繞城高速公路立交節(jié)點(diǎn)“集散”能力研究

摘 要：本文從道路通行能力的視角研究立交節(jié)點(diǎn)“集散”能力，通過(guò)分析繞城高速公路特征，將立交節(jié)點(diǎn)“聚集”和“分散”能力定義為“所有入口或出口匝道實(shí)際通行能力之和”。并建立“集散”能力模型，從定量的角度研究立交節(jié)點(diǎn)“集散”能力，并對(duì)其中的參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：“聚集”能力；“分散”能力；立交節(jié)點(diǎn)；匝道；通行能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.184

0 引言

繞城高速公路的一個(gè)重要功能就是連接城市內(nèi)外道路，并服務(wù)于出入境交通流、過(guò)境交通流、城市內(nèi)交通流，在城市道路中發(fā)揮樞紐作用[1]，而發(fā)揮樞紐作用的一個(gè)核心環(huán)節(jié)就是均勻分布在繞城高速中的立交節(jié)點(diǎn)。立交節(jié)點(diǎn)功能發(fā)揮的如何直接影響到繞城高速公路的通行能力[2]，節(jié)點(diǎn)的“聚集”和“分散”能力是立交節(jié)點(diǎn)功能最直觀的反映，將“集散”能力定量化研究，對(duì)評(píng)價(jià)一個(gè)立交節(jié)點(diǎn)功能發(fā)揮的程度具有重要的意義。

1 問(wèn)題的描述

繞城高速公路實(shí)施全封閉管理，僅設(shè)置匝道與外界聯(lián)系。在一個(gè)立交節(jié)點(diǎn)中，交通流的“聚集”和“分散”也只能通過(guò)入口匝道與出口匝道來(lái)實(shí)現(xiàn)。通行能力是指道路設(shè)施所能疏導(dǎo)交通流的能力[3]，作為評(píng)價(jià)道路水平的關(guān)鍵參數(shù)，在分析“聚集”和“分散”功能時(shí)，可以用通行能力作為研究的指標(biāo)。

基于上述分析，將繞城高速公路某一立交節(jié)點(diǎn)處的“聚集”能力用“所有入口匝道實(shí)際通行能力之和”來(lái)表達(dá)；同理，“分散”能力用“所有出口匝道實(shí)際通行能力之和”來(lái)表達(dá)。接下來(lái)的研究重點(diǎn)就集中在匝道的實(shí)際通行能力分析上。

由于繞城高速外接放射性高速公路，內(nèi)接城市道路，匝道兩端連接道路的通行能力參差不齊[4]，根據(jù)木桶原理，以匝道中“瓶頸區(qū)”通行能力作為研究“集散”能力中的匝道實(shí)際通行能力。但是在研究匝道“瓶頸區(qū)”通行能力的時(shí)又發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)隱藏的問(wèn)題：那就是，匝道實(shí)際交通流小于等于“瓶頸區(qū)”通行能力值時(shí)，“瓶頸區(qū)”的通行能力值可以作為匝道實(shí)際通行能力直接代入公式計(jì)算，但是當(dāng)匝道實(shí)際交通流大于“瓶頸區(qū)”通行能力值時(shí)，匝道通行能力會(huì)變的更小[5]，分析其原因就是因?yàn)榻煌鞒^(guò)了設(shè)計(jì)理論值導(dǎo)致通行能力下降，這時(shí)就要在“瓶頸區(qū)”通行能力值的基礎(chǔ)上再進(jìn)行折減[6]。

2 模型建立

匝道“瓶頸區(qū)”通行能力模型：

；

—匝道基本路段通行能力，pcu/h；

—分別為分流區(qū)、合流區(qū)的通行能力，pcu/h；

—沖突區(qū)的通行能力[7]，pcu/h；

—存在于環(huán)形立交中，交織區(qū)通行能力，pcu/h。

當(dāng)某一匝道實(shí)際交通流超過(guò)相應(yīng)“瓶頸區(qū)”通行能力值時(shí)，需要折減[6]的通行能力模型：

—第i個(gè)超過(guò)相應(yīng)“瓶頸區(qū)”通行能力的流向流量；

—為提供服務(wù)的匝道中“瓶頸區(qū)”通行能力；

—為占相應(yīng)的進(jìn)口道流量的比例。

匝道實(shí)際通行能力模型：

立交節(jié)點(diǎn)“聚集”能力模型（即立交節(jié)點(diǎn)所有入口匝道實(shí)際通行能力之和）：

—繞城高速某一立交節(jié)點(diǎn)處第i個(gè)入口匝道實(shí)際通行能力。

立交節(jié)點(diǎn)“分散”能力模型（即立交節(jié)點(diǎn)所有入口匝道實(shí)際通行能力之和）：

—繞城高速某一立交節(jié)點(diǎn)處第k個(gè)入口匝道實(shí)際通行能力。

3 參數(shù)的含義

，的數(shù)值可以分別反映該立交節(jié)點(diǎn)“聚集”和“分散”的能力。

大于零時(shí)，該立交節(jié)點(diǎn)處聚集大于分散，對(duì)繞城高速主線產(chǎn)生正壓力，表示該節(jié)點(diǎn)需要繞城高速主線要消化的通行能力；等于零時(shí)，該立交節(jié)點(diǎn)處聚集等于分散，對(duì)繞城高速主線產(chǎn)生零壓力；小于零時(shí)，該立交節(jié)點(diǎn)處分散大于聚集，對(duì)繞城高速主線產(chǎn)生負(fù)壓力，表示該節(jié)點(diǎn)對(duì)繞城高速主線緩解的通行能力。

4 結(jié)論

繞城高速公路立交節(jié)點(diǎn)的“集散”能力是立交節(jié)點(diǎn)功能發(fā)揮程度最直觀的反映。本文不僅建立了，的模型，還在兩者基礎(chǔ)上研究，的含義。通過(guò)對(duì)“集散”能力定量化研究，可以很直觀的分析出繞城高速中某一立交節(jié)點(diǎn)功能的發(fā)揮，同時(shí)利用定量分析的結(jié)果可以間接分析立交節(jié)點(diǎn)處外界道路通過(guò)匝道對(duì)繞城高速交通流產(chǎn)生的壓力情況。

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作者簡(jiǎn)介：黨琦（1990-），男，研究生，研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理專業(yè)。