高速公路施工區(qū)交通特性研究

趙亮

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

高速公路施工區(qū)交通特性研究

趙亮

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

針對高速公路的施工區(qū)交通特性，結(jié)合高速公路實例，首先對施工控制區(qū)劃分進行分析，闡明各分區(qū)功能與特點，然后提出施工區(qū)交通運行的特性，最后結(jié)合數(shù)據(jù)統(tǒng)計從車頭時距、車速與車道占有率三個方面深入探討高速公路施工區(qū)交通流特性。

高速公路；施工區(qū)；交通特性

如今，高速公路改建、養(yǎng)護頻率越發(fā)頻繁，臨時的交通封閉成為造成擁堵的主要因素之一。為此，針對施工區(qū)交通特性實施分析研究，掌握其基本內(nèi)容與要點，對于緩解交通壓力有著重要的作用和意義。但是，由于受到各方面影響因素的制約，使得施工區(qū)交通特性研究始終未能引起足夠的重視，導致頻繁的施工建設(shè)在不同程度上限制了工程效益和功能的發(fā)揮。為解決這一實際問題，首先要在思想意識上形成正確觀點，認識到施工區(qū)研究的重要作用，然后確定關(guān)鍵指標，采取有效策略開展針對性分析，以此為工程的持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1 高速公路施工區(qū)中交通控制區(qū)的劃分

施工區(qū)指的是工程施工、養(yǎng)護與改造的主要場所，區(qū)中通常需要設(shè)置標示標識、安全設(shè)施與標線等，而且還要配備一定數(shù)量的施工車輛[1]。以最為常見的四車道高速公路為例，其施工區(qū)可分為四個部分，即為警告區(qū)、漸變區(qū)、施工作業(yè)區(qū)與終止區(qū)。其中，警告區(qū)設(shè)置專門的標志標語，還包括路肩的錐形部分；漸變區(qū)主要包含匯合錐形區(qū)，各控制區(qū)主要功能如下：

1.1 警告區(qū)

提醒前方道路處于施工狀態(tài)，使司機留意交通的實際變化，及時采取正確處理措施。警告區(qū)中應(yīng)設(shè)有明顯的標志標語，且自由的交通流需逐漸轉(zhuǎn)變成限制流。

1.2 漸變區(qū)

主要用于行駛車輛轉(zhuǎn)換方向。車輛在駛?cè)朐搮^(qū)域以后，如果沒有處在開放的通行車道上，則必須進行換道行駛。

1.3 施工作業(yè)區(qū)

是開展施工作業(yè)的主要區(qū)域。通常需要使用彩鋼板隔離，由上游緩沖區(qū)和施工區(qū)兩部分組成。緩沖區(qū)用于確保施工安全，禁止施工占用和存放雜物。

1.4 終止區(qū)

終止區(qū)代表施工區(qū)結(jié)束，限速、變道等臨時要求解除，一般處在施工區(qū)的最尾端。交通流在延伸至此處時即可恢復正常狀態(tài)。

2 施工區(qū)交通運行特性分析

2.1 交通流重分布

車輛集中匯入超車道會對車流造成嚴重的影響，具體表現(xiàn)為車道分布的改變[2]。對于高速公路上的基本路段，車輛的實際分布是較為穩(wěn)定和均衡的。駕駛員在觀察到施工標志以后，為使車輛可以順利通過該區(qū)域，有很多駕駛員會選擇臨時向超車道上轉(zhuǎn)移，這種實際情況普遍存在，尤其是交通量相對較大的條件下，使得交通量的分布出現(xiàn)不同程度的變化。同時，由于超車道上車流量的快速匯入，使其交通量顯著增多，車速被迫降低，導致車流出現(xiàn)一定程度的紊亂。如果實際車流量未達到施工區(qū)的通行限度，則會在錐形區(qū)的上游形成一個真空段；相反，如果實際車流量超過施工區(qū)的通行限度，則會造成車輛擁堵，影響公路的正常通行。

2.2 超車道車輛優(yōu)先

原本行駛在行車道上的車輛在向超車道轉(zhuǎn)移時，會出現(xiàn)爭奪行駛空間的情況。通過觀測可知，爭奪的雙方機會并非對等，而且超車道上的車輛享有優(yōu)先權(quán)。基于這種實際情況，只有超車道上存在較大的空間時，車輛才可以順利的匯入。否則車輛只能長時間的等待，直到出現(xiàn)足夠的空間以后才能進行匯入。

2.3 合流強制性

當前方存在施工區(qū)時，車輛需要在施工區(qū)第一個提示標志和路肩錐形區(qū)頂端之間的長度范圍內(nèi)完成車道變換。如果未能在規(guī)定的區(qū)域完成變換，就會引起車輛擁堵。因此，車輛的合流是具有一定強制性的。在車輛量相對較大的條件下，這種合流強制性特征會對正常行車造成很大的影響，合流車輛可以選擇進入超車道，在匯入超車道以后，其后方車輛不得不及時減速，為確保行車安全進行跟馳行駛。

3 高速公路施工區(qū)的交通流特性分析

以京滬高速淮安段施工區(qū)為例，對施工區(qū)的交通流特征進行統(tǒng)計分析，以此得出交通流運行過程中存在的規(guī)律，具體內(nèi)容如下：

3.1 車頭時距

經(jīng)過檢驗得知，常規(guī)路段交通流對應(yīng)的車頭時距置信度在達到95%時可滿足移動負指數(shù)分布需求，行車道和超車道的實際分布差異較小，行車道車頭時距28.55s，超車道車頭時距27.98s。這也很好的印證了當前存在的實際問題：少數(shù)車輛習慣長時間占用超車道，導致有超車意向的車輛很難進行超車，被迫以較低的速度跟馳行駛，或直接從行車道超車，造成交通混亂。由于單向由原本的2車道變成1車道，合流位置上的車頭時距遠低于常規(guī)路段，說明車頭時距存在明顯的離散特點。經(jīng)計算，合流位置上的車頭時距均值約14.6s，僅為常規(guī)路段的50%。

3.2 車速

為更好的分析施工區(qū)交通流特點，先將施工區(qū)分為七個路段，通過對每個路段的車速統(tǒng)計分析，找出其內(nèi)在規(guī)律。

（1）地點車速頻數(shù)分布

施工區(qū)各分區(qū)地點車速統(tǒng)計結(jié)果如表1所示，以控制區(qū)Ⅱ為例，其地點車速頻數(shù)分布如圖1所示，地點車速累計頻數(shù)分布如圖2所示。

表1 施工區(qū)各分區(qū)地點車速統(tǒng)計結(jié)果

根據(jù)圖像運用SPSS軟件實施擬合優(yōu)度檢驗，檢驗結(jié)果說明實際分布狀態(tài)滿足正態(tài)分布特點。

（2）車輛組成和車速之間的關(guān)系

仍然將控制區(qū)Ⅱ作為研究對象，其不同車型對應(yīng)的地點車速如表2所示。

圖2 控制區(qū)Ⅱ地點車速累計頻數(shù)分布

表2 控制區(qū)Ⅱ不同車型對應(yīng)的地點車速

從表2中可以明顯看出，小貨車標準偏差相對較大，說明其速度具有較強的離散性特點。

3.3 車道占有率

對于施工區(qū)而言，車道占有率可運用預先埋設(shè)在地下的檢測線圈測得[3]。行車道與合流車道的交通量與和占有率間的關(guān)系如圖3所示。

圖3 行車道與合流車道的交通量與和占有率間的關(guān)系

由圖3可知，兩個變量呈拋物線關(guān)系，合流車道車速明顯低于警告區(qū)車速?；诖?，即使是在增加一致交通量的條件下，合流車道對應(yīng)的時間占有率增幅明顯高于其他車道。

4 結(jié)束語

綜上所述，在合理劃分施工控制區(qū)的基礎(chǔ)上，提出了各個分區(qū)的特點與作用，并借助大量的實驗分析和數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，深入探討交通特性，總結(jié)出高速公路施工區(qū)交通流運行中存在的實際規(guī)律，希望為工程建設(shè)、施工區(qū)研究等領(lǐng)域提供可靠的依據(jù)和參考。

[1]孟祥海，鄭來，畢海峰，關(guān)志強，徐漢清.高速公路半幅封閉施工區(qū)交通特性與交通沖突特性研究[J].中國公路學報，2013，02：140～146.

[2]何小洲，過秀成，吳平，楊衛(wèi)東.高速公路施工區(qū)交通特性分析[J].公路，2005，12：110～115.

[3]彭安琪，歐喜文，咼貴春，陳飛.高速公路擴建項目施工區(qū)交通組織方案優(yōu)化[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014，03：295～299.

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