高速公路輔助限速標(biāo)志設(shè)置改善緩坡路段擁堵的探討

谷 川

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000)

高速公路輔助限速標(biāo)志設(shè)置改善緩坡路段擁堵的探討

谷 川

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000)

高速公路車流在緩坡路段車速因?yàn)槠碌缆档?，?dāng)速度減低后駕駛員才會(huì)警覺行經(jīng)上坡路段而開始加速，構(gòu)成“凹陷路段”，在長假車流量高峰時(shí)容易導(dǎo)致緩坡路段車流緩慢而堵塞。我國臺(tái)灣地區(qū)為解決緩坡路段堵塞問題提出在瓶頸路段前設(shè)置輔助標(biāo)志進(jìn)行速度控制來減輕這個(gè)情況，耗費(fèi)資金較小，且能取得一些成效，對(duì)解決江西省內(nèi)高速公路緩坡路段高峰時(shí)段擁堵問題有一定借鑒意義。

高速公路；安全設(shè)施；緩坡路段；輔助標(biāo)志；限速

1 緩坡路段易塞車的原因

在緩坡路段堵車現(xiàn)象尤其明顯，究其原因是當(dāng)車子開到平緩的上坡時(shí)，駕駛員往往不會(huì)注意到有上坡，并沒有改變踩油門的力道。車速因?yàn)槠碌缆档?，?dāng)速度減低到一定程度之后，駕駛員才會(huì)警覺行經(jīng)上坡路段而開始加速，然此時(shí)若后方已有來車，已經(jīng)因此受到影響而擠在一起；假如在上坡前恰好有平緩下坡，構(gòu)成所謂“凹陷路段”，則后方車輛追上來的速度會(huì)更快，突然減速更猛，容易發(fā)生追尾事故。

在車道影響方面，以兩車道為例：一般非堵塞情況下，左側(cè)車道由于是超車道，因此車流量會(huì)比右側(cè)車道小。駕駛員在進(jìn)行超車后即回到右側(cè)車道行駛。但在發(fā)生堵塞前，左側(cè)車道之交通量會(huì)開始上升超過右側(cè)車道。因駕駛?cè)嗽诓煊X前方車輛車速因堵塞而減速時(shí)，會(huì)想由左側(cè)車道進(jìn)行超車，但由于前方已無空隙讓超車車輛回到右側(cè)車道，因此只能持續(xù)在左側(cè)車道行駛，導(dǎo)致左側(cè)車道的交通量不斷上升。在此狀態(tài)下當(dāng)左側(cè)車道中某一輛車因狀況發(fā)生而減速時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生剎車“沖擊波”向后傳遞，造成左側(cè)車道開始發(fā)生堵塞，并迅速傳到右車道，導(dǎo)致全路段塞車。

2 解決緩坡路段堵塞的實(shí)例

日本目前已嘗試解決此類路段的堵塞。眾所周知，由于坡度對(duì)交通量造成的影響會(huì)在車道數(shù)增加時(shí)降低，因此日本的公路管理部門在瓶頸路段處額外增設(shè)車道，使得一些能察覺到上坡的駕駛員不會(huì)因?yàn)榍胺杰囕v減速而被迫降低車速，這部份車輛可藉由額外增設(shè)的車道加速通過此瓶頸路段，可解決原本在上坡時(shí)因所有車速減慢造成的堵塞情形。增設(shè)車道會(huì)在脫離瓶頸路段后縮減回原本之車道。在日本連接名古屋與大阪的東名阪快速道路上一段瓶頸路段的雙向進(jìn)行改善就采用該措施，將原有的匝道加減速車道延長，并將現(xiàn)有的輔助車道作連接，成功的以連接加減速車道作為輔助車道改善了堵車問題。此種類型的設(shè)計(jì)有著對(duì)車道使用的間接控制，但當(dāng)交通量更大時(shí)可能會(huì)在縮減車道處因車流匯流而發(fā)生安全問題。而且此種處理方式并非所有路段皆適用，除非原本路側(cè)十分空曠或是已在該路段施工期間便額外規(guī)劃好預(yù)留增設(shè)車道用地，否則要在發(fā)現(xiàn)堵塞問題之后再于瓶頸路段增加車道，不但耗費(fèi)資金與時(shí)間巨大，而且未必有足夠空間設(shè)置。即使額外車道設(shè)置完成之后也有可能因?yàn)榫植咳萘吭黾?，下游發(fā)生堵塞轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，即此處大量車流順暢通過后，反而導(dǎo)致下游某處因容量不足無法負(fù)荷如此龐大之車流而發(fā)生堵塞，從而產(chǎn)生新的瓶頸路段。因此這一方法并不適合在江西省實(shí)施。

我國臺(tái)灣地區(qū)在解決緩坡路段堵塞問題也采取了一些措施，提出在瓶頸路段前設(shè)置輔助標(biāo)志進(jìn)行速度控制來減輕這個(gè)情況。簡要來說就是在緩坡路段前2 km處設(shè)置輔助標(biāo)志提醒駕駛員正進(jìn)入緩上坡路段，需進(jìn)行速度控制，限制變換車道行為，以及將車速降至某一水平平衡車道的使用水平。

該項(xiàng)措施自2012年起在臺(tái)灣國道一號(hào)和國道三號(hào)高速公路上均已實(shí)施，取得了較為明顯的成效，據(jù)“臺(tái)灣國道高速公路局”在其網(wǎng)站上公布的數(shù)據(jù)，實(shí)施速度控制后效果提升明顯，減少了約13 %的緩坡通過時(shí)間、增加道路容量約5 %～7 %。臺(tái)灣高速公路通過在瓶頸路段前設(shè)置限制速度的輔助標(biāo)志，以不影響該路段的行駛空間為前提，兼顧了成本和施工時(shí)間，取得了改善緩坡路段堵塞情況的效果，這一方法值得重點(diǎn)關(guān)注。

3 輔助標(biāo)志實(shí)際使用的效果分析

由于緩坡路段在高峰時(shí)段容易造成擁堵，“臺(tái)灣國道高速公路局”對(duì)已設(shè)置輔助標(biāo)志的緩坡路段進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)控并將交通量、車速等數(shù)據(jù)定時(shí)公開，可以對(duì)設(shè)置輔助標(biāo)志前后的情況效果進(jìn)行對(duì)比。這里選擇已公布的“國道三號(hào)”高速公路63～67 km段作為標(biāo)的進(jìn)行分析，此路段屬于典型緩坡路段，輔助標(biāo)志設(shè)置位置見圖1，從谷歌地圖上可以找到此路段航拍圖。

圖1 輔助標(biāo)志設(shè)置位置

根據(jù)“臺(tái)灣國道高速公路局”歷史統(tǒng)計(jì)資料，此路段常常在長假時(shí)發(fā)生擁堵，且此路段上下游沒有閘道或者隧道等設(shè)施，其中沒有其他路口車流匯入，影響車流速度的因素單純，因此選此路段觀察設(shè)置輔助標(biāo)志進(jìn)行速度控制對(duì)改善擁堵的效果較為直觀。

臺(tái)灣高速公路管理部門設(shè)置了VD偵測器，對(duì)“國道三號(hào)”高速公路63～67 km段在2011年4月(設(shè)置輔助標(biāo)志前)和2012年4月(設(shè)置輔助標(biāo)志后)的車流量進(jìn)行了收集采集，根據(jù)采集數(shù)據(jù)繪制出了速度—流量圖(見圖2)。

圖2 速度—流量圖

橫軸為流量，縱軸為速度。從圖中可以看出，設(shè)置輔助標(biāo)志前，車流量1 600 veh/h以下尚可維持自由車流，車速并不因?yàn)榱髁可仙黠@下降；在1 600～4 000 veh/h區(qū)間則可看出車速隨著流量上升而逐漸下降，當(dāng)鄰近4 000 veh/h時(shí)開始產(chǎn)生一些低速車流，且隨著流量繼續(xù)上升，低速車流的數(shù)量也逐漸增多。設(shè)置輔助標(biāo)志后自由車流可維持到約2 000 veh/h，超過2 000 veh/h后車速才突然下降，接著開始隨著車流穩(wěn)定下降直到車流接近5 000 veh/h，此時(shí)車流中才開始出現(xiàn)零星低速車流，而當(dāng)車流量繼續(xù)提升，車流變得更不穩(wěn)定，產(chǎn)生更多的低速車流。設(shè)置輔助標(biāo)志前后臨界車流約從5 000 veh/h上升至5 300 veh/h。在設(shè)置輔助標(biāo)志后，車速隨著流量提升而下降的幅度較為緩和，脫離穩(wěn)定車流的資料點(diǎn)變得比較少，表示發(fā)生壅塞的次數(shù)比設(shè)置輔助標(biāo)志前少。

緩坡路段會(huì)造成壅塞的主因是車流中因坡度造成的低速車與后方的高速車互動(dòng)，造成后方高速車必須踩剎車進(jìn)行回避，進(jìn)而對(duì)后方車流產(chǎn)生影響。設(shè)置輔助標(biāo)志后可避免在行經(jīng)這個(gè)路段的車流因?yàn)槠露仍虬l(fā)生速差，使得車流能繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，降低臨界車流轉(zhuǎn)變?yōu)閾頂D車流的機(jī)會(huì)。因此可以得出在緩坡路段設(shè)置輔助標(biāo)志可減少堵塞發(fā)生的結(jié)論。

4 臺(tái)灣輔助標(biāo)志設(shè)置對(duì)江西省的借鑒

截止去年底大陸高速公路通車?yán)锍碳s124 364 km，平均每100 km2擁有高速公路1 km，平均每10 500人擁有高速公路1 km；臺(tái)灣高速公路通車?yán)锍碳s1 300 km，平均每28 km2擁有高速公路1 km，平均每15 000人擁有高速公路1 km。江西省高速公路的建設(shè)近幾年發(fā)展迅速，2016年1月份南昌至寧都、南昌至上栗高速公路建成通車全省高速公路通車?yán)锍掏黄? 000 km，《江西省公路水路交通運(yùn)輸“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中已明確2016年江西省高速公路通車?yán)锍逃型黄? 000 km，基本建成“四縱六橫八射十七聯(lián)”高速公路網(wǎng)。目前江西省平均每33.4 km2擁有高速公路1 km，平均每9 200人擁有高速公路1 km，高速公路的國土覆蓋水平和人均共有數(shù)量已超過全國平均水平，和臺(tái)灣地區(qū)情況相比差距已經(jīng)很小，高速公路人均共有量已經(jīng)大幅超過。

江西省常態(tài)地貌類型則以山地和丘陵為主.其中山地 60 101 km2(包括中山和低山).占全省總面積的 36%,，丘陵 70 117 km2(包括高丘和低丘)，占 42%。因此江西省內(nèi)高速公路的上坡和緩坡路段十分多，如G35濟(jì)廣高速1 298 km+800 m～1 303 km+200 m(東線，廣昌縣境內(nèi))處，該道路為上坡路段，大型車途經(jīng)坡道都不同程度的出現(xiàn)低速情況，流量大時(shí)會(huì)造成短時(shí)間的車輛聚集現(xiàn)象；又如G45大廣高速泰贛段2 966～2 976 km處(吉安市遂川縣境內(nèi))，10 km長上坡及隧道群路段，流量較大時(shí)易造成擁堵。這些典型的緩坡路段如果能采取車速管理，車流高峰時(shí)的擁堵狀況將會(huì)大大得到緩解。

臺(tái)灣地區(qū)高速公路最高行駛限速為120 km/h，和江西省內(nèi)最高限速相同，且都是采取靠右行駛，高速公路的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也相似，因此臺(tái)灣在緩坡路段設(shè)置車速限制從而施緩解高峰時(shí)段堵塞的措施，在江西省內(nèi)高速上也有實(shí)施的可行性和合理性。

[1] 萬發(fā)祥.高速公路交通量預(yù)測組合方法及應(yīng)用研究[D].長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006：23-28.

[2] 劉甜偉.高速公路交通量預(yù)測失準(zhǔn)分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011，(Z1)：13-15.

2016-11-14

谷川(1982-)，男、江蘇南京人，工程師，研究方向：交通工程安全設(shè)施。

U412

：C

：1008-3383(2017)06-0027-02