客貨分離道路系統(tǒng)實施評價方法研究

馬紅偉，段緒斌

（天津市市政工程設(shè)計研究院，天津市300051）

1 客貨分離實施及研究現(xiàn)狀

隨著公路運輸業(yè)的迅速發(fā)展，客貨車混行給道路運行帶來各種交通效率、安全以及環(huán)境等問題，為此，國內(nèi)外研究人員紛紛提出以客貨分離道路來代替目前的混行道路，很多國家已經(jīng)采取了各種客貨分離措施。

1.1 國外實施現(xiàn)狀

近年來，發(fā)達國家公路運輸業(yè)迅速發(fā)展，隨著貨運交通量的不斷增長，公路上客貨車混行的現(xiàn)象更加突出。為了解決這些問題，美國聯(lián)邦公路管理局（FHWA）及一些州的交通運輸部對很多交通要道進行深入調(diào)查分析，并采取了相應解決措施，包括貨車專用車道、雙重組合車道、貨車專用爬坡車道和車道限制等。其中，實施較為成功的措施包括新澤西州的雙重組合車道（Dual-Dual）、新奧爾良的Clarence Henry貨車專用車道、波士頓南部的專用旁道設(shè)施、洛杉磯的I5公路旁道設(shè)施等。除此之外，貨車車道限制是使用更為普遍的一種貨車管理措施，大多數(shù)公路采取貨車車道限制來緩解客貨車之間的干擾。歐洲部分國家也陸續(xù)針對客貨混行道路實施各種客貨分離措施，其中荷蘭境內(nèi)公路A16和A20分別采用沒有隔離的貨車車道和有隔離的貨車車道；意大利也曾提出在Bologna-Firenze途經(jīng)Appennine山脈的高速公路上修建貨車專用車道，但是最終因為資金和技術(shù)問題，此項目沒有最終實施。

1.2 國內(nèi)實施及研究現(xiàn)狀

我國采取的客貨分離措施主要是車道限制，限制貨車在左車道上行駛或按車型限制，還包括部分坡道上增設(shè)的爬坡車道，至于貨車專用車道等客貨分離措施還缺乏大規(guī)模的實施經(jīng)驗。

我國對客貨分離的概念提出得相對較早，但是由于配套的交通工程設(shè)施的不健全，仍處于概念闡述階段。國內(nèi)部分研究者針對客貨分離設(shè)計理念及配套的交通工程設(shè)計進行了研究，其中，林洋在分析我國當前客貨混行的高速公路弊病的基礎(chǔ)上，對客貨分離的必要性和適用條件作了論述，同時結(jié)合客貨分離高速公路的咨詢設(shè)計經(jīng)驗，對客貨分離高速公路規(guī)劃設(shè)計的某些關(guān)鍵技術(shù)作了初步研究[1]；陳芳、李文杰從經(jīng)濟發(fā)展、運輸形勢、運輸能力、行車安全、路面破損等方面，對區(qū)域路網(wǎng)中部分客貨繁忙通道內(nèi)實行客貨分線的必要性進行了闡述，并在客貨分工、客貨車不同技術(shù)特性比較的基礎(chǔ)上，建立客貨分線情況下效益增加的數(shù)學模型，對于研究客貨繁忙通道上是否需要進行客貨分線規(guī)劃具有一定的借鑒作用[2]；蔣陽升等針對大城市對外交通走廊入城段目前客貨混行嚴重的現(xiàn)狀，在闡述貨車專用車道的概念及其配套交通工程設(shè)計要點的基礎(chǔ)上，提出運用貨車專用道及配套交通工程設(shè)計改善交通安全、凈化斷面交通以提高交通整體服務(wù)水平的方案，并對方案的必要性和可行性進行了論證[3]。

2 國外客貨分離評價體系分析

2.1 國外評價體系介紹

美國是當前客貨分離實施評價體系研究較為成熟的國家，論文選擇其中最具代表性的佛羅里達州和德克薩斯州兩地研究成果加以對比，并輔以對Douglas和Battelle等人理論模型的研究，重點剖析其在我國的適用性。

（1）貨車流量是美國佛羅里達州交通運輸部實施客貨分離的主要判斷依據(jù)，其流量統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來源為機場、港口等交通樞紐周邊道路。為獲取評價所需的綜合貨車流量指標，以貨車流量為權(quán)重對各條道路進行加權(quán)平均，從而獲取道路樞紐的綜合貨車流量權(quán)重值，并根據(jù)專家經(jīng)驗對實施貨車專用車道的緊迫性給予打分。此外，為提高判斷和評價的效率，佛州交通部應用地理信息系統(tǒng)（GIS）建立空間模型，以此確定最佳貨車車道的位置[4]。

（2）德克薩斯州交通運輸研究所提出道路服務(wù)水平、事故以及經(jīng)濟等三大類評價指標[5]。首先通過VISSIM模擬獲取兩車道、四車道和六車道情況下貨車專用車道的通行能力仿真結(jié)果，參考道路通行能力手冊服務(wù)水平計算方法確定服務(wù)水平等級；然后借鑒其他州的貨車專用設(shè)施事故統(tǒng)計結(jié)果設(shè)計了適應德州道路情況的貨車專用車道組合形式；最后主要考慮的經(jīng)濟因素包括道路建設(shè)費用、養(yǎng)護費用、燃油費、延誤費用、尾氣費用、事故損失，將混行道路和貨車專用車道兩種情況下的費用對比，給出經(jīng)濟評價依據(jù)。

（3）Douglas等提出貨車專用車道需要滿足單方向至少4條車道，其中兩條供輕型車輛通行，兩條供貨車通行，貨車日流量不少于20 000 veh，同時必須滿足日總交通流量超過120 000 veh的標準，兩條流量標準缺一不可。

（4）Battelle等選擇的評價指標包括貨車交通量、服務(wù)水平、貨車引發(fā)事故率以及與大型交通樞紐的密切程度等。表1中總結(jié)概括了Battelle實施標準。

表1 ETL估計建議標準

2.2 國外評價方法適用性分析

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)貨車流量、道路服務(wù)水平、事故統(tǒng)計以及經(jīng)濟評價是最為常用的客貨分離實施評價指標，其中貨車流量是決定是否實施分離的最為重要的判斷依據(jù)，原因在于流量是計算道路服務(wù)水平、預測事故發(fā)生以及經(jīng)濟評價的基礎(chǔ)參數(shù)。

國外評價方法研究的整體思路對于提出適應我國情況的客貨分離實施指標體系具有很強的借鑒價值，但是由于交通組成、車輛性能以及道路情況的巨大差異，這些評價指標的具體標準難以直接套用，需要加以修改和完善。

3 港口城市客貨分離評價方法研究

本文針對港口城市的道路特點進行分析，建立了適合我國港口城市的客貨分離道路系統(tǒng)的評價體系。

3.1 評價框架

本文首先對將研究車型進行明確分類，劃分為：小汽車、大客車、小貨車、中型貨車、大型貨車、重型貨車及各類集裝箱車，其中貨車包括小型貨車、中型貨車、大型貨車、重型貨車和各類集裝箱車輛，其余車輛為客車。

制度貸款是由政府制定的一種長期低息貸款方式，其主要目的在于鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。該貸款方式主要分為三種類型：一是由政府出面進行擔保，將銀行中的一些資金用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；二是由政府進行擔保和支付相應的利息費用，調(diào)用農(nóng)協(xié)的資金；三是直接利用國家金融機構(gòu)進行財政資金貸款。

評價指標選取是研究重點，貨車流量及貨車占總流量的比例（或總流量）能夠快速確定貨車專用設(shè)施的潛在最佳位置；混行道路LOS、貨車專用車道的LOS都能直觀地表現(xiàn)出道路的運行狀態(tài)。事故率是行車中最關(guān)心的問題，加上經(jīng)濟指標，作為最終確定指標，使得評價體系更加全面，更加準確。評價指標結(jié)構(gòu)見圖1。本文最終選取的評價指標包括：貨車流量、貨車比例（總流量）、貨車事故率、道路服務(wù)水平（混行及專用兩種車道）以及經(jīng)濟因素。

圖1 客貨分離實施評價指標體系

3.2 評價指標選取及實現(xiàn)方法

針對評價體系的各個指標采取相應的方法進行量化。

（1）貨車流量

貨車流量及總流量能夠更加直觀地反應交通混行狀態(tài)，因此利用這兩個指標來評價貨車專用設(shè)施是最佳的考慮因素[6]。為了準確地確定這兩個指標，本項目借助VISSIM仿真軟件來實現(xiàn)標準的量化過程。

通過仿真的手段，對各種道路環(huán)境進行仿真，比較混行情況與分離情況下道路服務(wù)交通量變化情況，即比較同等服務(wù)水平下最大服務(wù)交通量值，找出適合設(shè)置貨車專用車道的貨車流量值。

（2）總流量

總流量與貨車流量一起使用，方法同貨車流量研究方法相同。

貨車事故取高于國家平均事故率為基準。對近兩年的年平均事故率做統(tǒng)計，取平均值作為事故臨界值（路段事故率大于年平均事故率）。

（4）服務(wù)水平（混行和專用）

混行情況下道路的服務(wù)水平反應了現(xiàn)狀道路的運行情況，服務(wù)水平等級越低，道路服務(wù)質(zhì)量越差，道路的服務(wù)水平在E級以下或V/C≥1時，結(jié)合客貨流量比來確定是否需要采取貨車專用車道的形式來解決交通問題。

貨車專用車道的運行質(zhì)量問題同樣需要一定的指標來評價，為此參照HCM中對道路服務(wù)水平等級劃分的方法，對專用車道的服務(wù)水平進行統(tǒng)一劃分，等級分為A-E。在確定服務(wù)水平之前需要計算道路的通行能力，專用車道通行能力確定方法為理論計算和VISSIM仿真兩種方法。通過預測年（假設(shè)道路的設(shè)計年限為20 a）的流量預測情況計算出混行及專用車道的服務(wù)水平，比較兩種情況下的LOS，當專用車道的服務(wù)水平大于混行條件下的服務(wù)水平時，專用車道的可行性較大。

（5）道路條件

通常情況下，無物理隔離客貨分離道路要滿足單向至少3條車道，有物理隔離設(shè)施車道滿足單向至少4條車道；當中間帶寬度足夠的情況下，考慮利用中間帶來增加車道數(shù)，并與原來車道一起重新劃分車道功能。

（6）經(jīng)濟條件

當滿足流量、事故及服務(wù)水平條件下，通過經(jīng)濟條件對貨車專用車道的可行性進行判斷。分析混行道路和分離道路在設(shè)計年限內(nèi)各種經(jīng)濟因素值，并分別計算出混行道路和分離道路的綜合經(jīng)濟指標值，其中經(jīng)濟指標包括貨車專用車道的建設(shè)費用、養(yǎng)護費用、事故損失、空氣污染、燃油費及運行延誤費用，這些指標轉(zhuǎn)化為收益與費用之間的比值（B/C），當B/C≥2時，表明貨車專用車道可行。

其中，建設(shè)費用和養(yǎng)護費用根據(jù)有關(guān)道路建設(shè)費用資料比較混行和分離車道費用差異，計算出貨車專用車道與混行車道費用差，并轉(zhuǎn)化為每公里費用值。事故費用，由于沒有貨車專用車道供調(diào)查，為此可借鑒德州交通研究所中選取貨車專用設(shè)施可降低75%的事故來計算費用，選取近三年的事故進行調(diào)查，調(diào)查出總事故費用，并計算出年平均事故費用，然后根據(jù)調(diào)查路段長度計算出每公里事故費用，將事故費用的75%作為專用車道減少事故的收益?？諝馕廴举M用則由VISSIM仿真中對尾氣檢查值來轉(zhuǎn)化成費用。燃油費和延誤費用均可根據(jù)仿真中的相關(guān)指標進行轉(zhuǎn)化，根據(jù)高峰時段的仿真結(jié)果，計算出貨車專用設(shè)施比混行道路減少的費用，并轉(zhuǎn)化為每車道每小時減少的費用。

4 結(jié)語

客貨分離是當前道路設(shè)計的熱點研究領(lǐng)域，而實施客貨分類的判斷依據(jù)是決定能否有效發(fā)揮客貨分離道路的先決條件。論文在深入分析國外現(xiàn)有評價標準基礎(chǔ)上，明確了其在我國的適應性，并結(jié)合我國港口城市道路運輸特點，建立了港口城市客貨分離評價方法體系，并提出了各個指標的定量計算方法。

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