高架路的交通特性分析

趙秀云 王健

摘? 要：對(duì)高架路進(jìn)行特性分析是尋找交通擁堵原因的前提，在進(jìn)行研究時(shí)可以根據(jù)引發(fā)高架擁堵的常見(jiàn)原因來(lái)確定特性分析的分析方向，并且對(duì)交通流量、車(chē)流速度、交通流密度等參數(shù)進(jìn)行分析，并分析這些參數(shù)在不同交通系統(tǒng)中的關(guān)聯(lián)性。該研究主要針對(duì)匝道的交通特性（主要研究匝道的類(lèi)型、匝道交通特點(diǎn)、匝道與地面道路銜接處的交通特性）和交織區(qū)的交通特性（交織區(qū)分類(lèi)、交織區(qū)參數(shù)、交織區(qū)通行能力和服務(wù)水平、交織區(qū)交通流特性）進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高架路? 匝道? 交織區(qū)? 交通特性

1? 匝道交通特性分析

1.1 匝道類(lèi)型

高架橋匝道的類(lèi)型主要有單出口、先入后出、先出后入3種類(lèi)型。其中，單出口匝道主要是指在出口前后很長(zhǎng)距離內(nèi)沒(méi)有設(shè)置匝道，只是從高架上駛離。先入后出匝道主要是指高架橋的出口前很近距離內(nèi)設(shè)置了入口，該類(lèi)型也是應(yīng)用最為廣泛的一種形式，該類(lèi)型主要存在入口車(chē)輛會(huì)對(duì)主路行駛的車(chē)輛的運(yùn)行情況產(chǎn)生影響的弱點(diǎn)。先出后入匝道主要是指高架橋的出口后很近距離內(nèi)設(shè)置了入口，與前一種相比克服了對(duì)主路行駛車(chē)輛運(yùn)行的影響，不足之處在于會(huì)出現(xiàn)出口處車(chē)輛的積聚，進(jìn)而導(dǎo)致排隊(duì)車(chē)輛上溢到高架橋上，對(duì)橋上的交通產(chǎn)生影響。

1.2 匝道交通特性

1.2.1 入口合流特征

高架橋上的合流區(qū)域是指駛?cè)氲能?chē)輛和主路上正在行駛的車(chē)輛產(chǎn)生交匯的區(qū)域。駛?cè)氲能?chē)輛在加速的同時(shí)還需要變道匯入到高架橋的主路上，匯入過(guò)程中所需要的距離與匯入車(chē)輛的多少有很大關(guān)聯(lián)。并且匯入的車(chē)輛會(huì)造成外車(chē)道車(chē)輛構(gòu)成和速度發(fā)生變化。

1.2.2 出口分流特征

高架橋上的分流區(qū)域是指使出的車(chē)輛和主路上正在行駛的車(chē)輛產(chǎn)生分離的區(qū)域。在該區(qū)域駛出車(chē)輛和正在行駛的車(chē)輛會(huì)有分流的過(guò)程，當(dāng)駛出車(chē)輛的交通數(shù)量比較小的時(shí)候，很容易變道到外側(cè)車(chē)道，整個(gè)過(guò)程中對(duì)主路交通運(yùn)行狀況影響比較小，反之，駛出車(chē)輛的交通數(shù)量比較大的時(shí)候，就會(huì)對(duì)主路交通運(yùn)行狀況產(chǎn)生影響，極易產(chǎn)生交通擁堵。與此同時(shí)，對(duì)外側(cè)車(chē)道上行車(chē)的速度產(chǎn)生很大的影響。

1.3 匝道與地面道路銜接處的交通特性

行駛車(chē)輛駛出高架進(jìn)入地面后會(huì)與地面上正在行駛的車(chē)輛發(fā)生交織，如果該種現(xiàn)象比較嚴(yán)重，就會(huì)出現(xiàn)駛出車(chē)輛不能及時(shí)離開(kāi)高架的匝道，造成車(chē)輛排隊(duì)等待的現(xiàn)象，隨著等待車(chē)輛數(shù)量的增多，會(huì)上溢到高架橋的主路上，進(jìn)而影響主路上正在行駛的車(chē)輛，從而產(chǎn)生交通擁堵的現(xiàn)象。因此對(duì)該銜接處的交通特性進(jìn)行分析是非常有必要的。

1.3.1 銜接類(lèi)型

（1）通過(guò)交叉口的出口匝道。

此類(lèi)型是指銜接位置與地面道路交叉口的下游位置相距較遠(yuǎn)，從高架上使出的車(chē)輛對(duì)地面交叉口車(chē)輛的行駛影響很小，或是不產(chǎn)生影響。

（2）不通過(guò)交叉口的出口匝道。

此類(lèi)型是指銜接位置與地面道路交叉口上游位置相距很近，從高架上使出的車(chē)輛對(duì)地面交叉口車(chē)輛的行駛產(chǎn)生很大的影響;與此同時(shí)，地面交叉口處的信號(hào)燈對(duì)于從高架使出的車(chē)輛會(huì)產(chǎn)生控制，從而導(dǎo)致從高架上使出的車(chē)輛不能連續(xù)行車(chē)而造成排隊(duì)的現(xiàn)象。此類(lèi)銜接不僅對(duì)地面交叉口的車(chē)輛通行產(chǎn)生影響，而且對(duì)高架出口匝道的車(chē)輛通行也會(huì)產(chǎn)生影響。

1.3.2 銜接處交通流分析

實(shí)際工程中銜接處依據(jù)出口匝道與地面道路車(chē)道位置的不同，將橫斷面形式分為中間式、內(nèi)側(cè)式和外側(cè)式3種類(lèi)型。

（1）中間式。

此類(lèi)型的橫斷面是指高架出口匝道位于地面道路車(chē)道的中間位置，對(duì)于從高架上使出的車(chē)輛進(jìn)行直行的普遍適用。

（2）內(nèi)側(cè)式。

此類(lèi)型的橫斷面是指高架出口匝道位于地面道路車(chē)道的內(nèi)測(cè)，對(duì)于從高架上使出的車(chē)輛進(jìn)行直行或左轉(zhuǎn)的普遍適用。

（3）外側(cè)式。

此類(lèi)型的橫斷面是指高架出口匝道位于地面道路車(chē)道的外測(cè)，對(duì)于從高架上使出的車(chē)輛進(jìn)行直行或右轉(zhuǎn)的普遍適。

2? 交織區(qū)的交通特性分析

2.1 交織區(qū)分類(lèi)

所謂交織區(qū)是指車(chē)輛產(chǎn)生交匯的區(qū)域。通常情況下，交織區(qū)分為A、B、C這3種類(lèi)型，各類(lèi)交織區(qū)的特性如下所述。

（1）A類(lèi)交織區(qū)。

此類(lèi)交織區(qū)的主要特性是車(chē)輛需要至少一次的變道才能駛?cè)胂鄳?yīng)的車(chē)道。

（2）B類(lèi)交織區(qū)。

此類(lèi)交織區(qū)的主要特性是又增加了過(guò)渡車(chē)道，駛?cè)胲?chē)輛和駛出車(chē)輛，只需要兩者中的一者進(jìn)行變道，另一者則進(jìn)入對(duì)應(yīng)的車(chē)道。

（3）C類(lèi)交織區(qū)。

此類(lèi)交織區(qū)的主要特性是駛?cè)胲?chē)輛或駛出車(chē)輛，其中之一需要兩次的變道才能駛?cè)胂鄳?yīng)的車(chē)道，另外一個(gè)可以直接進(jìn)入相應(yīng)的車(chē)道。

2.2 交織區(qū)參數(shù)

2.2.1 長(zhǎng)度

交織區(qū)的長(zhǎng)度是指從入口處標(biāo)志線寬度為0.6m位置到出口處標(biāo)志線寬度為3.6m位置的距離，通常用L表示。L的大小對(duì)車(chē)輛的交匯起著至關(guān)重要的作用。一般情況下，城市范圍內(nèi)高架橋L的取值一般在750m以下。

2.2.2 寬度

交織區(qū)的寬度是一個(gè)重要參數(shù)，習(xí)慣上用車(chē)道的數(shù)量來(lái)表示交織區(qū)的寬度，通常用B來(lái)表示。

2.2.3 流量比

交織區(qū)的流量比是指交匯區(qū)域的交通量與總的交通量的比值。該參數(shù)是衡量該區(qū)域交通運(yùn)行是否良好的主要指標(biāo)。一般情況下該區(qū)域內(nèi)行駛的車(chē)輛都會(huì)出現(xiàn)交匯，這樣就會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛間的車(chē)頭時(shí)距增大，和一般路段進(jìn)行比較，這種情況下就會(huì)導(dǎo)致道路交通通行能力減小，進(jìn)而對(duì)道路的容量產(chǎn)生一定的影響。

2.2.4 車(chē)輛平均速度

車(chē)輛的平均速度是指行駛在交織區(qū)域內(nèi)所有車(chē)輛的行駛速度的平均值。該參數(shù)是評(píng)價(jià)高架路服務(wù)水平的重要指標(biāo)。

2.3 交織區(qū)通行能力和服務(wù)水平

2.3.1 通行能力

所謂交織區(qū)的交通通行能力是指運(yùn)行的車(chē)輛達(dá)到一定服務(wù)水平（E級(jí)和F級(jí)分界）的交通流量。

2.3.2 服務(wù)水平

所謂交織區(qū)的服務(wù)水平指的是該區(qū)域提供服務(wù)的質(zhì)量。通過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內(nèi)車(chē)輛的實(shí)際行駛速度相對(duì)比較分散。這樣就會(huì)導(dǎo)致利用速度來(lái)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)會(huì)得到不穩(wěn)定的結(jié)果。為了更為準(zhǔn)確地對(duì)其服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以采用車(chē)流密度這一指標(biāo)，所謂的車(chē)流密度是指車(chē)道在道路上的密集程度，該指標(biāo)能夠間接地表明行駛車(chē)輛之間的距離和車(chē)輛行駛的自由度。通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證，采用該指標(biāo)對(duì)服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)是可以的。

2.4 交織區(qū)交通流特性

任意車(chē)道的車(chē)輛行駛到交織區(qū)時(shí)，都需要對(duì)相鄰車(chē)道有沒(méi)有可以插入車(chē)輛的車(chē)流間距進(jìn)行判斷，從而順利完成變道。與此同時(shí)，還需要對(duì)變道的地點(diǎn)和變道的時(shí)機(jī)進(jìn)行明確，司機(jī)需要在相應(yīng)的距離內(nèi)完成上述操作。

2.4.1 流量特性

在交織區(qū)范圍內(nèi)，道路的空間搶奪度隨著車(chē)道由內(nèi)而外呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因在于車(chē)輛的交匯一般發(fā)生在道路的外側(cè)，道路內(nèi)側(cè)行駛的車(chē)輛受到的影響相對(duì)較小。所以，行駛車(chē)輛為了避免受到影響，可以提前變道到內(nèi)側(cè)車(chē)道，以尋求相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，在交通量比較小的情況下，很容易實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)出現(xiàn)較大的交通量時(shí)，想維持穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，難度就比較大。

2.4.2 車(chē)速特性

在交織區(qū)范圍內(nèi)，行駛車(chē)輛速度的橫向分布情況與流量呈現(xiàn)相反的規(guī)律，由外爾內(nèi)呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。該區(qū)域內(nèi)道路外側(cè)行駛車(chē)輛的速度一般比內(nèi)側(cè)行駛車(chē)輛的速度波動(dòng)大，但是，當(dāng)交通量增大時(shí)，反而出現(xiàn)波動(dòng)趨于平穩(wěn)的現(xiàn)象。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要在于道路內(nèi)測(cè)行駛的車(chē)輛受交匯影響比較小，所以，內(nèi)側(cè)行駛車(chē)輛的速度波動(dòng)相對(duì)平緩。此時(shí)，車(chē)頭間距會(huì)隨之變小，行駛車(chē)輛之間的相互影響增強(qiáng)，從而使得波動(dòng)趨向平緩。

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