馬紅偉,段緒斌
(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院,天津市300051)
隨著公路運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展,客貨車混行給道路運(yùn)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。
近年來,發(fā)達(dá)國家公路運(yùn)輸業(yè)迅速發(fā)展,隨著貨運(yùn)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(yùn)輸部對(duì)很多交通要道進(jìn)行深入調(diào)查分析,并采取了相應(yīng)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(shí)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(duì)客貨混行道路實(shí)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?yàn)橘Y金和技術(shù)問題,此項(xiàng)目沒有最終實(shí)施。
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(shí)施經(jīng)驗(yàn)。
我國對(duì)客貨分離的概念提出得相對(duì)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(duì)客貨分離設(shè)計(jì)理念及配套的交通工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,其中,林洋在分析我國當(dāng)前客貨混行的高速公路弊病的基礎(chǔ)上,對(duì)客貨分離的必要性和適用條件作了論述,同時(shí)結(jié)合客貨分離高速公路的咨詢?cè)O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),對(duì)客貨分離高速公路規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jì)發(fā)展、運(yùn)輸形勢(shì)、運(yùn)輸能力、行車安全、路面破損等方面,對(duì)區(qū)域路網(wǎng)中部分客貨繁忙通道內(nèi)實(shí)行客貨分線的必要性進(jìn)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(xué)模型,對(duì)于研究客貨繁忙通道上是否需要進(jìn)行客貨分線規(guī)劃具有一定的借鑒作用[2];蔣陽升等針對(duì)大城市對(duì)外交通走廊入城段目前客貨混行嚴(yán)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(jì)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出運(yùn)用貨車專用道及配套交通工程設(shè)計(jì)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(duì)方案的必要性和可行性進(jìn)行了論證[3]。
美國是當(dāng)前客貨分離實(shí)施評(píng)價(jià)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(dá)州和德克薩斯州兩地研究成果加以對(duì)比,并輔以對(duì)Douglas和Battelle等人理論模型的研究,重點(diǎn)剖析其在我國的適用性。
(1)貨車流量是美國佛羅里達(dá)州交通運(yùn)輸部實(shí)施客貨分離的主要判斷依據(jù),其流量統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來源為機(jī)場、港口等交通樞紐周邊道路。為獲取評(píng)價(jià)所需的綜合貨車流量指標(biāo),以貨車流量為權(quán)重對(duì)各條道路進(jìn)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(yàn)對(duì)實(shí)施貨車專用車道的緊迫性給予打分。此外,為提高判斷和評(píng)價(jià)的效率,佛州交通部應(yīng)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(yùn)輸研究所提出道路服務(wù)水平、事故以及經(jīng)濟(jì)等三大類評(píng)價(jià)指標(biāo)[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(cè)服務(wù)水平計(jì)算方法確定服務(wù)水平等級(jí);然后借鑒其他州的貨車專用設(shè)施事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)了適應(yīng)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(jì)因素包括道路建設(shè)費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、燃油費(fèi)、延誤費(fèi)用、尾氣費(fèi)用、事故損失,將混行道路和貨車專用車道兩種情況下的費(fèi)用對(duì)比,給出經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)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(shí)必須滿足日總交通流量超過120 000 veh的標(biāo)準(zhǔn),兩條流量標(biāo)準(zhǔn)缺一不可。
(4)Battelle等選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)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(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。
表1 ETL估計(jì)建議標(biāo)準(zhǔn)
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(jì)以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是最為常用的客貨分離實(shí)施評(píng)價(jià)指標(biāo),其中貨車流量是決定是否實(shí)施分離的最為重要的判斷依據(jù),原因在于流量是計(jì)算道路服務(wù)水平、預(yù)測(cè)事故發(fā)生以及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)參數(shù)。
國外評(píng)價(jià)方法研究的整體思路對(duì)于提出適應(yīng)我國情況的客貨分離實(shí)施指標(biāo)體系具有很強(qiáng)的借鑒價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)的具體標(biāo)準(zhǔn)難以直接套用,需要加以修改和完善。
本文針對(duì)港口城市的道路特點(diǎn)進(jìn)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(píng)價(jià)體系。
本文首先對(duì)將研究車型進(jìn)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(lì)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(jìn)行擔(dān)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(jìn)行擔(dān)保和支付相應(yīng)的利息費(fèi)用,調(diào)用農(nóng)協(xié)的資金;三是直接利用國家金融機(jī)構(gòu)進(jìn)行財(cái)政資金貸款。
評(píng)價(jià)指標(biāo)選取是研究重點(diǎn),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(yùn)行狀態(tài)。事故率是行車中最關(guān)心的問題,加上經(jīng)濟(jì)指標(biāo),作為最終確定指標(biāo),使得評(píng)價(jià)體系更加全面,更加準(zhǔn)確。評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)見圖1。本文最終選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)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(jì)因素。
圖1 客貨分離實(shí)施評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
針對(duì)評(píng)價(jià)體系的各個(gè)指標(biāo)采取相應(yīng)的方法進(jìn)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(yīng)交通混行狀態(tài),因此利用這兩個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)貨車專用設(shè)施是最佳的考慮因素[6]。為了準(zhǔn)確地確定這兩個(gè)指標(biāo),本項(xiàng)目借助VISSIM仿真軟件來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的量化過程。
通過仿真的手段,對(duì)各種道路環(huán)境進(jìn)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(zhǔn)。對(duì)近兩年的年平均事故率做統(tǒng)計(jì),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(yīng)了現(xiàn)狀道路的運(yùn)行情況,服務(wù)水平等級(jí)越低,道路服務(wù)質(zhì)量越差,道路的服務(wù)水平在E級(jí)以下或V/C≥1時(shí),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(yùn)行質(zhì)量問題同樣需要一定的指標(biāo)來評(píng)價(jià),為此參照HCM中對(duì)道路服務(wù)水平等級(jí)劃分的方法,對(duì)專用車道的服務(wù)水平進(jìn)行統(tǒng)一劃分,等級(jí)分為A-E。在確定服務(wù)水平之前需要計(jì)算道路的通行能力,專用車道通行能力確定方法為理論計(jì)算和VISSIM仿真兩種方法。通過預(yù)測(cè)年(假設(shè)道路的設(shè)計(jì)年限為20 a)的流量預(yù)測(cè)情況計(jì)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(dāng)專用車道的服務(wù)水平大于混行條件下的服務(wù)水平時(shí),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(dāng)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(jì)條件
當(dāng)滿足流量、事故及服務(wù)水平條件下,通過經(jīng)濟(jì)條件對(duì)貨車專用車道的可行性進(jìn)行判斷。分析混行道路和分離道路在設(shè)計(jì)年限內(nèi)各種經(jīng)濟(jì)因素值,并分別計(jì)算出混行道路和分離道路的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)值,其中經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括貨車專用車道的建設(shè)費(fèi)用、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、事故損失、空氣污染、燃油費(fèi)及運(yùn)行延誤費(fèi)用,這些指標(biāo)轉(zhuǎn)化為收益與費(fèi)用之間的比值(B/C),當(dāng)B/C≥2時(shí),表明貨車專用車道可行。
其中,建設(shè)費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用根據(jù)有關(guān)道路建設(shè)費(fèi)用資料比較混行和分離車道費(fèi)用差異,計(jì)算出貨車專用車道與混行車道費(fèi)用差,并轉(zhuǎn)化為每公里費(fèi)用值。事故費(fèi)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(jì)算費(fèi)用,選取近三年的事故進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查出總事故費(fèi)用,并計(jì)算出年平均事故費(fèi)用,然后根據(jù)調(diào)查路段長度計(jì)算出每公里事故費(fèi)用,將事故費(fèi)用的75%作為專用車道減少事故的收益??諝馕廴举M(fèi)用則由VISSIM仿真中對(duì)尾氣檢查值來轉(zhuǎn)化成費(fèi)用。燃油費(fèi)和延誤費(fèi)用均可根據(jù)仿真中的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,根據(jù)高峰時(shí)段的仿真結(jié)果,計(jì)算出貨車專用設(shè)施比混行道路減少的費(fèi)用,并轉(zhuǎn)化為每車道每小時(shí)減少的費(fèi)用。
客貨分離是當(dāng)前道路設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域,而實(shí)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,明確了其在我國的適應(yīng)性,并結(jié)合我國港口城市道路運(yùn)輸特點(diǎn),建立了港口城市客貨分離評(píng)價(jià)方法體系,并提出了各個(gè)指標(biāo)的定量計(jì)算方法。
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