基于ＴｒａｎｓＣＡＤ的公路工程建设项目节能计算 邹华国 ，李俊 ，梁景 ２５００３１） （１．山东省交通规划设计院，山东济南 ２５００３１；２．山东省交通干部学校，山东济南２５００３１； ３．山东省交通科学研究所，山东济南摘要：研究提出了一种基于ＴｒａｎｓＣＡＤ规划软件的 况下和“有项目”情况下的能源耗用，从而确定能源 公路项目节能计算方法，能够对公路工程建设项 目节约能耗进行精确量化。 关键词：ＴｒａｎｓＣＡＤ；公路；节能；计算 中图分类号：Ｆ５０３ 文献标识码：Ａ 节约量。该方法在确定车辆运行相关线路时存在主 观性和不全面性的缺点，导致产生较大的计算误 差。 １ 基于ＴｒａｎｓＣＡＤ的公路项目节能计算 思路 ＴｒａｎｓＣＡＤ是由美国Ｃａｌｉｐｅｒ公司开发的一款交通 规划软件，可通过区域路网和交通小区的交通流仿 真，模拟评价期内区域交通的实际出行状况和出行特 征。基于此，可利用ＴｒａｎｓＣＡＤ对区域路网内每一出 行车辆的运行时间、运行速度进行模拟，以获得区域 全路网车辆燃油消耗，进而采用“有”、“无”对比法进 行燃油节约计算。 １．１ 现状路网（无项目）燃油消耗计算思路 １．１．１现状路网确定 Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴｒａｎｓＣＡＤ ｚｏｕ Ｈｕａ—ｇｕｏ，ＬＩ Ｊｕｎ，ＬＩＡＮＧ Ｊｉｎｇ （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｓｔｎｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉｎａｎ ２５００３１ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｒａｉｃ Ｃａｄｒｅ ｆＳｃｈｏｏｌｓ Ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒ∞ｉｎｃｅ． Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｍ ２５００３１ Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉｎａｎ ２５００３１ Ｃｈｉｎａ） 根据项目所在区域路网现状，在ＴｒａｎｓＣＡＤ中进 行虚拟路网初始仿真，将０Ｄ调查确定的基年ＯＤ 砸 阵在现状路网中进行分配，当观测路段分配交通量与 ＯＤ调查交通量在允许误差范围内（１０％），可确定虚 拟路网与现实路网仿真完成。 １．１．２现状路网阻抗矩阵确定 在现状路网的基础上，打开路网层，将未来年 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎ— ｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｂａｓｅ ｏｎ ＴｒａｎｓＣＡＤ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＴｒａｎｓＣＡＤ；ｈｉｇｈｗａｙ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ；ｃａｌ— ｃｕｌａｔｅ ＯＤ’ 砸阵在现状路网进行分配，然后利用ＴｒａｎｓＣＡＤ 中Ｎｅｔｗｏｒｋ／Ｐａｔｈ—Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐａｔｈ确定出行时间矩阵 和出行距离矩阵Ｄ 进而计算出现状出行速度矩 阵Ｓ 。 １．１．３现状路网燃油耗用计算 利用ＰＰＫ报告中表２和现状路网出行速度矩阵 Ｊｓ 计算现状路网油耗修正系数矩阵 。根据交通量 预测确定的未来年ＯＤ’ 矩阵，采用表１、现状路网 ５ｌ吾 目前，对于新建公路项目所节约的车辆燃料消 耗量的核算方法是运用《Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｐｒｉｏｒｉｔｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ））（以下简称“ＰＰＫ报告”）中的车辆基 本燃油耗用、交通量与车速关系模型、车速与燃油消 耗关系模型等模型，以及《公路建设项目经济评价方 法与参数》中的相关线路法，计算出在“无项目”情 收稿日期：２Ｏｌ３—０９—１３ 出行距离矩阵Ｄ 和现状路网油耗修正系数矩阵 可计算获得现状路网情况下燃油耗用量矩阵Ｑ 其中： 作者简介：邹华国（１９７６一），男，山东莱阳人，硕士，高级 工程师。 Ｑ ＝ＯＤ’ ・ ・Ｄ Ｋ……………………（１） 式中：Ｑ ，一现状路网燃油耗用量矩阵；ＯＤ’ 一 一３１— 邹华国，李俊，梁璨：基于ＴｒａｎｓＣＡＤ的公路工程建设项目节能计算 未来年０Ｄ矩阵；Ｙｏ一现状路网油耗修正系数矩 阵；Ｄ 一现状路网出行距离矩阵； 燃油基本消 耗，Ｌ／１００ ｋｍ。 表１燃油基本消耗（单位：Ｌ／１００ ｋｍ） 小客、小货 ０．２９１＋２４．２６／Ｓ＋Ｏ．０００ ０８７Ｓ 大客 ０．３４１ ４－２４．６４ ４－０．０００ ０６８Ｓ 中货 ０．２０９＋３１．０４／Ｓ＋０．０００ ０６８Ｓ 大货、拖挂 ０．５２４＋１６．８１／Ｓ＋０．０００ ０５６Ｓ １．２未来年路网燃油消耗计算思路 按照现状燃油消耗计算过程，依次计算未来年出 行时间矩阵 ’ 出行距离矩阵Ｄ’ 出行速度矩阵 ｓ’ 油耗修正系数矩阵ｙ’¨结合未来年ＯＤ’ ｆ矩阵， 计算未来年路网情况下燃油耗用量矩阵Ｑ’ Ｑ’ｆｆ ＯＤ’ｉｆ・ｙ’ ・Ｄ’ ・Ｋ 式中：Ｑ’ 一未来年路网燃油耗用量矩阵； ＯＤ’ 一未来年ＯＤ矩阵；Ｙ’ 一未来年路网油耗修正 系数矩阵；Ｄ’ 一未来年路网出行距离矩阵； 油 基本消耗，Ｌ／１００ ｋｍ。 １．３节能计算 公路项目运营期产生的燃油节约Ｑ可由现状全 路网燃油耗用量矩阵Ｑ 减去未来年全路网燃油耗用 量矩阵Ｑ’ 并汇总获得。 ２应用实例 莱阳城区至南海新区公路全长３６．１ ｋｍ，一级公 路标准，路基宽度２４．５ ｍ，项目运营期为２０１５－－２０３５ 年，交通量特征年为２０１５年、２０２０年、２０２５年、２０３０ 年、２０３５年，项目影响区划分为３９个ＯＤ小区。 以２０１５年为例，根据路网分配交通量确定路网 出行时间矩阵 、出行距离矩阵Ｄ和出行速度矩阵 ．ｓ，利用“车速对油耗的修正系数”和速度矩阵Ｓ计 算油耗修正系数矩阵ｌ，，进而获得燃油耗用量矩阵 Ｑ。 一３２— ２ｏ１５年在现状路网情况下每天燃油耗用量为８２ ３５８ Ｌ，在未来年路网情况下每天燃油耗用量为７９ ８１７ Ｌ，每天节约燃油量为２ ５４１Ｌ，全年节约燃油９２．７ 万升。 其它各特征年现状（未来年）全路网车辆油耗计 算可依次获得，２０３５年在现状路网情况下每天燃油耗 用量为２６ ８０４１ Ｌ，在未来年路网情况下每天燃油耗用 量为２６０ ４０６ Ｌ，每天节约燃油量为７ ６３５ Ｌ，全年节约 燃油２７８．７万升。通过ＴｒａｎｓＣＡＤ计算汇总，莱阳城 区至南海新区公路建成后，将在运营期节约燃油３ ５６６．６万升。 采用目前通用的计算方法，确定￥２１２和县干线 ？（０６４为拟建项目的主要相关公路，在“有”、“无”项目 情况下根据其所承担的交通量进行计算，在运营期共 节约燃油２ ８９０万升。 采用ＴｒａｎｓＣＡＤ计算的燃油节约量较传统计算方 法所得量高约１９％，主要因为传统方法仅考虑主要相 关公路，而ＴｒａｎｓＣＡＤ则考虑区域全路网，因而计算结 果较传统方法更精确。 ３几点建议 （１）交通量预测过程中采用小客车作为标准车 型，为便于计算，节能计算时也以小客车为准，若需要 更加精确的结果，可根据现状ＯＤ调查车型构成及评 价期内的变化，分车型分别计算后迭加即可。（２）由 于ＰＰＫ报告编写完成于１９９５年，报告中车速对车辆 油耗的修正系数模型中的车速一车辆油耗关系模型 与我国目前实际差别比较大，若当地具有更为符合实 际的车速一车辆油耗关系模型，则采用当地模型，可 使计算结果更为可靠、准确。 ４结语 基于ＴｒａｎｓＣＡＤ的全路网节能计算方法可有效 消除人为选择确定项目相关公路所导致的计算误 差较大的弊端，且利用ＴｒａｎｓＣＡＤ进行辅助计算， 逻辑关系更加明晰、计算手段更加先进、计算结果 更加精确。随着项目的修建运营将产生部分诱增 交通量，考虑诱增交通量占总交通量的比例较少， 各特征年ＯＤ矩阵采用趋势矩阵，对计算过程起到 了简化作用。
