三、港珠澳大桥客流量预测

客流量需求预测部分预测的内容是港珠澳大桥建立后，使用港珠澳大桥来往的客流量有多少。分为三个预测部分，与需求预测的关系如下：

下文分别对客流趋势量预测、客流诱增量预测、客流转移量预测进行说明与预测。

（一）客流趋势量预测

趋势交通量是指道路交通量按其固有规律，自然增长的交通量。针对本次预测，趋势交通量的预测主要指珠江西岸地区与香港之间自然增长的陆路交通量。

客流趋势量预测算法：

公式（3.2）的说明：客流趋势交通量指的是港珠澳大桥承担的客流趋势交通量；总客流量预测值指的是珠江西岸地区与香港之间客流的趋势预测值；公路出行占比趋势预测值指的是总客流中利用公路出行占所有交通方式出行的比例的预测值。

港珠澳大桥承担的客流趋势交通量是珠江西岸与香港之间总客流量预测值与公路出行占比的乘积。因而在此预测部分，有两个重点：一是珠江西岸地区与香港之间的客流趋势预测；二是交通方式是公路出行的占比。

客流趋势量预测基础数据：

预测的基础数据来源于香港规划署对1999—2014年对过境客流的记录：来往香港与珠海、中山、江门等地区的香港居民以及内地居民的历史数据、按出行方式划分的历史记录。

客流趋势量预测过程如下。

趋势交通量预测假设：趋势交通量预测采用交通需求预测中的时间序列预测法。通过趋势外推模型，表述道路交通发生量随时间的变化规律，从而对2016年以后的特征年进行预测。

时间序列预测模型：

其中：Y为对应年份的预测值；

t为预测年份，是变量；

α为预测参数，在几何意义上指预测趋势线与y 轴交点的纵坐标；

β为预测参数，在几何意义上指预测趋势线的斜率。

通过对预测基础数据的时间回归，可以分别求得α, β的取值。回归得到的该部分的预测式为（详细过程见附录第一部分港珠澳大桥客流量趋势交通量预测过程）：

香港与内地客流总量预测式：

其中：Y是对应t年份的客流量预测值，t为预测年份。

公路出行占比预测式：

其中：Y是对应t年份的公路出行占比预测值，t为预测年份。

通过将预测年份t带入（3.4）式计算，可以得出预测年份香港与内地之间的总客流量预测值，将其乘以珠江西岸客流量的占比，即得到珠江西岸与香港每日客流趋势量；将预测年份t 带入（3.5）式计算，可以得到公路出行占比的预测值；再将两者相乘，便得到大桥客流量趋势量预测（详细过程见附录第一部分港珠澳大桥客流量趋势交通量预测过程）：

客流趋势量预测结果如表1所示。

（二）客流诱增量预测

诱增交通量的特性与形成过程如下。

对整个路网而言，诱增交通量具有以下特点。滞后性：诱增交通量并不是在路网结构发生变化时就立即大量产生，一般是在路网变化一段时间后才开始显现。有限性：诱增交通量并不是一直都在增加的，而是增长到一定程度之后，就几乎不再增加。潜在性：诱增交通量的潜在性是指诱增交通量在某区域的经济布局、土地利用状况条件下存在的态势，在新公路开通后，引发了区域的土地布局、经济结构的变化，从而引发了交通量的诱增。区域性：不同地区，诱增交通量存在的潜在性程度不同，有的地区这种态势较强烈，有的区域态势较弱，这主要由当地的经济情况等因素决定。难区分性：诱增交通量产生后，很难把它从总交通量中区分出来，更难于做出数量上的统计。

诱增交通量的增长过程可分为聚集形成、快速发展和成熟稳定三个阶段，总体增长呈现生长曲线的“S”形增长特性，如图10所示。

（1）聚集形成阶段。诱增交通量增长相对缓慢，主要体现为大桥通车初期被抑制交通的突然释放。聚集形成阶段的长短主要取决于当地的经济发展水平和活跃程度。经济基础越好，土地开发越活跃，诱增交通量的聚集形成时间就越短，反之则越长。一般研究认为在经济基础较好的珠三角地区，诱增交通量的聚集形成时间为1-2年。

（2）快速发展阶段。道路经过聚集形成阶段的准备已取得阶段性成果，新建企业相继投产，带来交通量快速的额外增长。这一阶段诱增交通量增长速度快，持续时间长，是交通量的快速增长与爆发阶段。诱增交通量快速增长阶段的长短也主要取决于当地的经济基础水平，在珠三角等经济发达地区，诱增交通量的快速增长阶段一般为10-12年。

（3）成熟稳定阶段。诱增交通量接近极限，增长十分缓慢，此时大桥沿线土地开发已基本完成，交通量也已基本达到设计通行能力，交通量的增长主要为随经济发展而进行趋势增长。

港珠澳大桥客流诱增量情况如下。

港珠澳大桥建立通车后，出行的便利与时间的节省会增加原来受客观条件限制的出行；政府出台的政策与建设开发项目，会促成形成新的交通吸引点，从而形成了诱增的交通量。

客流诱增量具体包括：香港大屿山的机场出行吸引点、新建的购物吸引点，将产生诱增客流量，大屿山的开发建设会使得该区位的吸引力增强，提高港珠澳大桥的使用频率。

诱增交通量生长曲线的数学模型：

其中，y 指诱增交通的预测量，单位为人/天；

t为时间变量；

k为诱增交通的上限值，单位为人/天；

a、b为参数；e为常数。

该模型是根据研究文献，采用京津唐高速公路诱增交通量模型计算。该生长模型在新建道路诱增交通量的拟合效果被普遍认可。同时可参见文献对该生长曲线的拟合验证。

上文生长曲线模型公式中的参数取值说明如下。

（1）k的取值。生长曲线中的k值是诱增交通量的远期值，考虑两个方面：大屿山的机场建设远期诱增吸引的客流；消费场所建设远期诱增吸引的客流。这是本部分预测的范围值，因为目前对这两方面的预估值是不完全确切的。

（2）k取值的第一部分。对k值的估计需要考虑大屿山机场的吞吐量远期增加值。根据中国民航局和Strategic Access的预测，2015年香港机场的客运量为65.5百万，远期2022年的客运量为105.2百万。计算得2015—2022年，客运量增长39700000人，平均108767人/天。这是远期因香港机场吞吐量增加而产生的总诱增交通量，需要考虑珠江西岸与澳门共同占这一比例的多少：2006—2014年澳门与香港之间的客运量平均占香港往来的8.4%，珠江西岸与香港之间的客运量占比为5.4%，两者总和为13.8%。因而远期预估占比总值为10%～20%，取1999—2014年的平均值16%估算，得出诱增交通量远期机场贡献值为17500人/天。

（3）k取值的第二部分。对k值的第二部分需要考虑大桥建成通车后，大屿山地区的消费性场所的建设，目前在大屿山的远期规划中，有对商场等的建设规划，但是，商场规模的预计是大略的。对商场的远期容量取每平方米1人估算，逐层累加面积为1万平方米的商场，预估远期产生10000人/天的人流。

（4）k取值为两部分加总。将上述两部分相加，远期诱增交通量k 值预估为27500人/天，即生长曲线模型中的k取值为27500。

（5）a、b的取值。模型中的参数a、b为影响生长曲线形态的参数，a、b 参数的取值采用京津唐高速公路诱 增交通量模型参数，该模型是目前诱增交通量最常引用的计算模型。具体取值为a=0.467, b=10.52。

将上述取值带入生长曲线函数（3.6）式中得到：

客流诱增量预测结果如下。

通过带入预测时间变量值进入（3.7）式计算得出各类出行方式总诱增交通量预测值，再乘以上文预测得出的公路出行占比，得到大桥客流量诱增量预测。

诱增交通量部分的客流量预测结果如表2所示（详细过程见附录第二部分港珠澳大桥客流量诱增交通量预测过程）：

（三）客流转移量预测

客流转移量说明如下。珠江西岸地区及澳门与香港之间的客货运输目前多以水运为主，另外铁路也是珠江西岸的跨界旅客采用的运输方式之一。港珠澳大桥建成后，将承担一部分目前由水运、铁路所承担的交通运输。

客流转移量具体内容如下。

（1）澳门到香港客运量的转移。目前港澳之间的连接主要靠水运，港珠澳大桥建成后，将有一定比例的转移。

（2）珠江西岸地区到香港的水运转移，以及珠江西岸地区到香港的铁路运输转移。

客流转移量预测算法如下。

影响交通转移量的因素较多，一般考虑交通阻抗的影响，交通阻抗是指路网中路段或路径的运行距离、时间、费用、舒适度或者这些因素的综合。道路对交通量Q的吸引程度，一般与道路提供的行车条件的差异有关，行车条件主要包括行程时间（t）、行程距离（l）、费用（c）以及舒适性（e），道路交通量Q，与这些因素间的关系可表述为

上式可以简化为Q=f（C）， C为广义的费用，包括了行车费用以及时间等。即在费用上的差别，将导致车流量的转移，可用费用差表示。在这种思路上，采用的转移曲线如图11所示。

从曲线中容易看出，随着费用的上升，转移的交通量将不断减少。因而转移交通量的不确定性主要由过桥费用影响。计算式如下所示：

上式中：

P1为新建大桥交通量占总交通量的比例；

P0为转移交通量的最小值，取完全不转移时的值作为最小值，取0；

C1、C2分别为新建道路与转移前道路的单位体广义费用（元/人）；

λ为道路选择修正系数，取一般值0.01；

δ转移前后各承担50%的交通量，费用差为0 时的函数调节值为0；

Qij为趋势预测从珠江西岸地区到香港的各交通方式总体流量。

客流转移量预测过程如下。

从上文可知，转移交通量的预测与港珠澳大桥的收费标准有比较大的关系，乘客在选择交通出行方式的时候，会考虑费用成本与时间成本。大桥的收费标准直接影响公路和水路的分担比例。目前珠江西岸及澳门与香港的跨界运输主要依靠水运，港珠澳大桥建成后，公路和水运将共同承担通道的客货运输。公路运输具有明显的时间优势，如果大桥的收费标准较低，则在费用上也能具备竞争优势，使水运转移到公路方面的运量较多。

根据（3.10）式可知，转移至港珠澳大桥的客流量是总的非公路出行客流量，乘以转移比例的结果，因而下文分别计算转移比例与客流量预测，再进行相乘得到结果。

转移比例的计算如下。根据目前澳门与香港之间的水运费用、时间，以及通过港珠澳大桥澳门与香港之间的拟通行费用与通行时间的数据，计算两者之间的差值，用上文中的（3.9）式计算出转移交通量在不同情况下的比例，如表3所示（详细计算过程见附录第三部分港珠澳大桥客流量转移交通量预测过程）：

珠江西岸与香港之间的水运、铁路比例会在港珠澳大桥建成通车后，向公路转移。因珠江西岸水运的基本费用与澳门相差不大，故计算取珠江西岸其他交通方式向公路转移的比例与澳门到香港的比例相同。

非公路出行客流量预测如下。

下面列出往来香港澳门之间的平均每日人流量，以及年增长比例，如表4所示。

用2009—2014年的平均增长率预测2016年后往来香港与澳门之间的人流量，平均增长率为3.1%。用上述方案二中的收费标准以及计算得出的转移比例进行转移交通量的预测，结果如表5所示：

（四）客流需求量预测总和

以上三个部分是对港珠澳大桥交通需求预测三个部分的分别预测，总和上述的预测值，得到需求预测如表6所示。表6是需求加总所得，是未修正前的交通需求预测值，需要进行修正得到交通量的最后预测值。

（五）客流需求量修正

1．“三地三检”口岸查验模式对交通量的制约

港珠澳大桥连接香港、澳门与珠海，不同的经济体制使得通关问题是其不同于一般跨海大桥的地方。进出口货物和转运货物须向海关申报，办理规定的各项手续，履行各项法规规定的义务。办理时间长、人手紧缺、流程繁琐等矛盾是通关过程中一般较为突出的问题，这也将是影响人流、车流量的一个限制因素。通过的便利性必然成为是否选择通行于港珠澳大桥的一个重要考量。

在口岸查验方面，口岸将采用“三地三检”模式，指由三方在各自海域填海修建口岸人工岛，建设口岸、联检大楼以及停车场等相关设施，并各自独立管辖。

口岸通关与查验的便利性是影响基础交通建设使用效率的重要影响因素，该项修正项的影响主要是上文所叙述的交通阻抗，交通运行时间的延长、效率的降低增加了交通阻抗，从而减少了交通量，对近期以及远期的交通量增长造成阻碍。修正过程中，对过关的复杂性预采取目前一般性的情况估计，如果设计管理合理优化，则可减弱其对于交通需求量的限制。

2．深中通道修建通车对大桥交通量的制约

虎门大桥原是沟通珠江东西两岸唯一的陆路通道，东西两岸交通需求量大，虎门大桥交通量以年均11.5%的速度增长，2010年日均交通量已过8.8万辆，处于超饱和状态，因而建立新的沟通通道是必不可少的。港珠澳大桥将成为一条新的重要通道。但同时，从中山到深圳建立的深中通道也在建设计划中。图12是虎门大桥、深中通道、港珠澳大桥三者的区位图。

目前珠江西岸地区陆路前往香港需经虎门大桥，绕行距离长。深中通道建成后，中山、江门等地区经深中通道利用深港公路口岸的距离将明显缩短，因此深中通道建成后将分流一部分港珠澳大桥的交通量。

交通流量修正过程中，把珠江西岸看做一个交通量产生的区域。考虑深中通道建设对珠江西岸交通量的吸引，珠江西岸的交通量将会由珠港澳大桥和深中通道两条路线分担，并采用交通流量分配中的多路径概率分配法，以不同路线的阻抗即花费时间作为输入参数进行计算。各出行路线被选用的概率采用Logit的路径选择模型，如下所示：

式中：p（r, s, k）为交通量在第k条出行线路上的分配率；

t（k）为第k条出行线路的路权（时间）；

t为各出行路线的平均路权（时间）；

θ为分配参数，为无量纲参数，参考《交通工程学》，两路选择时取3.0；

m为有效出行路线条数。

（3.11）式中的时间等于行驶时间加上一般过关所花费的时间。港珠澳大桥根据工程设计，全长49.968公里，其中海中隧道6.753公里、海中桥28.525公里，桥隧合计35.578公里。海中桥隧为设计速度每小时100公里的双向六车道高速公路标准；珠海侧连接线为13.89公里，采用设计速度为每小时80公里的双向六车道高速公路标准；口岸与大桥设连接匝道桥，设计速度为每小时40～60公里。由设计里长和设计时速可以计算，从珠江西岸到香港在非拥堵情况下的行驶时间约为30分钟。深中通道主体工程路线全长约24.04公里。跨海长度约22.4公路，陆域段长1.64公里，设计时速为100公里。深中通道建成后从中山到深圳（深中通道深圳端）的交通时间约为30分钟，从深圳（深中通道深圳端）到香港的交通时间约为60分钟，即珠江西岸通过深中通道路线到香港的行驶时间约为90分钟。在口岸查验方面，港珠澳大桥将采用“三地三检”模式，但是具体的方案未确定，参考深圳到香港的客运关检平均时间约为30分钟。综合以上信息，可得到港珠澳路线的时间花费为1小时，深中通道路线的时间花费为2小时。平均花费时间为1.5小时。利用Logit的路径选择模型计算选择两条路线的概率，代入模型（3.8）式得到以下结果：

计算结果表明，深中通道建立后，对珠江西岸到香港的客流量具有分流作用，分流比例为深中通道路线比重占0.122，港珠澳大桥路线占比0.878。用该比例对上文表6的需求预测数据进行修正，得到表7。

表7中的前五列是上文表6陈述的结果，最后一列由第五列“大桥客流量需求”乘以上文计算的修正系数0.878所得，即为修正后的港珠澳大桥客流量预测值。