沈山高速公路交通流特性分析

摘 要：沈山高速公路（編號(hào)G1）是國家高速公路網(wǎng)中由北京出發(fā)的七條放射狀路線之一，是東北地區(qū)公路交通運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，由于現(xiàn)狀交通量較大，計(jì)劃對其進(jìn)行改擴(kuò)建，為了確定多車道高速公路的適應(yīng)交通量，必須對影響通行能力的交通量參數(shù)，如設(shè)計(jì)小時(shí)時(shí)位、車輛折算系數(shù)、通行能力等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確把握，提出更加符合現(xiàn)狀交通組成特性、交通分布特點(diǎn)以及車輛狀況等相關(guān)指標(biāo)值，本論文的研究將對研究單車道通行能力值，分析其與車道數(shù)的關(guān)系，為沈山高速改擴(kuò)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：多車道高速公路；交通量參數(shù)；通行能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.090

0 引言

沈山高速公路（編號(hào)G1）是國家高速公路網(wǎng)中由北京出發(fā)的七條放射狀路線之一，是東北地區(qū)公路交通運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈，由于現(xiàn)狀交通量較大，計(jì)劃對其進(jìn)行改擴(kuò)建，本次對沈山高速公路交通流特性進(jìn)行研究，將為通行能力提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定其改擴(kuò)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，

1 交通量和交通流率

公路交通需求是隨一年中的每個(gè)月、一星期中的每一天、一天中的每個(gè)小時(shí)以及在一小時(shí)之內(nèi)的時(shí)間間隔而不斷變化。時(shí)間跨度越長，交通不均勻性亦越大。交通量的時(shí)間變化特性按統(tǒng)計(jì)時(shí)間的長短通?？煞譃樵伦兓?、周變化和時(shí)變化特性。研究交通量的時(shí)間變化特點(diǎn)，有助于把握公路交通量的變化規(guī)律，制定有效的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理方案。

（1）月變化。月變化是一年12個(gè)月的交通量變化情況。月變化特性采用月變化系數(shù)（MADT/AADT）來度量。在我國傳統(tǒng)節(jié)日春節(jié)（一般在每年的2月份）前后，公路交通量有很大的下降，這是我國特有的特點(diǎn)；但近年來隨著人們生活方式的逐漸改變，春節(jié)外出探親尤其旅游將會(huì)逐漸變得頻繁，這將會(huì)導(dǎo)致2月份的公路交通量會(huì)有所增加。另外夏季和秋季是東北地區(qū)氣候環(huán)境最后的時(shí)候，所以在這兩個(gè)季節(jié)較為繁忙。圖1為沈山高速公路交通量月變化示意圖。從圖1可以看出，沈山高速公路交通量最大的在8-10月份。

小客車交通最低位3月份，以后會(huì)緩慢上升，到八月達(dá)到最大交通量，到九月份略有下降，十月份稍有上升，但以后進(jìn)入寒冷天氣，客運(yùn)交通有較大比例下降。貨運(yùn)交通在3月份前都較低，以后變換相對比較平緩，到九月份會(huì)有一個(gè)小的高峰，以后就下降較快，總體來說，貨運(yùn)交通變化相對平穩(wěn)。因此，在后續(xù)的設(shè)計(jì)高峰小時(shí)交通量取值時(shí)，貨運(yùn)交通的高峰值應(yīng)相對較小。

（2）時(shí)變化時(shí)變化指交通量在一天中，每小時(shí)交通量的波動(dòng)狀況。在公路上，一般情況下交通量主要集中于白天，而且在工作日和周末之間的變化差別很小。從總體交通量來看，沈山高速車流的主要高峰期集中在下午3-5點(diǎn)左右，以后下降較快（圖2）。該高速公路另外兩種主要車型小客車與大型貨車占交通量的80%以上，小客車的交通量趨勢與總的交通量分布趨勢基本相同，但高峰期時(shí)間相對較短，變化較大，而貨運(yùn)車輛高峰期主要高峰期出現(xiàn)在凌晨三四點(diǎn)左右及晚上八點(diǎn)附近，高峰期的變化相對小客車來說較為平緩。

（3）設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。通行能力和其它交通分析都是集中在交通量的高峰小時(shí)上，因?yàn)楦叻逍r(shí)代表運(yùn)行的關(guān)鍵時(shí)段，有最大的交通需求。但是高峰小時(shí)交通量在每一天或每一季節(jié)并不是一個(gè)恒定值，它與交通設(shè)施類型、公路等級以及觀測斷面都有密切的關(guān)系。如果將某一地點(diǎn)的最大小時(shí)交通量按遞降的順序排列，可以看到在一年的小時(shí)交通量存在明顯的規(guī)律。沈山高速公路小時(shí)交通量變化曲線的實(shí)際情況，采用第30位小時(shí)交通量作為設(shè)計(jì)小時(shí)時(shí)位比較合適。根據(jù)沈山高速公路不同車輛的時(shí)間分布特性，小客車分布高峰小時(shí)比較明顯，而大貨車相對比較平穩(wěn)，全天分布比較分散。由于沈山高速公路貨運(yùn)交通所占比例較大，導(dǎo)致按混合交通分布高峰小時(shí)更加不明顯。

根據(jù)計(jì)算得出各交通方式下的第三十位高峰小時(shí)系數(shù)為：

小客車第三十位高峰小時(shí)系數(shù)：K=0.115

大貨車第三十位高峰小時(shí)系數(shù)：K=0.085

混合交通第三十位高峰小時(shí)系數(shù)為：K=0.095

從以上第三十位高峰小時(shí)系數(shù)可以看出，綏沈高速公路目前的運(yùn)營交通量分布特性與我國公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范所提供的技術(shù)指標(biāo)值差異較大，僅小客車交通與規(guī)范值相當(dāng)。在進(jìn)行工程規(guī)模計(jì)算時(shí)，這個(gè)值對公路規(guī)模起關(guān)鍵作用，因此必須依據(jù)目前實(shí)際情況確定。

2 空間變化特性

（1）方向性分布。在任何特定的時(shí)間內(nèi)，都會(huì)有一個(gè)方向上的交通量大于另一個(gè)方向上的交通量，甚至出現(xiàn)多至2：1的不平衡現(xiàn)象。

在高峰小時(shí)期間，出現(xiàn)高峰方向上交通流所占的比例，通常用D表示。根據(jù)沈山高速公路調(diào)研數(shù)據(jù)，計(jì)算得到方向分布系數(shù)為：D=0.56

（2）按車道的分布。當(dāng)一個(gè)方向上的交通流有幾條車道可以利用時(shí)，各車道的使用率會(huì)出現(xiàn)差異。交通流在車道上的分布取決于交通規(guī)則、交通組成、車速和交通量、公路進(jìn)口的位置和數(shù)量、駕駛員出行的起訖點(diǎn)位置、以及路側(cè)狀況和駕駛員的習(xí)慣等。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)的處理，沈山六車道高速公路，內(nèi)側(cè)車道交通量占37%，中間車道占34%，外側(cè)車道占29%，最內(nèi)側(cè)車道基本為小客車，中間車道為大中型貨車為主，而最外側(cè)車道主要以五六軸的重型貨車為主。其交通量按車道分布特征如圖3所示。

3 速度特性

速度既是公路設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)，又是車輛運(yùn)營效率的一項(xiàng)主要評價(jià)指標(biāo)，對于運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)、安全、迅捷、舒適具有重要意義。了解和掌握公路上行車速度及其變化規(guī)律是正確進(jìn)行公路設(shè)計(jì)、運(yùn)營、管理的基礎(chǔ)。速度是對汽車駕駛員提供交通服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)重要量度標(biāo)準(zhǔn)。對于許多交通設(shè)施類型，都采用速度作為確定各級服務(wù)水平的一項(xiàng)重要評價(jià)指標(biāo)。

根據(jù)沈山高速公路車道速度數(shù)據(jù)處理結(jié)果顯示，內(nèi)側(cè)車道平均速度為100km/h，主要車型為小客車，保持較高的速度，服務(wù)水平較高；中間車道自由流平均速度為75km/h，主要車型為大中型貨車，速度也較高；外側(cè)車道自由流平均速度為65km/h，主要車型為大型貨車。

4 總結(jié)

為了確定多車道高速公路的適應(yīng)交通量，必須對影響通行能力的交通量參數(shù)，如設(shè)計(jì)小時(shí)時(shí)位、車輛折算系數(shù)、通行能力等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確把握，提出更加符合現(xiàn)狀交通組成特性、交通分布特點(diǎn)以及車輛狀況等相關(guān)指標(biāo)值，本論文的研究將對研究單車道通行能力值，分析其與車道數(shù)的關(guān)系，為沈山高速改擴(kuò)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取提供理論依據(jù)。

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作者簡介：姚宏偉（1979-），男，遼寧沈陽人，高級工程師，研究方向：公路網(wǎng)前期規(guī)劃。