪宁高速公路上海段相接，所在区域分别为徐州、宿迁、淮安、扬州4个地级市。京沪高速公路江苏段全长480.15公里，是京沪高速公路途径各省市中最长的路段，2000年底全线通车。京沪高速公路江苏段的主要运营方江苏京沪高速公路有限公司经营管理京沪高速公路里程为372.6 公里，没有涵盖全线。其中，296.5公里为双向四车道，设计时速为100~120公里/小时，66.3公里为双向六车道，9.8公里为双向八车道③。

江苏省发展改革委为本研究提供了2010年1月至2013年12月京沪高速公路江苏段不同类型交通工具日均交通流量。在此基础上，本研究对江苏省发改委数据进行整理并计算2010~2013年月交通流量和年交通流量。根据已有数据，2010年1月至2013年12月，京沪高速公路江苏段月交通流量整体有所上升，但波动较大。月交通流量最低点为2010 年1 月，为21351 辆；月交通流量最高点为2012年4月，为33342辆（图1）。

就通行车辆类型来看，客车与货车这两大类车辆的交通流量基本接近，货车交通流量略多，并有下降趋势。客车月交通流量波动大于货车，而大型客车月交通流量波动最弱。京沪高速公路江苏段交通流量波动主要是由7座以下小汽车引起的，原因在于春节等法定假期私家车出行导致了交通流量的激增，而且大中型客车和货车运行基本上比较平稳。

为了分析京沪高速公路江苏段交通流量，本研究根据《城市道路工程设计规范（CJJ37-2012）》规定，对各种类型同行车辆进行换算，折算成标准小客车数，并计算年交通流量（见图2）。可以看出，2010~2013年京沪高速公路江苏段交通流量总体上处于持续增长中，而增长率逐年下降，其中2010~2013 年分别同比增长7.53% 、3.62% 、0.88%，后续增长明显乏力。

三、京沪高速公路江苏段交通流量的实证分析交通流量的形成本身具有很大的复杂性，影响交通流量的因素较多，结构化模型往往难以解释，目前也没有形成统一的结构化模型。而时间序列分析不以因果关系为基础，能够通过历史数据，得出过去行为的相关结论，并应用于未来行为的推断。此外，还可以通过时间序列模型比较不同历史数据得出行为的特征加以分析。因此，时间序列分析具有很大的优势和广泛的适用性，也为本研究所运用。这里采取的时间序列分析方法是ARIMA模型。

（一） 数据来源与数据描述

本研究选取的是江苏省发展改革委提供的数据（见图1）。根据《城市道路工程设计规范（CJJ37-2012）》规定，对各种类型同行车辆进行换算，折算成标准小客车数，得到2010年1月至2013 年12 月京沪高速公路江苏段月交通流量即month时间序列，在此基础上进行实证分析。本研究使用的软件是Eviews6.0。

进行时间序列分析，需要对时间序列进行平稳性检验。本文采用的是ADF单位根检验， month时间序列没有通过检验， month时间序列一阶差分通过了检验（见表1）。

（二） 模型估计与检验

根据SC和AIC信息准则以及拟合优度等综合确定滞后阶数为12，得到以下ARMA(12,1,12)模型。

Δ mon th = 0.830052Δ mon tht - 12 - 0.885564εt - 12(8.544464) (-21.21706)

R2 = 0.787411，Rˉ2 = 0.780969，D.W. = 2.827261（括号内数为t值）

ARMA(12,1,12)滞后多项式的倒数根的结构进行分析，都在单位圆内（见图3），因此ARMA(12,1,12)模型具有平稳性。

模型的检验包括以下三方面：第一，模型的显著性检验。LM检验结果发现，Q统计量的P值均远大于0.05，残差不存在自相关，因此该残差序列为白噪声序列，具有平稳性。这说明，模型ARI?MA(12,1,12)对时间序列的信息进行了充分提取，拟合模型显著有效。第二，参数的显著性检验。估计结果中各参数t 统计量所对应的P 值均小于0.05，都通过了显著性检验。第三，异方差性检验结果发现，残差序列也不存在异方差性。

（三） 模型的解释

京沪高速公路江苏段交通流量时间序列是受多种制约因子影响的非平稳时间序列，是一组依赖于时间变化的随机变量。该时间序列经过一阶差分后具有平稳性，说明京沪高速公路江苏段交通流量在波动的同时具有一定的趋势。具体来看，2010年1月至2013年12月京沪高速公路江苏段月交通流量波动幅度不是很大，维持着整体上升趋势。

ARIMA(12,1,12) 模型可以对京沪高速公路江苏段交通流量进行近似描述。经调整的可决系数为0.78，表明拟合较好。模型滞后阶数较高，具有长记忆性。其滞后阶数为12，正好等于一年的月份数，原因在于车辆的购买和使用周期较长，特别是商业运营车辆的运行计划一般以年度为周期进行的。ARIMA(12,1,12)模型的滞后差分项和随机扰动项系数绝对值均大于0.8，且分别为一正一负。从滞后差分项的系数来看，下年某月交通流量与上年相同月份交通流量关系较大，呈正相关关系；从随机扰动项的系数来看，随机扰动项的影响也较大，但呈反向变化，决定着月交通流量的同比变化方向和幅度。

（四） 模型预测及比较

ARIMA模型能够用来进行预测，有静态预测和动态预测两种方法。由于本研究需要利用现有数据对未来多期进行预测，所以采用动态预测方法，并最终得到前后7年的年交通流量预测值（见表2和图4）。从预测结果来看，2010~2013年估计值与现有数据拟合较好，2014~2016年交通流量预测值在略有回调后缓慢上升。这与前述的分析基本一致，但2014 年预测值比2013 年实际值略微下降0.21个百分点。原因在于，ARIMA模型是根据单变量时间序列即月交通流量数据进行预测的，预测结果反映月交通流量的变化趋势。不过，预测值下降幅度较小，而实际提升交通流量的其他因素较多，有可能熨平这个下降的缺口，最终2014年实际值同比不会下降。所以，京沪高速公路江苏段交通流量将维持上升趋势，但增幅放缓。

但是，本研究中的预测值与京沪高速公路江苏段运营方江苏京沪高速公路有限公司的控股公司江苏交通控股有限公司（以下简称“苏交通”） 的预测值差别较大（见表2和图4）。原因在于，第一，数据来源和统计口径不一。本研究2010~2013年实际值来源于江苏省发展改革委，并根据相关文件规定进行换算，而苏交通数据是自行提供的，并且京沪高速公路江苏段全线由苏交通控股的江苏京沪高速公路有限公司等多家单位经营管理，合并计算时没有剔除重复数据，这会导致苏交通的统计值偏大，因此与江苏发展改革委数据有所出入。第二，预测方法不尽一致。本研究是根据ARIMA模型对未来年份月交通流量采用动态预测方法得到的结果，苏交通的预测方法则未知。第三，苏交通自身对京沪高速公路江苏段未来发展规划及其落实情况更加了解，因此对交通流量增长更有信心。

无论从本研究的统计值还是预测值来看，京沪高速公路江苏段交通流量的变化趋势也反映了这一路段的交通设施利用情况已经趋于饱和，特别是现实节假日的交通流量高峰经常出现拥堵的情况更能说明这个问题。事实上，京沪高速公路江苏段已经建成通车14年，一直处于长期服役状态，原先的设计已难以满足当今运输形势发展的需求，大部分路段运力已经达到极限，一些路段如江广高速即京沪高速公路江广段堵车现象尤为严重，目前正准备进行八车道扩建。如果基于目前路况现状，京沪高速公路江苏段交通流量增长前景更不容乐观。

四、京沪高速公路江苏段交通流量变化的影响因素分析

上文对京沪高速公路江苏段交通流量的实证研究主要基于单变量分析，而在实践中影响京沪高速公路江苏段交通流量变化的因素很多，这里主要从不同的交通运输方式、经济环境、社会因素等方面分析。

（一） 交通运输方式的比较

综合交通运输体系是由多种交通运输方式构成的，但不同交通运输方式之间如何影响，值得深入研究。本研究首先对公路和铁路的关系展开分析。1.公路在综合交通运输中的中心地位。公路和铁路是两个基础性交通运输方式，在综合交通运输体系中发挥着至关重要的作用。但在不同时期，建设的重点有差别。长期以来，“铁公基”成为经济社会发展的重要话题。改革开放以来，我国政府一直很重视交通基础设施建设，以此促进经济社会发展。④20世纪90年代以来，我国公路特别是高速公路得到了较快发展，全国高速公路里程不断增长。截至2013 年末，全国公路总里程达435.62 万公里，其中高速公路10.44万公里。⑤长期以来，我国持续进行铁路建设。2004年，国务院通过《国家中长期铁路网规划》，拉开了我国铁路特别是高速铁路建设的高潮。2008年以来，为应对国际金融危机，进一步扩大内需，促进经济平稳较快增长，我国提出了一揽子投资计划，促进了铁路的大发展。截至2013年末，铁路营业里程达10.31万公里，其中高铁营业里程1.1万公里，在建高铁1.2万公里。⑥截至目前，我国已成为世界上高速铁路投产运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。

衡量不同交通运输方式有很多方法和指标，其中，客运量、货运量是两个重要指标。新中国成立以来，我国公路和铁路的客运量、货运量的基本趋势都是总体上升的。改革开放以来，我国公路的客运量、货运量增长更快，随之我国公路的客运量、货运量逐步与铁路的客运量、货运量拉开差距，公路已取代“铁老大”在交通运输中的位置（见图5和图6）。江苏省的情形也是基本如此（见图7和图8）。无论从全国还是江苏省来看，现阶段铁路的发展对公路的交通运输影响不大。这也从侧面印证本研究进行单变量时间序列分析的合理性。

公路取得交通运输的优势地位是与其机动灵活、适应性强、能实现“门到门”等特点分不开的。在中短距离交通运输上，与其他交通运输方式相比，公路的优势更为明显。⑦此外，高速公路还有其独特优势。第一，速度快。我国高速公路设计速度一般为110公里/小时左右，基本上能实现省内一日往返。第二，效率高。高速公路实现全封闭，运行途中不允许上下车，能够节约大量时间。第三，缩短旅客候车时间。高速公路能够提高班次密度，减少在途时间，这对客运来说意义重大。

作为我国经济发展较好较快的地区，江苏省交通基础设施不断完善，公路网密度不断提高，高速公路路网密度居全国各省区之首。截至2013 年末，江苏省内主要城市等级公路网密度为150公里/百平方公里以上，高速公路网密度为5~10公里/百平方公里以上。统计数据显示，江苏一些主要城市公路客运平均运距约为50公里，公路货运平均运距约为75公里。这正好发挥了高速公路的运输优势，也为交通流量的持续增长提供了有力的支持。

2.京沪高铁对京沪高速公路江苏段的冲击。现有研究已经揭示，高铁对其他运输方式的冲击是明显的，其中高铁沿线的城际客运和民航受到的影响最为严重。⑧但是，高铁要发挥自身的优势，还需要完善服务，做好与其他交通方式的衔接等⑨。另一方面，由于铁路网密度与公路网密度无法相比，公路仍有很大的优势和机会。我国长三角地区已基本上形成各种等级公路衔接的交通网络，使得公路的可达性、便捷性远高于铁路。⑩这就夯实了公路在现代综合交通运输体系中的中心地位和基础地位。

从路线走向来看，京沪高铁对京沪高速公路影响不宜放大。在江苏境内，京沪高铁和京沪高速公路路线重合度较小。京沪之间的新旧两条铁路线均连接蚌埠和南京，而京沪高速公路较为平直，没有经过这两个城市，完全在江苏境内，而且它们的上一个重合点还在山东境内（见图9），只对过境客源产生有限的分流作用。2011年京沪高铁开通初期上座率较低，对公路客运影响较小。但随着京沪高铁客运量稳步增加，从长期看对中长途公路客运的影响不容小视。另一方面，京沪高铁开通运营后，京沪线改以货运为主，铁路在中长距离货物运输上更具优势，会分流一部分京沪高速公路过境货运特别是大宗商品货运，这在一定程度上解释了京沪高速公路江苏段货车交通流量下降以及整体交通流量增长放缓的原因。但是，由于缺乏京沪高铁的相关数据，本研究不能对两者之间的关系进行定量分析。

3.其他运输方式的比较。除铁路和公路，综合交通运输方式还有水路、民航和管道等方式。其中，水路发展受制于自然条件、速度慢，民航运载量小、成本高，管道运输对象单一。这三种方式由于各自的特点和适用范围等，与公路基本没有可比性，替代效应不明显。虽然它们对京沪高速公路江苏段交通流量的影响有限，但作为现代综合交通运输中的重要方式，它们在区域或国家交通运输体系中地位和作用仍不可或缺。

综上所述，京沪高速公路和京沪高铁、京沪线同为干线，但是由于各自的定位和路线走向不同，它们之间不必然形成竞争关系。如果进行合理协调，它们在一定程度上还能相互补充，共同促进。这种竞合关系适于所有五种交通运输方式。而这正是综合交通运输体系所要实现的目标之一，综合交通运输体系良好运行离不开各种交通运输方式的合理竞争和有效协同。

（二） 经济环境的影响

现阶段，我国经济进入“新常态”，这将对交通运输产生持续影响。经济从高速增长转为中高速增长，总体上将减缓交通运输业的发展势头，这已经从近年来的数据得到反映；经济结构不断优化升级对交通运输业来说有利也有弊，与一些新兴产业相关的交通运输服务获得发展机遇，但传统运输业增长空间受限；随着经济发展从要素驱动、投资驱动转向创新驱动，这将减轻对一般交通运输的依赖。总体上，在我国经济“新常态”下，交通运输业面临着新的机遇，同时也面临严重挑战。作为我国地方经济的“排头兵”，相比内陆省份，江苏省其实已经提前进入“新常态”。近年来，江苏省经济增长已经放缓，正在努力调整产业结构，注重创新。这对省内交通运输业带来重要影响，京沪高速公路交通流量变化与这一趋势是吻合的。

但是，京沪高速公路作为我国交通运输网络中的干线，与京沪高铁、京沪线一起链接环渤海和长三角两大经济圈，成为东部地区的交通大动脉，未来仍将发挥重要的作用，具有很强的发展潜力。此外，在江苏省内，京沪高速公路江苏段主要途经苏北、苏中两个次区域。随着苏中、苏北经济发展的加速，京沪高速公路的地位和作用将进一步凸显，随之而来的将是交通流量的增长。

（三） 社会因素的影响

汽车是现代生活方式的重要元素。近年来，我国汽车产销量持续增长，2013年双双突破2100万辆，连续5年居世界第一。2012年，全国民用汽车拥有量突破1亿辆大关，2013年全国私人汽车拥有总量达到1亿辆，人均汽车保有量不断提高，江苏等东南沿海地区人均汽车保有量居全国前列。随之，越来越多的人采用自驾车出行的方式。对有车一族来说，节假日出游特别是春节回家探亲，自驾车、拼车等成为首选，而高速公路比其他等级公路更受出门远行的自驾车主的青睐。因此，私家车已经成为影响高速公路交通流量的重要因素，“客一”型汽车占京沪高速公路江苏段客车流量的大部分也反映了这种趋势（见图1）。

五、结论

本研究对京沪高速公路江苏段的交通流量进行了实证分析。2010年1月至2013年12月，京沪高速公路江苏段交通流量总体上不断增长，但增幅逐年减小。本研究运用时间序列分析方法，对京沪高速公路江苏段交通流量建立ARIMA(12,1,12)模型，模型滞后阶数较高，具有更长记忆性，这与交通运输业的特点和整体经济环境等有关。在我国，公路已经成为交通运输的主力军，其他交通运输方式的发展对公路的影响不尽一致。京沪高铁运营状况的改善，对京沪高速公路的过境客运有一定分流，但京沪线的货运对京沪高速公路货运的替代效应更为明显。我国经济“新常态”将对交通运输业带来重要影响，京沪高速公路江苏段已经提前感受到了这种变化。此外，交通流量中不同类型通行车辆的构成反映了社会生活方式的变化，私家车出行状况将成为交通流量中的重要变量。这些内外部因素变化将成为京沪高速公路江苏段乃至我国综合交通运输体系建设和完善的重要参考。

干线在综合交通运输体系中具有“大动脉”的地位。目前在北京至上海之间，主要有京沪线、京沪高速公路、京沪高铁三条陆路大通道。随着京沪高铁的投入运营，京沪线角色发生转化，在国家的统筹安排下，两条铁路线初步发挥了协同作用，也对区域经济发展起到巨大的促进作用⑾。但是，京沪高速公路软硬件基本上维持10年前的原貌，自身角色没有得到调整。京沪高速公路江苏段的未来发展应该基于交通流量的变化，运用新技术、新理念，改造设施，改进管理，主动衔接其他交通运输方式，充分发挥自身潜能，融入到综合交通运输体系中去，并促进区域乃至国家综合交通运输体系的完善和发达，适应我国经济“新常态”，服务于经济社会的进一步发展。

当然，本研究也存在一定的局限性，如以日均交通流量为基础计算月交通流量构建ARIMA 模型，没有反映日内变化等具体时段交通流量特征；本研究为单变量模型，没有考察气候因素、交通管制因素等外部变量对交通流量的影响。为了弥补这些不足，本研究定性分析了其他交通运输方式和经济社会环境等对京沪高速公路江苏段交通流量变化的影响，得出了一些建设性的观点，以供探讨和参考。

注释

①罗仁坚：《我国综合运输体系理论研究发展回顾（一）》，《综合运输》2009 年第2 期，第8~12 页；罗仁坚：《我国综合运输体系理论研究发展回顾（二）》，《综合运输》2009 年第3 期，第4~7 页；郭文帅、荣朝和：《综合交通运输研究综述》，《经济问题探索》2013 年第10 期，第170~176 页。

②王莹、彭其渊、李海波：《客运专线建设对既有线的影响分析》，《铁道运输与经济》2009 年第1 期。解晓玲：《高速铁路发展对道路客运的影响及对策》，《综合运输》2010 年第2 期，第63~66页；王博文、张健、王远：《公路客运与高速铁路客运竞争中经济运距的探讨》，《交通科技与经济》2011 年第1 期，第82~89 页。

③资料来源：江苏京沪高速公路有限公司官方网站http：//www.jchc.cn/jh.jchc.nsf ［2014-10-30］。

④董千里：《高速公路点—轴型区域经济发展理论研究》，《西安公路交通大学学报》1998 年第1 期，第107~112 页；陈春阳、孙海林、李学伟：《客运专线运营对区域经济的影响》，《北京交通大学学报（社会科学版）》2005 年第4 期：范振宇、肖春阳：《高速公路建设对国家经济社会发展的系统效应初析》，《公路交通科技》2006 年第5 期，第155~158 页。

⑤资料来源：《2013 年交通运输行业发展统计公报》，交通运输部网站http：//www.moc.gov.cn （2014 年9 月1 日）。

⑥资料来源：《2013 年铁道统计公报》，国家铁路局网站http：//www.nra.gov.cn （2014 年9 月1 日）。

⑦王博文、张健、王远：《公路客运与高速铁路客运竞争中经济运距的探讨》，《交通科技与经济》2011 年第1 期，第82~85 页。

⑧解晓玲：《高速铁路发展对道路客运的影响及对策》，《综合运输》2010 年第2 期，第63~65 页。

⑨牛永涛、韩宝明、李华：《我国铁路客运市场特点及客运专线客流组织原则研究》，《铁道经济研究》2010 年第1 期，第40~43页。

⑩王海江、苗长虹：《我国客运交通联系的距离衰减规律》，《经济地理》2008 年第2 期，第275~278 页。

⑾李阿萌、肖翔：《高速铁路对长三角地区经济联系格局的影响》，《现代城市研究》2014 年第9 期，第110~116 页。

（责任编辑：路辉）