公路收費(fèi)入口自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線優(yōu)化設(shè)置

梁仁鴻 徐瑞光 孫德強(qiáng)

[摘 要]本文通過(guò)研究自助發(fā)卡條件下公路收費(fèi)車(chē)道現(xiàn)有標(biāo)線設(shè)置不足，進(jìn)而確定自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)。采用視頻錄像方法，收集車(chē)輛通過(guò)自助發(fā)卡車(chē)道過(guò)程，重點(diǎn)分析了車(chē)輛取卡距離對(duì)收費(fèi)站服務(wù)水平的影響，通過(guò)數(shù)據(jù)分析及擬合方法，定量研究車(chē)輛取卡時(shí)長(zhǎng)與側(cè)向距離之間的關(guān)系，進(jìn)而提出自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。公路收費(fèi)入口車(chē)道標(biāo)線優(yōu)化設(shè)置方法為自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置提供了理論基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]交通工程；交通標(biāo)線；自助發(fā)卡機(jī)；數(shù)據(jù)分析；公路收費(fèi)站

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.099

高速公路入口自助發(fā)卡系統(tǒng)是安裝在高速公路入口車(chē)道處，取代傳統(tǒng)的人工發(fā)卡的系統(tǒng)，它是目前收費(fèi)方式的發(fā)展方向。它由自助發(fā)卡機(jī)、車(chē)型自助分類系統(tǒng)、車(chē)道計(jì)算機(jī)、電動(dòng)欄桿機(jī)等設(shè)備構(gòu)成的。隨著我國(guó)高速公路不斷發(fā)展建設(shè)，高速公路運(yùn)營(yíng)成本、服務(wù)水平、通行環(huán)境也亟須進(jìn)一步的提高。采用入口自助發(fā)卡系統(tǒng)可大大減少收費(fèi)員數(shù)量，降低了收費(fèi)站運(yùn)營(yíng)成本，提高了收費(fèi)站的現(xiàn)代化服務(wù)形象，提升了收費(fèi)站的服務(wù)水平。文獻(xiàn)[1]詳細(xì)說(shuō)明了自助發(fā)卡系統(tǒng)的硬件組成及運(yùn)營(yíng)方法，提供了自助發(fā)卡系統(tǒng)在收費(fèi)站上的應(yīng)用前景依據(jù)。目前自助發(fā)卡系統(tǒng)取代人工收費(fèi)在降低運(yùn)營(yíng)成本、塑造收費(fèi)站形象、提升收費(fèi)站自助化水平方面確實(shí)取得了較大的成果，但是同時(shí)自助發(fā)卡車(chē)道的通行能力較低，這也是一個(gè)影響自助發(fā)卡系統(tǒng)普及應(yīng)用的瓶頸。自助發(fā)卡機(jī)越來(lái)越多地應(yīng)用在高速公路收費(fèi)入口處，但是車(chē)道標(biāo)線并未有一個(gè)明確的設(shè)置方法，標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置管理嚴(yán)重滯后[2]。

車(chē)道標(biāo)線設(shè)置中，主要分為有道路邊線和沒(méi)有道路邊線兩種情況，并且車(chē)道標(biāo)線設(shè)置距離自助發(fā)卡機(jī)距離沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考值。為了能尋求適合于自助發(fā)卡車(chē)道的交通標(biāo)線設(shè)置，保障自助發(fā)卡車(chē)道通行能力及其穩(wěn)定性，本文在參考相關(guān)文獻(xiàn)[3]研究的基礎(chǔ)上，從車(chē)輛通過(guò)時(shí)間及異常取卡狀態(tài)出發(fā)，提出關(guān)于自助發(fā)卡系統(tǒng)自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)線設(shè)置改進(jìn)措施。

1 調(diào) 查

1.1 自助發(fā)卡車(chē)道運(yùn)行現(xiàn)狀

自助發(fā)卡系統(tǒng)主要由車(chē)道控制器、顯示器、鍵盤(pán)、車(chē)牌（車(chē)型）識(shí)別設(shè)備、自助發(fā)卡機(jī)、車(chē)輛檢測(cè)器、欄桿機(jī)、雨棚信號(hào)燈、通行信號(hào)燈及車(chē)道控制軟件組成。當(dāng)車(chē)輛通過(guò)收費(fèi)站時(shí)，車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到車(chē)輛信息，車(chē)牌識(shí)別器自助獲取車(chē)牌，司機(jī)駕駛車(chē)輛到達(dá)自助發(fā)卡機(jī)旁邊，按鍵即可取卡，自助欄桿機(jī)抬起，車(chē)輛駛離，自助欄桿機(jī)降落，完成了一個(gè)自助發(fā)卡過(guò)程。

由于車(chē)道設(shè)計(jì)沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線不完善、駕駛員心理安全期望等因素，導(dǎo)致當(dāng)駕駛員駛?cè)胱灾l(fā)卡車(chē)道時(shí)，不能夠很好地?？吭谡_的領(lǐng)取通行卡的位置，以致造成車(chē)輛停車(chē)延誤過(guò)長(zhǎng)，造成極大的資源浪費(fèi)。

1.2 數(shù)據(jù)采集

車(chē)輛通過(guò)自助發(fā)卡車(chē)道主要經(jīng)過(guò)車(chē)輛駛?cè)?、?chē)輛到達(dá)停穩(wěn)、駕駛員領(lǐng)取通行卡和車(chē)輛駛離四個(gè)程序，其中駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)和車(chē)輛駛離時(shí)長(zhǎng)是加劇停車(chē)延誤的主要因素。為了能夠有效地獲取駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)和車(chē)輛駛離時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)研究這部分延誤時(shí)間與駕駛員停車(chē)距離之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)采用視頻采集方法，收集了某高速公路3條自助發(fā)卡車(chē)道內(nèi)車(chē)輛通行信息。

實(shí)驗(yàn)主要方法為，在縱向空間設(shè)置高度值標(biāo)簽y，在橫向空間設(shè)置間距值標(biāo)簽x，如圖1所示。通過(guò)視頻采集后的信息，在計(jì)算機(jī)上利用視頻時(shí)間標(biāo)定車(chē)輛到達(dá)停穩(wěn)后駕駛員領(lǐng)取通行卡花費(fèi)時(shí)間，同時(shí)記錄下車(chē)輛的車(chē)型和其對(duì)應(yīng)的領(lǐng)取通行卡時(shí)單獨(dú)x值和y值。

其中主要收集數(shù)據(jù)為駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)、車(chē)輛駛離時(shí)長(zhǎng)、駕駛員取卡時(shí)肩膀位置對(duì)應(yīng)的高度值標(biāo)簽y和間距值標(biāo)簽x。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，最終選取有效樣本數(shù)據(jù)1381例。

圖1 數(shù)據(jù)測(cè)試區(qū)域說(shuō)明

文中所示車(chē)輛類型共有五類車(chē)型，其分類標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

對(duì)統(tǒng)計(jì)得到原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，得到樣本的車(chē)型比例結(jié)構(gòu)、駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)肩膀位置所對(duì)應(yīng)的高度值標(biāo)簽y（m）、不同車(chē)型車(chē)身的長(zhǎng)度（m）、車(chē)輛停穩(wěn)駕駛員后駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)（s）、領(lǐng)卡結(jié)束車(chē)輛駛離時(shí)長(zhǎng)（s），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：五類車(chē)駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)明顯區(qū)別于其他四類車(chē)型駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)，造成這種現(xiàn)象的主要原因是縱向高度不能滿足五類車(chē)駕駛員方便領(lǐng)取通行卡的需求；車(chē)輛駛離時(shí)間與車(chē)型顯示出明顯的相關(guān)關(guān)系，隨著車(chē)輛長(zhǎng)度的增加，離開(kāi)時(shí)長(zhǎng)也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。

對(duì)統(tǒng)計(jì)得到車(chē)輛停車(chē)橫向標(biāo)簽x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行初步處理，得到車(chē)輛停車(chē)橫向間距距離標(biāo)簽x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)存在相關(guān)關(guān)系，駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)與橫向間距值x統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 車(chē)輛通過(guò)自助發(fā)卡車(chē)道過(guò)程分析

車(chē)輛進(jìn)入收費(fèi)車(chē)道后會(huì)在距離自助發(fā)卡機(jī)位置不遠(yuǎn)處開(kāi)始向自助發(fā)卡機(jī)靠近，當(dāng)?shù)竭_(dá)自助發(fā)卡機(jī)位置時(shí)車(chē)輛停下取卡，而車(chē)輛取卡時(shí)長(zhǎng)則影響到自助發(fā)卡車(chē)道的服務(wù)水平；車(chē)輛?？课恢煤蛡?cè)向凈空是直接影響車(chē)輛取卡時(shí)長(zhǎng)的因素。車(chē)輛駛?cè)腭偝鲎灾l(fā)卡車(chē)道過(guò)程示意圖如下：

當(dāng)駕駛員在準(zhǔn)備停車(chē)動(dòng)作的時(shí)候，由于自助發(fā)卡車(chē)道并沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的?？课恢锰崾?，在心理壓力的影響下，很多駕駛員?？康臋M向間距值不能夠滿足其順利地領(lǐng)取通行卡，以至于造成不必要的延誤；同時(shí)由于地面表現(xiàn)不科學(xué)不完善，容易產(chǎn)生車(chē)輛刮擦等危害。

2.2 側(cè)向凈空影響分析

駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)是車(chē)輛停穩(wěn)到車(chē)輛啟動(dòng)駛離之間的一段時(shí)間值，是影響收費(fèi)站服務(wù)水平的主要因素之一。車(chē)輛停穩(wěn)后其車(chē)身側(cè)面與自助發(fā)卡機(jī)之間的側(cè)向間距值x是制約駕駛員領(lǐng)取通行卡花費(fèi)時(shí)間的主要參數(shù)。不同的車(chē)型的駕駛員領(lǐng)取通行卡的過(guò)程具有相似性，本文以采集到的一類車(chē)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究車(chē)輛停穩(wěn)后車(chē)身側(cè)面與自助發(fā)卡機(jī)之間的側(cè)向間距值x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)之間的相關(guān)關(guān)系。

通過(guò)對(duì)表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到車(chē)輛取卡時(shí)長(zhǎng)均值與側(cè)向距離之間可表示為下列關(guān)系式：

對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及擬合函數(shù)繪圖，如圖3所示。

由分析結(jié)果可以得出結(jié)論：駕駛員領(lǐng)取通行卡時(shí)長(zhǎng)t與間距值x存在較高的相關(guān)性關(guān)系，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[15，35]時(shí)t值會(huì)分布在某個(gè)值的附近，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[35，60]時(shí)，t值與x值的增加呈現(xiàn)正線性相關(guān)關(guān)系，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[60，+∞]時(shí)，駕駛員將不能夠在車(chē)輛內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常領(lǐng)取通行卡的行為。

由此可以得出，間距值x=35cm是能夠滿足駕駛員有效領(lǐng)取通行卡的臨界值，一旦間距值x大于這個(gè)臨界值，駕駛員領(lǐng)取通行卡的時(shí)長(zhǎng)就會(huì)突變?yōu)榕c值x正呈線性相關(guān)關(guān)系，當(dāng)x大于60cm時(shí)，駕駛員將不能在車(chē)輛內(nèi)完成領(lǐng)取通行卡動(dòng)作。在綜合考慮車(chē)輛安全與駕駛員有效領(lǐng)取通行卡等因素，自助發(fā)卡機(jī)的設(shè)置位置在滿足安全的前提下，應(yīng)能夠使駕駛員方便地?？吭诰嚯x其35cm以內(nèi)的位置。

2.3 其他影響因素分析

自助發(fā)卡車(chē)道一般設(shè)置寬度為3.5m左右，當(dāng)車(chē)輛開(kāi)始靠近自助發(fā)卡機(jī)時(shí)，由于對(duì)有效取卡位置判斷不準(zhǔn)，往往導(dǎo)致不必要的延誤。因此可以考慮在道路路面設(shè)置禁停區(qū)域與提示停駛位置。

2.3.1 禁停區(qū)域

車(chē)輛在進(jìn)入自助開(kāi)始靠近自助發(fā)卡機(jī)時(shí)，應(yīng)已經(jīng)完成車(chē)輛位置調(diào)整，能夠行駛直線到達(dá)取卡位置；車(chē)輛駛離時(shí)，應(yīng)直線加速完全駛離出自助欄桿機(jī)位置，然后完成調(diào)整車(chē)輛位置加速過(guò)程。禁停區(qū)域標(biāo)線設(shè)置樣式即參考高速公路路面標(biāo)線設(shè)置樣式，采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫(huà)在道路路面上的內(nèi)凸式魚(yú)肚線。起始點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)上游2個(gè)大型車(chē)身長(zhǎng)度位置約為20m；結(jié)束點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)下游1個(gè)大型車(chē)身長(zhǎng)度位置約為10m。

2.3.2 提示停駛位置

當(dāng)車(chē)輛直線行駛到自助發(fā)卡機(jī)位置時(shí)，其停駛位置也是影響收費(fèi)車(chē)道服務(wù)水平的重要因素。因此可以在自助發(fā)卡機(jī)取卡口對(duì)應(yīng)車(chē)道處，繪制一條垂直于道路中線的白實(shí)線，以此來(lái)提示駕駛員停駛最佳位置。

3 自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置方法

高速公路標(biāo)志標(biāo)線有警示駕駛行為的作用，指示駕駛路線的作用，規(guī)范交通秩序的作用。因此在自助發(fā)卡車(chē)道設(shè)置一套完善的道路標(biāo)線十分必要，根據(jù)上述內(nèi)容，可以在自助發(fā)卡車(chē)道設(shè)置如下標(biāo)線：

3.1 車(chē)道邊線標(biāo)線

基于對(duì)側(cè)向凈空對(duì)駕駛員取卡時(shí)間的影響，因此可以設(shè)置道路邊線標(biāo)線。在考慮駕駛員舒適度、安全等條件下，道路邊線標(biāo)線設(shè)置宜距離自助發(fā)卡機(jī)35cm。

3.2 禁停區(qū)域標(biāo)線

采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫(huà)在道路路面上的內(nèi)凸式魚(yú)肚線。其凸起位置總長(zhǎng)度為30m，起始點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)上游20m；結(jié)束點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)下游10m。

3.3 提示停車(chē)標(biāo)線

提示停車(chē)區(qū)域標(biāo)線為一條白實(shí)線，其位置對(duì)應(yīng)自助發(fā)卡機(jī)取卡口位置且垂直于道路中線。

綜合上述自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置方法，繪制效果圖如下：

4 結(jié) 論

針對(duì)設(shè)置有自助發(fā)卡機(jī)的收費(fèi)車(chē)道，提出了自助發(fā)卡車(chē)道地面標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)置提示停車(chē)區(qū)域和禁停區(qū)域，給出了自助發(fā)卡車(chē)道地面標(biāo)線設(shè)置的具體參數(shù)。為輔助駕駛員停車(chē)，提高收費(fèi)站服務(wù)水平及完善自助發(fā)卡車(chē)道標(biāo)線設(shè)置有著指導(dǎo)作用。

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